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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次元ディスプレイシステムに関する。特に、本発明は、光変調器のうち選択された行を光学的に変位させて、光変調器アレイの非作動または損傷画素の故障補正を行うことに関する。
【0002】
【従来の技術】
視覚的には「画素」として認識される、独立した反射要素または透過要素で構成された二次元アレイをベースにした高解像度ディスプレイシステムは、携帯型コンピュータ、LCDマルチメディアプロジェクタ、高品位テレビ、平面パネルディスプレイ、および仮想現実(バーチャルリアリティ)アイウェアに利用されている。これらの装置は、陰極線管またはビデオプロジェクタ等を有する従来のスキャン装置または投写装置に比べて動作電圧が低いため電力効率が高く、一般に長い動作光路が不要なため、空間効率がよいという利点を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの装置は製造歩留まりが低いため、これまで消費者向けのディスプレイシステムに広く取り入れることができなかった。光透過を制御するLCDまたは光反射を制御するマイクロミラー等を使用する典型的な二次元アレイは、100万個以上の独立した反射要素または透過要素を含んでおり、そのうち2〜3個の要素が故障するだけでディスプレイシステムが使用不能となってしまうという問題がある。また最初は動作可能な二次元アレイであっても、微細なスクリーンの損傷、電子的故障、または機械的摩耗やスティクション(stiction)の問題のために性能が劣化することがある。なかでも特に不安材料として、二次元アレイ中の要素群のすべての列または行を同時に故障させる原因となるディスプレイドライバまたはマウンティングの欠陥がある。
【0004】
従って、ディスプレイシステムで使用される反射または透過要素からなる二次元光変調器アレイに設計許容(フォールトトレランス)を与える装置および技術が必要とされている。フォールトトレランスは、表示品質をそれほど落とさずに、1つのディスプレイ要素、複数のディスプレイ要素、またはディスプレイ要素の複数の行または列の故障も許容できなくてはならない。かかるフォールトトレラントシステムでは動的に故障補正が行われ、さらにはアレイ要素の故障補正がリアルタイムで行われるのが好ましい。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明のディスプレイシステムは、光源と、ディスプレイ表面と、第1の行と第2の行とに配列されて前記光源からの光を変調する複数の光変調器群を有する二次元光変調器アレイであって、前記第1の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第1の画素行として示され、前記第2の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第2の画素行として示される二次元光変調器アレイと、前記第1の行によって変調された光を、前記ディスプレイ表面上の前記第1の画素行としての表示から、前記ディスプレイ表面上の前記第2の画素行を実質的に占有するように配向しなおす少なくとも1つの光学素子とを含むことを特徴とする。
【0006】
行列変位には各種の機械的または光学的メカニズムによる二次元行列変位が含まれる。例えば、固定基板に対して第1の列位置にある第1の列と、固定基板に対して第2の列位置にある第2の列と、に配列した光変調器群を、それぞれ第1の行と第2の行とにほぼ直交するように位置決めすることができる。この場合、可動部材によって機械的または光学的に第1の列がその第1の列位置からほぼ第2の列位置を占有するように変位され、同時に行も移動されて、二次元変位が行われることになる。例えば、物理画素アレイを一列左へ、一行上へ、一列右へ、一行下へ下がって元位置へ、と変位させて4つの物理画素を連続して定位置間で移動させながら周期的に表示することによって一つの同じ仮想画素を生成することができる。
【0007】
反射型二次元アレイを含む反射ディスプレイとしては、製造が容易で、性能の予想ができ、耐久性があるという理由から、加えられた静電力または電磁力に応じて移動を制御することができる、微細電気機械的回動ミラーアレイまたは微細電気機械的変形ミラーアレイが好ましい。かかるミラーシステムは、ディジタルミラーデバイス(DMD)カラー投写システムの一部として、テキサスインストルメント(Texas Instruments)社より入手可能である。または、カルフォルニア州、サニーベールのシリコンライトマシン(SiliconLight Machines,Sunnyvale,CA)社開発等の切り替え可能な回折光弁を使用してもよい。さらに、強誘電性液晶、エレクトロルミネセンス液晶、またはねじりネマチック結晶をベースにしたディスプレイを使用することもできる。また、双安定反射装置に必要とされているような時間分解グレイレベルの使用を必要とせず、適切な透過グレイレベルに直接切り替えることのできるディスプレイも好ましい。一般には約10Hzを上回る周波数、特に100Hz〜1000Hzの周波数を用いて、液晶のように可変アナログ電流に応答して直接グレイレベルを修正することができる任意の装置、またはディジタルマイクロミラーまたは回折光弁に用いられる技術に基づく時間経過によってグレイレベルを修正することができる任意の装置を本発明で使用することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、ディスプレイ中に存在する故障、欠陥、または動作が断続的な画素を機械的または光学的に補償するメカニズムを支援可能な欠陥許容ディスプレイシステム(フォールトトレラントディスプレイシステム)10の一部破断斜視図である。説明のため、図1には共通の固定基板12上に可動部材14によって支持された透過型ディスプレイシステム20と反射型ディスプレイシステム40の両方を示す。図示するように、透過型ディスプレイシステム20は光源22からの光を選択的に透過または吸収する光透過ディスプレイ要素28からなる行列アレイ24を含む。一方、反射型ディスプレイシステム40は光源50からの光の反射方向を選択的に変化させる回動ミラー群44からなる行列アレイ42を含む。ただし、通常のディスプレイは従来のアクティブマトリクスLCDプロジェクタ、LCDディスプレイ、または強磁性流体ディスプレイ等の透過要素またはホーンベックによる米国特許第5,535,047号等に記載のあるディジタルマイクロミラー等の反射要素のいずれか一方を含むものである。実施形態によってはLCDや図10のところで説明する選択的に変形可能なシートミラーを用いるスタック型透過/反射ディスプレイ等のように透過要素と反射要素とを組み合わせて動作させるようにしてもよい。
【0009】
光透過型ディスプレイシステム20中の各ディスプレイ要素28は選択的に制御され、光源からの入射光を吸収するか、または観察者の目などの画像センサへ透過する。透過は直接、または図示しないが投写光学系、拡大鏡、もしくは反射器を介して行われる。図1に、入射光32が吸収ディスプレイ要素26によって吸収される様子と入射光30が透過ディスプレイ要素28を通過する様子が示されている。ディスプレイシステム中の各ディスプレイ要素は、制御エレクトロニクス90から送られる制御信号に応答して、グレイスケール状態を切り替えるように設計される。図示するように制御エレクトロニクス90は公知の電子写真平版技術によって基板上にパターニングされるか、適切な制御指示によってディスプレイにインターフェースされた別個の制御モジュールとして構成してもよい。本発明の実施の形態では、従来の各種光吸収体、強磁性流体ディスプレイ、LCDディスプレイ、または少なくとも2つ以上の光透過状態(256のグレイスケール等)をサポートする他の公知の光ディスプレイ要素を使用できる。
【0010】
グレイスケール画像は光反射ディスプレイシステムの各回動ミラー44の双安定位置を制御することによっても生成される。各ミラーは選択的に制御されて入射光を吸収体(図示せず)へ反射させるか、または観察者の目などの画像センサへ反射させる。やはりこの場合も、反射は直接または図示しない投写光学系、拡大鏡、または反射器を介して行われる。光源50からの入射光56が、ある角度の回動ミラー48によって吸収体(図示せず)へ反射される様子を図1に光線58を使って示した。光源50からの入射光52が回動ミラー48とは逆傾斜のミラー46により観察者または図示していない投写光学系へ反射される様子を光線54を使って示した。本発明に適した静電アクチュエータで駆動される双安定ミラーは、本願に引用して援用する発明者ホーンベックの米国特許第5,535,047号に記載がある。ここで、変形可能ミラー、電磁アクチュエータで駆動されるミラー、または当業者に公知の他の従来型の反射装置等の他の反射ディスプレイシステムを使用してもよい。ディスプレイ20の場合と同様に、光吸収と光反射との切り替え(光の反射角度の切り替え)は、制御エレクトロニクス90によって行われる。
【0011】
一般に、任意の装置におけるディスプレイ要素の切り替え速度は、ディスプレイ構造に応じてミリ秒、マイクロ秒、またはナノ秒単位となる。有利なことに、観察者の目または他の光統合画像センサに固有な一時的平滑化(temporal smoothing)を伴った高速切り替え技術を用いると、高速で切り替えられた双安定装置(安定した反射/透過または非反射/吸収)を用いたグレイレベルの生成が可能となる。各ディスプレイ要素が光を吸収または透過するように切り替えられる時間は、知覚されるグレイレベルに比例する。例えば、観察者にとっての臨界光フリッカー融合頻度が約60Hzの場合、6KHzで切り替え可能なディスプレイ要素であれば、ちらつきを示さずに光反射と非反射とを約100回切り替えることができる。反射/非反射表示状態の各時間の割合を調節することにより、双安定ディスプレイ要素はグレイレベルディスプレイの作成に使用することができる。有色光源およびかかる高速切り替えを用いることにより、米国特許第5,592,188号(発明者ドハーティら、譲受人Texas Instruments,Inc.)等に記載のあるフルカラーディスプレイを作成することもできる。また、カラーフィルタを備えたシステムを使用すれば、グレイレベルディスプレイだけでなくカラーディスプレイを提供することができる。
【0012】
実際には、残念なことに何十万個または何百万個もの上記の高速ディスプレイ要素をもつ大規模アレイを、アレイ全体を制御不能とする要因となる個々のディスプレイ要素の機械的または電気的故障を発生させることなく製造するのは困難である。かかる故障を補償するために、本発明は、制御エレクトロニクス90から送られる信号に応答してディスプレイアレイ中の行または列を物理的に変位可能なメカニズムを含む。図1に示すように、このメカニズムは可動部材14を含み、これは矢印16および18で示す直交する二方向にそれぞれ移動可能な圧電振動子である。他の実施形態では、可動部材14は一次元圧電振動子、可動リニアステージ、角度のついたアーム(angular arm)、または透過システム20(またはシステム40)をある距離だけ周期的に移動させる他の従来のメカニズムであってもよい。一般に、可動部材14はアレイ24またはアレイ42の各行または各列の距離の整数倍に対応する距離だけ移動する。例えば可動部材14はアレイ42中の各行が隣の行位置をわずかな時間占有するのに十分な距離だけ物理的に移動可能である。または可動部材14は、隣接する行以外にアレイ24(またはアレイ42)中の各行を、固定基板12に対する最初の位置から2行、3行、またはそれ以上の行だけ周期的に変位させるように動作することもできる。一次元移動の外延として、可動部材は、図1に示すようにアレイ24(またはアレイ42)を行方向に加えて列方向に変位させて、完全な二次元移動を行うこともできる。
【0013】
このようなフォールトトレラントディスプレイ10の個々のまたは複数のディスプレイ要素の故障補償について、概略的に示すディスプレイ110中の1つの故障ディスプレイ要素124の故障補償の様子を図2〜図5を用いて詳しく説明する。以下、一つの行について本発明の動作の説明を行うが、画素の変位は恣意的なものであり、行変位、列変位、角度変位、行変位と列変位との組み合わせを使用した画素ブロックの変位などを用いてもよい。作動中のすべてのディスプレイ要素は光透過または光反射状態で示し、故障したディスプレイ要素124は光吸収または光非反射状態で示す。さらに、本発明はほぼ正方形または矩形のディスプレイ画素群だけでなく、円形、楕円形、六角形、または本発明で企図される実施形態を構成する他の適当な形状であってもよい。このように多様な形状を利用することができるが、通常は1024行×768列からなる矩形ディスプレイ要素群等の矩形格子に配列された矩形ディスプレイ要素群アレイが使用される。
【0014】
簡単に説明するため、図2にはディスプレイ110の1つの行のうち故障したディスプレイ要素124近傍の一部だけを示す。ディスプレイ110は、透過型、反射型、放射型、透過型と反射型とを組み合わせたもの、または各画素に対して高速でグレイスケール調節ができる他のディスプレイ構造であってもよい。一般的には、ディスプレイ110は画像を透過表示または反射表示するディスプレイ要素群からなる二次元アレイを含む。本発明をよりよく理解するために、図2〜図5に可変光強度光源114と、故障ディスプレイ要素124を含んだディスプレイ要素群121〜127のアレイからなる二次元物理画素アレイ120とを一次元に表わした部分断面を示す。以下の議論は固定または可動カラーフィルタの使用によるグレイレベルについて行うが、本発明の範囲にはカラー放射型ディスプレイ、または他の適切な色生成メカニズムや間違った色のディスプレイ要素の補正も含まれる。
【0015】
ディスプレイ要素121〜126は個々に制御されており、双安定反射もしくは透過要素の時変調によって、またはLCDによる直接グレイスケール表示等によって予想外のディスプレイ要素の故障がない場合はディスプレイ要素121〜126は白い画素を表示する。一方、ディスプレイ要素127は故障がなければグレイ画素を示すように制御されている。ディスプレイ要素121〜127は全体として、可変強度の光源114を物理画素アレイ120に適用することによって形成されるディスプレイ要素121〜127の画素像131〜137からなる仮想画素アレイ130を示す。図中、光源の光強度を可変強度光源114内に示す。図2では強度100である。単位は任意である。各ディスプレイ要素121〜127の透過率/反射率をそれぞれパーセント(0%、50%、100%等)で示し、かつ仮想画素アレイ130の知覚されるグレイレベルを0〜100のスケールで示す。この場合100がもっとも明るく、0では黒くなる。実際には、仮想画素アレイ130は観察者がディスプレイを見たときに目に映るものであり、物理画素アレイ120が図3〜図5のところで説明する画像処理駆動された画素強度のリマッピング中および高速移動中のときも含まれる。
【0016】
図2からわかるように、物理画素アレイ120のディスプレイ要素124は故障しているため、仮想画素アレイ130には故障したディスプレイ要素124に対応する暗い仮想画素134が含まれる。しかし、ディスプレイ要素124の故障が判定できれば、故障を緩和または完全に補正する対策を行うことができる。図3に示すように、図2の光変調器アレイは一列だけ物理的に変位され、仮想画素アレイ130の暗い仮想画素134と隣接する仮想画素135との間で光を(時間平均によって)有効に共有することができる。物理的変位は高速かつ振動によるものであり、物理画素アレイ120は1秒間に10回、100回、1000回、または10000回も一列変位と元位置への復帰を繰り返す。本発明の典型的な実施形態では、一般に30〜100Hz程度の振動が適当である。いかなる画像処理も行われていない場合には、仮想画素アレイ130にはこうして暗い仮想画素134がなくなるかわりにぼやけて、所望のグレイレベル100の代わりにグレイレベル50をもつ2つのグレイ仮想画素134および135を含むようになる。また、図2に示すようにディスプレイ要素127から得た元グレイレベル20をもつ、本来グレイを示す仮想画素137は、隣接するディスプレイ要素126からの共有光を半分得るため、そのグレイレベルが20から60へと明るくなった((20%+100%)÷2=60%光透過/反射/透過)。
【0017】
図4は、仮想画素アレイのぼやけを除去し、正しい相対グレイスケールをもたせるリスケーリングの様子を概略的に示す。本図からわかるように、ディスプレイ要素121、122、126および127の像のグレイスケール強度は、故障した暗いディスプレイ要素と隣接するディスプレイ要素との共有グレイスケール強度と一致させるために50までスケーリングして下げられる。仮想画素133を不必要に明るくしないために、ディスプレイ要素123は、物理的に仮想画素133を示す位置にある間はグレイスケール強度50にスケーリングされ、かつ一列左に移動して仮想画素134を示す位置ではグレイスケール強度100となる。同様に、ディスプレイ要素125は、物理的に仮想画素135を示す位置にある間はグレイスケール強度100にスケールされ、一列左に移動して仮想画素136を生成する位置ではグレイスケール50となる。この結果、仮想画素アレイ130は各仮想画素131〜136について均一なグレイスケール強度50を示すようになる。また、仮想画素137に正しいグレイスケールを与えるには、ディスプレイ要素126は物理的に仮想画素136を与える位置にある間はグレイスケール強度50をもち、一列左に移動して仮想画素137を生成する位置ではグレイスケール強度10となる。このリスケーリングした画像(仮想画素131〜136の知覚グレイスケールが50、仮想画素137の知覚グレイスケールが10)の明るさは、図5に示すように光源114の光強度を100から200へと2倍にすることで補正される。これにより仮想画素アレイ130の仮想画素131〜136の知覚グレイレベルを目標値100にすると同時に、仮想画素137を目標値20に戻すことができる。
【0018】
物理画素アレイ120の振動型移動は1つの画素を変位させるだけではないことを理解されたい。図6は図3に示す本発明の実施形態にほぼ対応する図であり、物理画素アレイ120の3つの画素の変位を示す。図2〜図5に示す例とは異なり、図6の全画素群の目標レベルは100であり、故障した1つのディスプレイ要素に対応する画素のグレイレベルは0である。図示する変位により、光を1つの故障変調器から3つの画素間に拡げ、知覚レベルを目標グレイレベル値100に戻すために必要な光源114の強度を下げることができる。ある実施形態では、振動型画素変位は、適当なアクチュエータおよび適切な高速切り替え速度をもつ画素アレイの使用により、5列、10列、またはそれ以上の列(もしくは行)に対応することができる。
【0019】
本発明のさらに他の実施形態では、振動型移動は二次元であってもよい。図3に示す本発明の実施形態にほぼ対応する図7では、物理画素アレイ120の二次元変位を示す。移動は、1つのディスプレイ要素を一列左、一行上、一列右、そして一行下へさがって元位置へ、という連続移動を繰り返して行われる。ここでもまた、全画素の目標値は100であり、1つの故障したディスプレイ要素に対応する画素のグレイレベルは0である。この二次元変位によって、光を故障変調器から4つの隣接画素間に拡げ、知覚レベルを目標グレイレベル値100に戻すのに必要な光源114の強度を下げることができる。実施形態によっては、振動型画素変位の振動パターンを変えてもよい。例えば、10画素分列左、一行上、10画素分列右、そして一行下へさがって元位置へ、という連続変位を繰り返して移動を行い、図7に示す正方形軌道と比較して高比率の矩形画素変位軌道を示すこともできる。
【0020】
本発明の理解に役立てるために、上述した画像処理およびディスプレイメカニズムを図8に概略的に示す。光変調器故障補償システム80は、光変調器故障識別ユニット81に誤動作している光変調器(一次元または二次元物理画素アレイ中のディスプレイ要素)を特定させる。故障識別は、ディスプレイ製造施設において一回だけ電子的または光学的検査として行ってもよい。より好適にはディスプレイ装置のウォームアップまたは動作中に同時進行で故障識別を行う。光学的識別は、アレイを検査してどのディスプレイ要素が異常に明るいかまたは異常に暗いかを判断するだけでよい。電子的識別は、各光変調器の光学状態(グレイレベル)を切り替えさせる。その間に静電容量、抵抗、または他の適当な電気的切り替え応答特性を測定し、不適切な電気的応答があった光変調器を故障として識別する。例えば、スティクション、サポートの損傷、またはデブリによる妨害によって非反射状態に保持されている静電駆動されたマイクロミラーは、切り替え時に通常予想される静電容量の変化を示さないので、故障した光変調器として識別できる。
【0021】
光変調器のどれかが故障していれば、振動型画素変位ユニット82を用いて、2つ以上の物理画素から観察者が見る仮想画素アレイ中の各仮想画素へ光を分配する。物理画素アレイは、物理アレイの光を周期的に変位させる機械的(図4〜図7参照)、光学的(以下の図9参照)、または光学機械的(以下の図10参照)技術によって移動させられる。物理画素アレイの移動の長さ、方向性、速度、および経路は、オンボードまたは外部ディジタルまたはアナログコントローラによって制御され、かつ任意で調整されてより優れた画像補償を行うことができる。例えば、初期の光分配には2つまたは3つの画素の移動シフトをともなう物理画素アレイの一次元移動が適当かもしれないが、より多くの光変調器が故障するに従って、適切な画像品質を与えるにはより高速の二次元移動が必要となりうる。
【0022】
光変調器故障識別ユニット81および振動型画素変位ユニット82からの位置および速度情報が、画像シフト補償器ユニット83中の画像処理ソフトウェアまたはファームウェアへ送られる。ここでもやはり、ソフトウェアは図1に示すように基板上に直接形成されるオンボードのものであってもよいし、振動型画素変位ユニット82および画素像ディスプレイの駆動に必要なエレクトロニクスに接続された別個のメモリおよびロジックモジュール(ディジタルまたはアナログ)であってもよい。画像シフト補償器ユニット83は、振動型画素変位ユニット82と協調して画像位置のシフトに使用される。画素像を示すのに用いられるディジタル情報が、物理アレイの移動と協調して1つ以上の画素分だけ周期的にシフトされることにより、2つ以上の物理画素が一緒になって1つの仮想画素を形成する。例えば、各画素を物理的に2画素分ずつ左へ移動すると、画素像ディスプレイは2画素分右へ移動し、これにより実際には3つの物理画素によって1つの仮想画素に光が与えられていても、各画素を変化なくかつぼやけることなく見せることができる。
【0023】
当業者には理解できるように、画像シフト補償器ユニット83は、様々な超鋭敏技術(hyperacuity technique)を用いることで、任意にサブ画素ディスプレイ精度をよくすることができる。この場合、例えば、特定の光変調器群が、画素の整数倍距離においてだけでなくある整数倍距離と次の整数倍距離との中間距離においても点灯されていれば、サブ画素のエッジ設定が可能となる。タイミングに基づく超鋭敏技術では、通常、物理アレイをより高い周波数で振動させることが要求されるが、有効なディスプレイ解像度を上げることができ、特に観察者として人間が容易に検知できるエイリアシング(aliasing)特徴を最小限にするのに有用である。
【0024】
任意の超鋭敏タイミング情報を含む、ユニット81、82および83からの情報は、画像強度リスケーリングユニット84へ送られる。図2〜図5のところで説明したように、リスケーリングユニット84は物理画素アレイ中の一部またはすべての光変調器の表示するグレイレベルを修正する。画像強度リスケーリングユニット84がこのグレイレベルの調整を制御し、通常は、故障した光変調器の隣に位置する光変調器について最もグレイレベルの差分調整が必要となり、また物理画素と仮想画素との相対位置に応じてグレイレベルの迅速な切り替えが必要となる。
【0025】
全体に生じた明るさの損失は、図1の光源50に対応する可変光源強度増大ユニット85を使用して補正する。画像の明るさの損失を補償するには、光源強度増大ユニット85の明るさを上げればよい。この明るさ補正は、より多数の物理画素群が1つの仮想画素を示す場合のほうが容易である。完全に補正された画像86を提供するには、図2〜図5のところで説明した例などのように物理画素と仮想画素との比率が2:1の場合は光源の明るさを2倍にする必要があるが、この比率が10:1の場合は明るさを約10%上げるだけでよいからである。当業者には理解できるように、点欠陥または線欠陥の場合に比べて、全体的または局所的な明るさのばらつきについては観察者の許容度が大きいため、観察者の期待を満足させるために可変光源強度増大ユニット85を使用しなくてもよい場合がある。このような場合は、適宜補正された画像86が表示され、故障した画素近傍の明るさの損失は知覚できない程度か、または少なくとも観察者にとって目障りとならない。また、本発明は故障した画素領域中で画像表示強度を選択的に調整することを企図しており、遠く離れた領域、例えば故障画素から10〜100画素離れた領域などに対しては最小限のまたは無視できる程度の補正を行う。ここでもやはり、人間の目による知覚には限度があるので、このように制約された補正であっても観察者にとって適切な故障補償を提供することができる。
【0026】
二次元光変調器アレイの機械的または光学的移動は、常に段階的平行移動である必要はなく、複数の画素の距離にわたって連続移動してもよく、方向転換が必要になったときに加速および減速を行うようにしてもよい。このような連続移動軌跡のため、物理画素群は仮想画素位置に応じて、その位置占有時間が異なる。適切な変形を行えば、画像シフト補償器ユニット83は効果的なアレイ移動の位置および速度についての情報を利用して、図8のところで説明したような適切な画像シフトおよび強度補正を判定することができる。例えば、20画素分の距離にわたる振動型平行移動では、移動速度は振動中心では均一であるが、端部では遅くなる。画像シフト補償器ユニット83は、位置フィードバック、速度フィードバック、または時間の関数となる動作等の動作を規定する他の手段によって移動に関する情報を入手し、必要な補正を行って、ぼやけのない像を表示することができる。
【0027】
図1のところで説明したようにアレイを物理的に移動させることによって2つ以上の物理画素を各仮想画素に対応させることに加えて、かかる対応関係を様々な光学的または光学機械的技術によって作りだすことも可能である。例えば、図9は、ディスプレイ中の故障、欠陥、または動作が断続的な画素群を機械的または光学的に補償するメカニズムを支援可能なフォールトトレラントディスプレイシステム210の一部破断斜視図である。説明のため、図9は、固定基板212に対して回転するように固定載置された回動ミラー244からなる行列物理アレイ242を有するミラーベースの反射ディスプレイ240を示す。ただし当業者には理解できるように、本発明は図1のところで説明した等の様々な他の反射型または透過型ディスプレイ装置を使用してもよい。
【0028】
物理アレイ242中の各回動ミラー244の双安定位置を制御することによって、スクリーン282上に仮想グレイスケール画素アレイ像280を生成することができる。このとき各ミラー244は選択的に制御されて、入射光を吸収体(図示せず)へ反射させるか、またはアクチュエータ272上に回動可能に取り付けられた画素像変位ミラー270を介してスクリーン282へ直接、または投写光学系、拡大鏡、もしくは固定反射器(図示せず)を介して反射させる。図9に示すように、光源250からの入射光256は光変調器群からなる物理アレイ242に当たって、所望の像パターンで画素像変位ミラー270へ反射する。画素像変位ミラー270はアクチュエータ272によって10Hz,100Hz,1000Hzまたはそれ以上の周波数で回転させられることによって、光ビームを仮想グレイスケール画素アレイ像280の1つ以上の仮想画素に対応する距離だけ変位させる。画素像変位ミラー270を矢印274方向に回動させるアクチュエータ272の動作は、静電引力、電磁引力、圧電振動子、可動リニアステージ、角度のついたアーム、またはミラー270を周期的に回転もしくは移動させる他の従来のメカニズムによって行われる。この動作は一次元、二次元、または三次元でも行うことができる。
【0029】
図1のところで説明したのと同じ方法で、オンボード制御エレクトロニクス290を、図8のところで説明したミラー故障識別、画像リスケーリング、任意の超鋭敏処理、および仮想画素移動用のミラー270の制御を含む各種画像処理モジュールユニットの実行に使用できる。一般に画素像変位ミラー270は、仮想グレイスケール画素アレイ像280の各行または各列の距離の整数倍に対応する距離だけ移動させられる。例えば図9の実施形態では、画素像変位ミラー270はグレイスケール画素アレイ像280の各行284が隣行286の位置をわずかな時間の間占有するのに十分な距離だけ回転できる。画素像変位ミラー270の二次元移動を用いることにより、完全な二次元移動による画素変位も可能になる。
【0030】
図10は、損傷のある物理画素アレイのフォールトトレラントな補正を行う本発明のさらに他の実施形態を示す。フォールトトレラントディスプレイシステム310は、固定基板312上に取り付けられた冗長アレイ385を支持して、機械的または光学的にディスプレイ中の故障、欠陥、または動作が断続的な画素を補償する。システム310は、基板312に対して双安定に回転するように取り付けられた回動ミラー344からなる行列物理アレイ342を有するミラーベースの反射型ディスプレイ340を含む。反射型ディスプレイ340はさらに、図1のところで説明したのと同じ可動部材314上に取り付けられて、アレイ342の振動型移動を支持する。当業者には理解できるように、本発明には図1のところで説明した他の各種反射型または透過型ディスプレイ装置等を使用できる。また、本発明の他の実施形態の動作には複数の冗長行または列を用いてもよく、物理アレイ342の全行または全列をすべて複製することも本発明の範囲内である。
【0031】
光変調器群からなる物理アレイ342中の各回動ミラー344の双安定位置を制御することでスクリーン382上に仮想グレイスケール画素アレイ像380を作成することができる。各ミラー344は選択的に制御されて、入射光を吸収体(図示せず)へ反射させるか、またはスクリーン382へ反射させて仮想画素アレイ像380を示す。画素に欠陥がない場合は、光変調器群の冗長アレイ385に当たる光源350からの入射光356は、通常はスクリーン382へ反射する。光変調器にいくつかの点欠陥がある場合は、物理アレイ342が圧電振動子314によって方向316または318へ振動させられ、図8のところで説明したような各種画像処理技術によって適切な故障補正が行われる。ただし、物理アレイ342中に非常に多数の隣接する光変調器の故障があり、非作動仮想画素群(故障仮想行386等)が生じる場合は、上述したような技術では故障を完全に補償することはできない。
【0032】
しかし、図10における本発明の実施形態では、多数の行または列の故障の大規模な補償が可能である。画素像変位ミラー370はアクチュエータ372によって矢印374方向に回転し、冗長アレイ385から反射した光ビームを、最初の仮想位置行384から故障仮想行386位置へとマッピングすることができる。図9のところで説明した本発明の実施形態と同じく、ミラーを回動させるアクチュエータ372の動作は、静電引力、電磁引力、圧電振動子、可動リニアステージ、角度のついたアーム、または画素像変位ミラー370を周期的に回転または移動させる他の従来のメカニズムによって、一次元、二次元、または三次元で行うことができる。画素像変位ミラー370は、冗長行からの仮想画素像を故障画素の行に重なるような位置に固定することができる。これはミラー位置を一回だけ調整することによって行ってもよく、またはより一般的には、光変調器故障識別ユニット(図8のところで説明したもの等)の動作後にミラーをダイナミックに移動して、冗長仮想画素と故障仮想画素とをオーバラップさせることができる。本発明のある実施形態では、多数の冗長行、例えば物理アレイ342中に存在するすべての冗長行を、物理アレイ342の横に配置できる。実際には、欠陥の大きい2つの物理アレイを、重なり合う1つの仮想アレイを投写するよう位置決めすることができ、第2の物理アレイは第1の物理アレイ中の故障画素と交換する位置にある画素だけを必要に応じて点灯する。本発明のこの実施形態によって、コストの高い2つの欠陥物理アレイ群を協働させて、欠陥のないアレイをエミュレートできる。現在、各種の高画素密度物理アレイの故障率は80%から90%に達しているので、本発明の2つの欠陥物理アレイを組み合わせる方法はコストを下げる効果が高いといえる。
【0033】
図10に示す冗長行および物理行アレイからの仮想投写を重ね合わせる方法は、図1〜図8のところで説明した等の振動型故障補償メカニズムとともに用いることが可能である。この場合、圧電振動子314の動作によって、光変調器は矢印316または318方向に振動しており、画素像変位ミラー370は図9のところで説明したのと同じ方法で一次元または二次元に回転して、物理アレイの振動移動を追尾する。これにより冗長アレイの仮想投写によって大規模な行欠陥を完全に補償できると同時に、図1〜図8のところで説明した等の振動型移動および画像処理を用いて、特定された画素故障を補正することができる。さらに、当業者には理解できるように、振動型移動はアレイ端部上の故障画素の簡単な交換が可能である。例えば、物理アレイを、交換用の仮想画素を与える位置に一時的に移動させることのできる10または20の数からなる行または列の冗長アレイで取り囲むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態である可動部材によって固定基板に取り付けられた二次元光変調器アレイを示す斜視図である。
【図2】 可変強度の光源を変調するグレイスケール光変調器アレイの概略図である。
【図3】 図2の光変調器アレイであって、欠陥補償のために横に移動させて暗い欠陥画素と隣接する画素との間で光を共有させた様子を示す概略図である。
【図4】 図3の光変調器アレイであって、光を共有させた画素と残りの画素の画像強度を一致させるために、リスケーリングして画像強度を調整させた様子を示す概略図である。
【図5】 図4の光変調器アレイであって、図2のグレイスケール背景に近似する希望のグレイスケール強度を与えるように光強度をリスケーリングした様子を示す概略図である。
【図6】 暗い欠陥画素といくつかの隣接する画素との間で光を有効に共有するように複数の列が物理的に変位された光変調器アレイを示す図である。
【図7】 暗い欠陥画素といくつかの隣接する行および列の画素との間で光を有効に共有するために二次元で物理的に変位された光変調器アレイを示す図である。
【図8】 光変調器補償システムの実施に使用されるモジュールを概略的に示すフローチャートである。
【図9】 光振動画素変位システムを示す斜視図である。
【図10】 機能していない光変調器の行または列を取り替えるための複数の冗長行または列を有する他のフォールトトレラント光変調器アレイ投写システムを示す図である。
【符号の説明】
210 フォールトトレラントディスプレイシステム、212 固定基板、214 圧電振動子、240 反射ディスプレイ、242 物理アレイ、244 回動ミラー、250 光源、256 入射光、270 画素像変位ミラー、272 アクチュエータ、280 仮想グレイスケール画素アレイ像、282 スクリーン、284 仮想位置行、285 冗長アレイ、286 隣接仮想位置行、290 制御エレクトロニクス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-dimensional display system. In particular, the present invention relates to optically displacing selected rows of light modulators to provide fault correction for inactive or damaged pixels of the light modulator array.
[0002]
[Prior art]
A high-resolution display system based on a two-dimensional array of independent reflective or transmissive elements, visually recognized as “pixels”, is a portable computer, LCD multimedia projector, high-definition television, flat screen It is used for panel displays and virtual reality eyewear. These devices have the advantages of high power efficiency because they have a lower operating voltage than conventional scanning devices or projection devices that have a cathode ray tube or a video projector, and generally do not require a long operating light path, and thus have the advantage of good space efficiency. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, because these devices have a low manufacturing yield, they have not been widely incorporated into consumer display systems. A typical two-dimensional array using an LCD for controlling light transmission or a micromirror for controlling light reflection includes over one million independent reflective or transmissive elements, of which two to three elements There is a problem that the display system becomes unusable only by failure. Even a two-dimensional array that is initially operable can degrade performance due to fine screen damage, electronic failure, or mechanical wear and stiction problems. Of particular concern is display driver or mounting defects that cause all columns or rows of elements in a two-dimensional array to fail simultaneously.
[0004]
Accordingly, there is a need for an apparatus and technique that provides design tolerance (fault tolerance) to a two-dimensional light modulator array of reflective or transmissive elements used in display systems. Fault tolerance must also tolerate the failure of one display element, multiple display elements, or multiple rows or columns of display elements without significantly reducing display quality. In such a fault tolerant system, fault correction is preferably performed dynamically, and further, fault correction of array elements is preferably performed in real time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a display system of the present invention includes a plurality of light modulator groups arranged in a light source, a display surface, a first row, and a second row to modulate light from the light source. A two-dimensional light modulator array, wherein light modulated by the first row is shown as a first pixel row on the display surface, and light modulated by the second row is the display surface A two-dimensional light modulator array, shown above as a second pixel row, and displaying light modulated by the first row from the display on the display surface as the first pixel row on the display surface And at least one optical element that is reoriented to substantially occupy the second row of pixels.
[0006]
Matrix displacement includes two-dimensional matrix displacement by various mechanical or optical mechanisms. For example, the optical modulator groups arranged in the first row at the first row position with respect to the fixed substrate and the second row at the second row position with respect to the fixed substrate are respectively set to the first row. And the second row can be positioned so as to be substantially orthogonal to each other. In this case, the first column is displaced mechanically or optically by the movable member so as to occupy the second column position from the first column position, and the row is also moved at the same time, so that the two-dimensional displacement is performed. It will be. For example, the physical pixel array is periodically displayed while moving four physical pixels continuously between fixed positions by displacing the physical pixel array left one column, one row up, one column right, one row down and down to the original position. By doing so, one and the same virtual pixel can be generated.
[0007]
As a reflective display including a reflective two-dimensional array, the movement can be controlled according to the applied electrostatic force or electromagnetic force because it is easy to manufacture, predicts performance, and is durable. A microelectromechanical rotating mirror array or a microelectromechanical deforming mirror array is preferred. Such mirror systems are available from Texas Instruments as part of a digital mirror device (DMD) color projection system. Alternatively, a switchable diffractive light valve such as developed by Silicon Light Machines, Sunnyvale, Calif., Sunnyvale, California may be used. Furthermore, displays based on ferroelectric liquid crystals, electroluminescent liquid crystals or twisted nematic crystals can also be used. Also preferred are displays that do not require the use of time-resolved gray levels as required for bistable reflectors and can be switched directly to the appropriate transmissive gray level. Any device or digital micromirror or diffractive light valve that can directly modify gray levels in response to variable analog currents, such as liquid crystals, typically using frequencies above about 10 Hz, especially frequencies between 100 Hz and 1000 Hz Any device capable of correcting the gray level over time based on the technology used in the present invention can be used in the present invention.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a partially broken perspective view of a fault tolerant display system (fault tolerant display system) 10 that can assist in mechanically or optically compensating for faults, defects, or intermittently operating pixels present in a display. FIG. For illustration purposes, FIG. 1 shows both a
[0009]
Each display element 28 in the light
[0010]
A gray scale image is also generated by controlling the bistable position of each
[0011]
In general, the switching speed of display elements in any device will be in milliseconds, microseconds, or nanoseconds depending on the display structure. Advantageously, using a fast switching technique with temporal smoothing inherent in the observer's eyes or other light integrated image sensors, fast switched bistable devices (stable reflection / Gray levels can be generated using transmission or non-reflection / absorption). The time that each display element is switched to absorb or transmit light is proportional to the perceived gray level. For example, when the critical light flicker fusion frequency for an observer is about 60 Hz, a display element that can be switched at 6 KHz can switch between light reflection and non-reflection about 100 times without showing flicker. By adjusting the percentage of each time of the reflective / non-reflective display state, the bistable display element can be used to create a gray level display. By using a colored light source and such fast switching, a full color display as described in US Pat. No. 5,592,188 (inventor Doherty et al., Assignee Texas Instruments, Inc.) and the like can also be created. In addition, if a system including a color filter is used, not only a gray level display but also a color display can be provided.
[0012]
In practice, unfortunately large arrays with hundreds of thousands or millions of these high-speed display elements can be mechanically or electrically connected to individual display elements that cause the entire array to become uncontrollable It is difficult to manufacture without causing failure. In order to compensate for such failures, the present invention includes a mechanism that can physically displace rows or columns in the display array in response to signals sent from the
[0013]
Regarding the fault compensation of individual or a plurality of display elements of the fault
[0014]
For simplicity, FIG. 2 shows only a portion of one row of
[0015]
The display elements 121-126 are individually controlled, and if there are no unexpected display element failures, such as by time modulation of bistable reflective or transmissive elements, or by direct gray scale display with an LCD, the display elements 121-126 are Display white pixels. On the other hand,
[0016]
As can be seen from FIG. 2, because the
[0017]
FIG. 4 schematically illustrates a rescaling process that removes the blur of the virtual pixel array and has the correct relative gray scale. As can be seen, the gray scale intensity of the images of
[0018]
It should be understood that the oscillating movement of the
[0019]
In still other embodiments of the present invention, the vibratory movement may be two-dimensional. In FIG. 7, which corresponds approximately to the embodiment of the present invention shown in FIG. The movement is performed by repeating a continuous movement of one display element to the left, one line, one line right, and one line down to the original position. Again, the target value for all pixels is 100, and the gray level of the pixel corresponding to one failed display element is zero. This two-dimensional displacement allows the light to spread from the fault modulator between four adjacent pixels and reduce the intensity of the
[0020]
To aid in understanding the present invention, the image processing and display mechanism described above is schematically illustrated in FIG. The light modulator failure compensation system 80 causes the light modulator failure identification unit 81 to identify a malfunctioning light modulator (a display element in a one-dimensional or two-dimensional physical pixel array). Fault identification may be performed as a one-time electronic or optical inspection at the display manufacturing facility. More preferably, fault identification is performed simultaneously during warm-up or operation of the display device. Optical identification need only examine the array to determine which display elements are abnormally bright or abnormally dark. Electronic identification switches the optical state (gray level) of each light modulator. In the meantime, capacitance, resistance, or other suitable electrical switching response characteristics are measured to identify the light modulator that has had an inappropriate electrical response as a failure. For example, electrostatically driven micromirrors that are held in a non-reflective state due to stiction, support damage, or debris obstruction do not show the expected change in capacitance during switching, so failed light It can be identified as a modulator.
[0021]
If any of the light modulators are faulty, the vibrating pixel displacement unit 82 is used to distribute light from two or more physical pixels to each virtual pixel in the virtual pixel array viewed by the observer. The physical pixel array is moved by mechanical (see FIGS. 4-7), optical (see FIG. 9 below), or optomechanical (see FIG. 10 below) techniques that periodically displace the light of the physical array. Be made. The length, directionality, speed, and path of movement of the physical pixel array can be controlled by an onboard or external digital or analog controller and optionally adjusted to provide better image compensation. For example, a one-dimensional movement of a physical pixel array with a movement shift of two or three pixels may be appropriate for initial light distribution, but will give adequate image quality as more light modulators fail May require faster two-dimensional movement.
[0022]
The position and velocity information from the light modulator failure identification unit 81 and the vibrating pixel displacement unit 82 is sent to the image processing software or firmware in the image shift compensator unit 83. Again, the software may be on-board, formed directly on the substrate as shown in FIG. 1, or connected to the electronics required to drive the oscillating pixel displacement unit 82 and pixel image display. There may be separate memory and logic modules (digital or analog). The image shift compensator unit 83 is used for shifting the image position in cooperation with the vibration type pixel displacement unit 82. The digital information used to represent the pixel image is periodically shifted by one or more pixels in coordination with the movement of the physical array, so that two or more physical pixels come together to form one virtual Pixels are formed. For example, if each pixel is physically moved to the left by two pixels, the pixel image display moves to the right by two pixels, so that light is actually given to one virtual pixel by three physical pixels. Also, each pixel can be seen without change and without blurring.
[0023]
As can be understood by those skilled in the art, the image shift compensator unit 83 can arbitrarily improve the sub-pixel display accuracy by using various hypersensitivity techniques. In this case, for example, if a specific light modulator group is lit not only at an integer multiple distance of a pixel but also at an intermediate distance between an integer multiple distance and the next integer multiple distance, the edge setting of the subpixel is set. It becomes possible. Ultra-sensitive technology based on timing usually requires that the physical array be vibrated at a higher frequency, but can increase the effective display resolution, and especially aliasing that can be easily detected by humans as an observer. Useful for minimizing features.
[0024]
Information from units 81, 82 and 83, including any super-sensitive timing information, is sent to image intensity rescaling unit 84. 2-5, the rescaling unit 84 modifies the gray level displayed by some or all light modulators in the physical pixel array. The image intensity rescaling unit 84 controls this gray level adjustment, and usually requires the most gray level differential adjustment for the light modulator located next to the failed light modulator, and the physical and virtual pixels. The gray level needs to be switched quickly according to the relative position of the.
[0025]
The overall brightness loss is corrected using the variable light source intensity increasing unit 85 corresponding to the
[0026]
The mechanical or optical movement of the two-dimensional light modulator array need not always be a stepped translation, but may move continuously over a distance of multiple pixels, accelerating and turning when a change of direction is required. You may make it decelerate. Due to such a continuous movement trajectory, the physical pixel group has a different position occupancy time depending on the virtual pixel position. With appropriate modification, the image shift compensator unit 83 uses information about the position and speed of effective array movement to determine the appropriate image shift and intensity correction as described in FIG. Can do. For example, in the vibration type parallel movement over a distance of 20 pixels, the moving speed is uniform at the center of vibration but slows at the end. The image shift compensator unit 83 obtains information about movement by means of position feedback, velocity feedback, or other means of defining movement, such as movement that is a function of time, and performs the necessary corrections to produce a blur-free image. Can be displayed.
[0027]
In addition to associating two or more physical pixels with each virtual pixel by physically moving the array as described in FIG. 1, such correspondence is created by various optical or optomechanical techniques. It is also possible. For example, FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of a fault
[0028]
By controlling the bistable position of each
[0029]
In the same way as described in FIG. 1, the on-
[0030]
FIG. 10 illustrates yet another embodiment of the present invention that provides fault tolerant correction of a damaged physical pixel array. The fault
[0031]
A virtual grayscale
[0032]
However, the embodiment of the present invention in FIG. 10 allows extensive compensation for multiple row or column failures. Pixel
[0033]
The method of superimposing virtual projections from the redundant row and physical row array shown in FIG. 10 can be used with a vibration-type fault compensation mechanism such as that described in FIGS. In this case, the optical modulator vibrates in the direction of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a two-dimensional light modulator array attached to a fixed substrate by a movable member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a grayscale light modulator array that modulates a variable intensity light source.
3 is a schematic diagram illustrating the light modulator array of FIG. 2 in which light is shared between a dark defective pixel and an adjacent pixel by moving horizontally for defect compensation.
4 is a schematic diagram illustrating the optical modulator array of FIG. 3 in which the image intensity is adjusted by rescaling in order to match the image intensities of the pixels sharing the light and the remaining pixels. is there.
5 is a schematic diagram illustrating the light modulator array of FIG. 4 with the light intensity rescaled to give the desired gray scale intensity that approximates the gray scale background of FIG. 2;
FIG. 6 illustrates a light modulator array in which a plurality of columns are physically displaced to effectively share light between a dark defective pixel and several adjacent pixels.
FIG. 7 illustrates a light modulator array that is physically displaced in two dimensions to effectively share light between a dark defective pixel and a number of adjacent row and column pixels.
FIG. 8 is a flow chart that schematically illustrates modules used to implement an optical modulator compensation system.
FIG. 9 is a perspective view showing an optical vibration pixel displacement system.
FIG. 10 illustrates another fault tolerant light modulator array projection system having a plurality of redundant rows or columns to replace a non-functioning light modulator row or column.
[Explanation of symbols]
210 Fault Tolerant Display System, 212 Fixed Substrate, 214 Piezoelectric Vibrator, 240 Reflective Display, 242 Physical Array, 244 Rotating Mirror, 250 Light Source, 256 Incident Light, 270 Pixel Image Displacement Mirror, 272 Actuator, 280 Virtual Grayscale Pixel Array Image, 282 screen, 284 virtual position row, 285 redundant array, 286 adjacent virtual position row, 290 control electronics.
Claims (3)
光源と、
ディスプレイ表面と、
第1の行と第2の行とに配列されて前記光源からの光を変調する複数の光変調器を有する二次元光変調器アレイであって、前記第1の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第1の画素行として示され、前記第2の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第2の画素行として示される二次元光変調器アレイと、
前記第2の行が故障した光変調器を含む場合、前記第1の行によって変調された光を、前記ディスプレイ表面上の前記第1の画素行としての表示から、前記ディスプレイ表面上の前記第2の画素行を実質的に占有するように繰り返し配向しなおす少なくとも1つの光学素子と、
を含むことを特徴とするディスプレイシステム。A display system,
A light source;
A display surface;
A two-dimensional light modulator array having a plurality of optical modulators for modulating light from the first row and the light source are arranged in a second row, the light modulated by the first row A two-dimensional light modulator array shown as a first pixel row on the display surface and modulated by the second row as a second pixel row on the display surface;
If the second row includes a failed light modulator, the light modulated by the first row is displayed from the display as the first pixel row on the display surface, and the first on the display surface. At least one optical element that is repeatedly reoriented to substantially occupy two pixel rows;
A display system comprising:
投写された表示を受けるディスプレイ表面と、
可変強度の光ビームを生成する光源と、
第1の行と第2の行とに配列されて前記光源からの可変強度光ビームを変調する複数の光変調器を有する二次元光変調器アレイであって、前記第1の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第1の画素行として示され、前記第2の行によって変調される光は前記ディスプレイ表面上で第2の画素行として示される二次元光変調器アレイと、
前記第2の行が故障した光変調器を含む場合、前記第1の行で変調された光を前記ディスプレイ表面上の第1の画素行としての表示から、前記ディスプレイ表面上の第2の画素行を実質的に占有するように繰り返し配向しなおす少なくとも1つの光学素子と、
前記複数の光変調器のうち少なくとも1つの光変調器の故障を補正し、光変調器の見かけの表示強度を減少させる画像リスケーリングモジュールと、前記可変強度の光ビームの強度を増大させる光源強度制御部と、を有する光変調器故障補償システムと、
を含むことを特徴とするフォールトトレラントディスプレイシステム。A fault tolerant display system,
A display surface that receives the projected display; and
A light source that produces a variable intensity light beam;
A two-dimensional light modulator array having a plurality of light modulators arranged in a first row and a second row to modulate a variable intensity light beam from the light source , the light modulator being modulated by the first row A two-dimensional light modulator array in which light is indicated as a first pixel row on the display surface and light modulated by the second row is indicated as a second pixel row on the display surface;
If the second row includes a failed light modulator, the light modulated in the first row is displayed as a first pixel row on the display surface to a second pixel on the display surface. At least one optical element that repeatedly reorients to substantially occupy the rows;
An image rescaling module that corrects a failure of at least one of the plurality of light modulators and reduces an apparent display intensity of the light modulator, and a light source intensity that increases the intensity of the variable intensity light beam An optical modulator failure compensation system having a control unit;
A fault tolerant display system comprising:
第1の画像を規定する複数の光変調器を有する光変調器アレイと、
前記光変調器アレイから前記第1の画像を受けて第2の画像を投写する光学素子であって、前記第2の画像を約1/10秒を上回る頻度で周期的に変位させるように制御される光学素子と、
前記複数の光変調器のうち少なくとも1つの光変調器の故障補正を行う光変調器故障補償システムであって、前記第1の画像を前記第2の画像の周期的変位にしたがって再規定する画像シフトモジュールと、故障した光変調器に隣接した位置の少なくともいくつかの光変調器の見かけの表示強度を減少させるリスケーリングモジュールと、を有する光変調器故障補償システムと、
を含むことを特徴とするフォールトトレラントディスプレイシステム。A fault tolerant image display system,
A light modulator array having a plurality of optical modulators that defines the first image,
An optical element that receives the first image from the light modulator array and projects a second image, and controls the second image to be periodically displaced at a frequency exceeding about 1/10 second. An optical element to be
It said plurality of at least one light modulator failure compensation system for fault correction of the optical modulator of the light modulator, the image to be re-defining the first image according to a periodic displacement of the second image An optical modulator fault compensation system comprising: a shift module; and a rescaling module that reduces the apparent display intensity of at least some of the optical modulators located adjacent to the failed optical modulator;
A fault tolerant display system comprising:
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