特定应用双模式投影系统及方法
【专利摘要】一种投影机面板包括像素显示器、显示控制器以及图案产生器。该图案产生器运算以输出表示至少一个特定应用预定图案的像素数据。在一特定实施例中，该投影机面板为一硅基液晶面板。在另一特定实施例中，该投影机面板适于选用在结构化光投影系统或传统视频投影系统任一者中。
【专利说明】特定应用双模式投影系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明系关于特定应用投影系统，尤其是，涉及三维物体扫描系统。更具体地，本发明系有关结构化光扫描系统。
【背景技术】
[0002]结构化光扫描系统目前正被用于测量物体的三维形貌。这种系统通常包括与投影机(例如，娃基液晶(a liquid crystal on silicon, LCOS)投影机)及照相机均相连的计算机。在操作期间，投影机在三维表面或物体上投射复数个窄光带。从投影机的观点来讲，所述窄光带呈现为均匀分布的垂直及/或水平条纹。但是，从照相机的观点来讲，所述窄光带呈现为扭曲的条纹。照相机撷取这些扭曲的条纹的影像，并将影像数据发送到计算机，用于进一步处理。然后，计算机利用一系列分析形变以产生表示三维表面形貌的数据的算法。通常，这种数据为三维向量值的二维数组的形式。
[0003]LCOS投影机通常包括LCOS驱动电路、LCOS面板(包含显示像素数组)、光源以及光学组件。该LCOS驱动电路接收来自计算机的视频数据，并输出表示窄条纹的像素数据。该LCOS面板接收像素数据，并将其加载至位于LCOS面板上的像素数组中。该光源投射透过液晶层的光，反射离开该数组的个别像素，并透过液晶层返回。一个以上偏光板根据液晶层所感应的极化旋转的量，来调整被个别像素反射的光，而所述偏振旋转的量取决于在像素电极上宣告的电压。然后，受到照射的微显示器通过光学组件聚焦到物体/表面上。结果，该物体/表面被一系列条纹照射。
[0004]尽管目前的结构化光扫描系统提供一种有效的方法来获得三维形貌数据，但是它们也具有缺点。例如，目前的系统需要LCOS驱动电路来为LCOS面板提供表示所述窄光带的像素数据。当然，LCOS驱动器是比较复杂并且昂贵的电路。
[0005]因此，需要一种比目前的系统更简单、制造上更具成本效益的LCOS结构化光扫描系统。
【发明内容】
[0006]本发明藉由提供具有芯片上(on-chip)图案产生器的集成电路显示装置，而克服了与先前技术有关的问题。本发明有助于将该芯片上图案产生器配置成提供特定应用显示图案，从而能够构建特定应用投影机，该特定应用投影机不需要单独的驱动电路来处理来自外部数据源的视频数据。除去该驱动电路使得成本及复杂度均显著节约。
[0007]在一示例实施例中，一投影机面板包括一像素数组、一图案产生器以及一控制电路，均形成在同一集成电路芯片上。该像素数组包括复数个排成列与行的像素。该图案产生器运算以输出表示至少一个预定图案的像素数据。该控制电路运算以在该像素数组的像素上宣告该像素数据，显示该预定图案。在该示例实施例中，该投影机面板为硅基液晶面板，且该集成电路芯片为反射式硅背板。
[0008]尽管图案产生器输出对应于单一预定影像的单一数据集，但是在所公开的该示例实施例中，该图案产生器选择性地输出复数个像素数据集，每个像素数据集对应不同的预定显示图案。可选择地，该图案产生器包括非挥发性内存，该像素数据储存于该非挥发性内存中。或者，该图案产生器可为依据控制算法及/或所储存的运算参数输出像素数据之位的电路。例如，该图案产生器可输出预定数量的I (数字高)，然后输出相同预定数量的O(数字低)，接下来输出相同预定数量的1，以此类推，直到产生一整行数据。所述预定数量的I和O将决定显示出的图案中的条纹宽度(假设同一行的数据被写入显示器的每行)。在该示例中，表示该预定图案(垂直条纹)的像素数据在该像素数组中的每一行像素包括至多一个强度值。
[0009]本发明使用特定应用的一例子为光结构应用。在该实例中，至少一个预定图案为一结构化光图案。然后，该控制电路藉由将一连续之数据位加载到像素数组的第一行像素中以及在单一画面期间将相同连续之数据位加载到像素数组的其它列像素中，而运算以在显示器的像素上宣告像素数据，从而产生垂直条纹的图案。
[0010]在该示例实施例中，该控制电路在单一画面时间内运算以将从该图案产生器输出的单行数据加载到每一列像素中。可选择地，该控制电路在单一画面期间运算，以将从该图案产生器输出的单行数据同时加载到该像素数组的每一列像素中。或者，该控制电路在单一画面期间运算，以将从该图案产生器输出的相同的单一列数据依序加载到每一列像素中。作为另一种选择，该控制电路在单一画面期间运算，以将从该图案产生器输出的相同的单一列数据依序加载到多组列之像素中，每一组的该等列被同时加载数据。
[0011]在一特定示例实施例中，该投影机面板包括一视频数据输入端装置，用于从一外部数据源接收视频像素数据。该控制电路运算以选择性地提供第一模式与第二模式其中一者之功能。当以该第一模式运算时(例如，在特定应用投影机中)，该控制电路运算以在该像素数组的像素上宣告来自该图案产生器的像素数据。当以该第二模式运算时(例如，在通用的视频投影机中)，该控制电路运算以显示通过该视频数据输入端装置接收的视频像素数据。为了有助于在该第二模式中使用，该示例的投影机面板还包括一驱动接口，该驱动接口运算以从一单独的硅基液晶驱动器接收像素数据。显示器可在该第一模式与该第二模式之间选择性地切换。
[0012]可选择地，该投影机面板还包括一个或多个可编程缓存器，用于储存运算参数。例如，一个运算参数至少部分确定该控制电路是以该第一模式运算还是以该第二模式运算。另一个运算参数至少部分确定该像素数组显示预定图案的持续期间。另一个运算参数至少部分确定有多少不同的预定图案可被该图案产生器输出及/或从该图案产生器读取。还有一个运算参数至少部分确定在一运算周期内所述像素数组将显示该预定图案多少次。依据该显示面板预留特殊应用程序的特定使用，附加的运算参数可包含在附加的可编程缓存器中。
[0013]在一特定示例实施例中，该投影机面板为一硅基液晶投影机面板。该图案产生器包括一非挥发性内存，且对应于预定图案的像素数据系储存于该非挥发性内存中。该控制电路在单一画面期间运算以将从该图案产生器输出的单列数据加载到每一列像素中。该投影机面板另外包括多个可编程缓存器、一视频驱动程序接口以及一照相机接口。
[0014]另，公开一种制造投影机面板的方法的示例。该方法包括形成一反射式显示器集成电路芯片，于该反射式显示器集成电路芯片中形成一图案产生器，以及于该反射式显示器集成电路芯片中形成控制电路。该反射式显示器集成电路芯片包括复数个像素，该等像素排列成行与列的数组。该图案产生器运算以输出表示至少一个预定图案的像素数据。该控制电路运算以在反射式显示器的像素上宣告该像素数据。该方法进一步包括于该反射式显示器集成电路芯片上涂布一液晶层。
[0015]在该示例方法中，形成该图案产生器的步骤包括于该反射式显示器集成电路芯片上形成非挥发性内存以及将该像素数据储存于该非挥发性内存中。在一特定方法中，表示该至少一个预定图案的像素在该数组中的每一行像素包括至多一个强度值。更特别地，该至少一个预定图案为一结构化光图案。另外，该控制电路被配置以藉由在单一画面期间将连续之数据位加载到像素数组的第一列像素中、以及将相同连续之数据位加载到像素数组的其它列像素中，在显示器的像素上宣告像素数据。
[0016]一示例方法包括配置该控制电路以在单一画面期间将从该图案产生器输出的单一列数据加载到复数个像素列的每一列中。可选择地，配置该控制电路以在单一画面期间将从该图案产生器输出的单列数据同时加载到每一列像素中。或者，配置该控制电路以在单一画面期间将从该图案产生器输出的相同的单一列之数据依序加载到每一列像素中。作为另一种选择，在单一画面期间该控制电路运算，以将从该图案产生器输出的相同的单列之数据依序加载到多组列之像素中，每一组的列被同时加载数据。
[0017]一特定的示例方法包括于该反射式显示器集成电路芯片上形成一视频数据输入端装置，用以接收来自一芯片外部数据源的视频像素数据。该示例方法另外包括配置该控制电路运算，以于第一模式与第二模式之其中的一种模式中选择性地运作，当以该第一模式运算时，配置该控制电路以自该图案产生器宣告像素数据，以及当以该第二模式运算时，配置该控制电路以宣告通过该视频数据输入端装置接收的该视频像素数据。该示例方法选择性地包括于该反射式显示器集成电路芯片上形成至少一个可编程缓存器，以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的运算参数，确定该控制电路是否以该第一模式或该第二模式运算。
[0018]可选择的方法还包括于该反射式显示器集成电路芯片上形成一个或多个可编程缓存器，以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该等可编程缓存器中的运算参数运算。这样一种方法包括配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的运算参数，确定该至少一个预定图案显示在该反射式显示器的像素上的持续时间。另外一种可选择的方法包括配置该控制电路以依据至少部分储存于至少一个该等可编程缓存器中的运算参数，确定从该图案产生器中可读取多少不同的预定图案。还有一种方法包括配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的运算参数，确定在一运算周期内该反射式显示器的像素将显示该预定图案多少次。
[0019]所公开的方法选择性地包括形成一芯片驱动接口，运算以接收来自独立的硅基液晶驱动器的像素数据，及/或于该反射式显示器集成电路芯片上形成一照相机接口。
[0020]另公开一种非暂时性电子可读介质。该非暂时性电子可读介质包括嵌入在其中的编码，该编码用以使电子装置从一芯片上图案产生器中读取对应于一预定图案的像素数据，以及在一芯片上显示器的反射式像素电极上宣告该像素数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明参考以下图式描述，其中类似的参考数字标示实质上相似的组件:
[0022]图1为显示扫描罐子形貌的结构化光系统的示意图；
[0023]图2为图1的投影机的方块图；
[0024]图3为图1投影机的显示面板的电路方块图；
[0025]图4为图3的显示面板的可编程缓存器的方块图；
[0026]图5为替代的显示面板的电路方块图；
[0027]图6为图5的显示面板的可编程缓存器的方块图；
[0028]图7为概括投影机面板的操作方法的流程图；以及
[0029]图8为概括投影机面板的制造方法的流程图。
[0030]100结构化光系统
[0031]102罐子
[0032]104 投影机
[0033]106照相机
[0034]108计算机
[0035]110第一通信连结
[0036]112第二通信连结
[0037]114第三通信连结
[0038]116结构化光图案
[0039]200光源
[0040]202偏极分光镜
[0041]204、500 硅基液晶(LCOS)面板
[0042]206光学组件
[0043]208液晶层
[0044]300、504显示控制器
[0045]302图案产生器
[0046]304 数据缓冲器
[0047]306像素闩锁器数组
[0048]308、508可编程缓存器
[0049]310控制线
[0050]312,314 数据线
[0051]316通信线路
[0052]318参数缓冲器
[0053]402 「条纹持续时间」缓存器
[0054]404 「影像图案数」缓存器
[0055]406 「重复次数」缓存器
[0056]408 「二进制/正弦曲线」缓存器
[0057]410 「其它参数」缓存器
[0058]502数据线组
[0059]602 「输入模式」缓存器
[0060]700 操作LCOS面板的方法
[0061]702、704、706、708、710、712 步骤
[0062]800 制造LCOS面板的方法
[0063]802,804,806,808,810 步骤
【具体实施方式】
[0064]本发明藉由提供具有显示面板的投影机，而克服了与先前技术有关的问题，该显示面板包括其上具有特定应用显示图案产生器的集成电路背板。在以下描述中，为了提供本发明的全面理解，阐述了许多具体的细节(例如，结构化光应用图案)。然而，本领域技术人员将意识到可脱离这些具体的细节而实践本发明。在其它例子中，已省略熟知的显示面板操作与制造规范的细节(例如，液晶、数字数据发送、电路时序等的应用)以及组件，以防止不必要地使本发明含糊不清。
[0065]图1显示了扫描三维物体形貌的结构化光系统100，所述三维对象在该示例中为罐子102。结构化光系统100包括投影机104、照相机106以及计算机108。投影机104通过第一通信连结110与计算机108通信。更进一步地，投影机104通过第二通信连结112与照相机106通信。照相机106通过第三通信连结114与计算机108通信。第一、第二及第三通信连结110、112及114可分别为任意适当类型的连接，例如有线连接、无线连接等。
[0066]结构化光系统100的运算概述如下。投影机104通过第一通信连结110接收来自计算机108的指令，所述指令指示投影机104在罐子102上投射结构化光图案116。如图所示，结构化光图案116为复数条垂直条纹的形式。从投影机104的观点来讲，结构化光图案116的条纹大小一致、间距相等。当结构化光图案116投射到罐子102上时，照相机106通过第二通信连结112及/或第三通信连结114接收影像撷取指令。在照相机106撷取到结构化光图案116的影像之后，影像数据通过第三通信连结114发送到计算机108。从照相机106的观点来讲，结构化光图案116在所撷取的影像中呈现出扭曲。计算机108利用不同算法分析所撷取的影像数据中的形变，并产生表示罐子102三维形貌的数据。
[0067]在实际的结构化光系统中，投影机104随着经过的时间将一系列不同条纹的图案投射到罐子102上，以及照相机106撷取每一个所述图案的影像。例如，投影机104可投射一系列影像，各影像均具有2η道条纹:影像I (2道条纹);影像2 (4道条纹);影像3 (8道条纹)；……；影像η (2η道条纹)。然后，计算机108分析所有这些不同的影像，以提供罐子102表面形貌之更详细模型。
[0068]图2为更详细地显示投影机104的示意图。在该示例实施例中，投影机104包括光源200、偏极分光镜202、硅基液晶(LCOS)面板204以及光学组件206。在系统100运作期间，LCOS面板204通过第一通信连结110及/或第三通信连结114接收指令，所述指令指示投影机104在罐子102上投射结构化光图案116。光源200照射偏极分光镜202。由于偏极分光镜202被照亮，因而其将偏极光再导向到LCOS面板204。所述偏极光穿过LCOS面板204的液晶层208，反映LCOS面板204的像素，经过液晶层208反射回来、经过偏极分光镜202、然后经过光学组件206。偏极分光镜202根据液晶层208感应到的偏极旋转来调节所述光。光学组件206聚焦调节后的光，以使结构化光图案116投射在罐子102上(图1)。
[0069]上述投影机104的组成组件及配置仅仅是作为示例。围绕显示器面板有很多组成投影机的可能组件及配置，且所有这些可能均视为在本发明的范围内。
[0070]图3描绘了依据本发明一实施例的LCOS面板204。LCOS面板204的一个区别特征在于其没有任何视频数据输入线。换言之，LCOS面板没有任何用于在运算时接收来自外部芯片驱动器的视频数据流的数据线。在该示例实施例中，LCOS面板204运算以根据储存及/或储存在芯片上之特定应用的图案，调节入射光产生图案(例如，结构化光图案116)。
[0071]LCOS面板204包括显示器控制器300、图案产生器302、数据缓冲器304、排成数组的像素闩锁器306(1280行X 720列)以及一组可编程缓存器308。显示器控制器300有利于LCOS面板204之协调及控制。显示器控制器300分别通过第二通信连结112及第一通信连结110与照相机106及投影机108通信耦结。此外，显示器控制器300通过一组控制线310与图案产生器302、数据缓冲器304及像素闩锁器306耦结。图案产生器302运算以产生像素数据，当像素数据加载到像素闩锁器306中时，显示一个或多个特定应用之光图案。在该示例实施例中，所述特定应用光图案为结构化光图案116。数据缓冲器304运算以通过数据线312接收来自图案产生器302的像素数据，并保持该像素数据，直到其被加载到像素闩锁器306中。
[0072]数据线312显示为两组分开的数据线，说明像素数据可串联或并联从图案产生器302发送至数据缓冲器304。特别是，一列像素数据可通过单条数据线一次一位移动至数据缓冲器304中，或者可通过一组(例如1280条)数据线并联锁存至数据缓冲器304中。当然，对于两组数据线(单条或1280条)，并不一定要设置在单一个装置中。
[0073]每个像素闩锁器306为包含反射式电极(未显示)的像素单元的一部分。通过数据线314耦合像素闩锁器306，以接收来自数据缓冲器304的像素数据，并在其中一个相关的反射式电极上宣告像素数据。在反射式电极上宣告的像素数据产生上述入射光的调节。
[0074]可编程缓存器308包括例如内存，其中储存及/或改变信息，例如运算设定/参数。可编程缓存器308通过通信线路316与显示器控制器300耦合，显示器控制器300依据至少部分储存于可编程缓存器308中的运算设定/参数运算。可编程缓存器308另外通过第一通信连结110与计算机108耦合，从而有利于在初始化过程中加载及/或修正其中储存的运算设定/参数。可选择地，可编程缓存器308可包括非挥发性内存，这样初始化就不是必须的。
[0075]作为另一种选择，可编程缓存器308可从位于数据缓冲器304中的参数缓冲器318中检索设定。该特征有助于在运算时改变储存于可编程缓存器308中的参数。例如，当新的像素数据加载至数据缓冲器304中时，新的参数值可从图案产生器302提供至参数缓冲器318。然后，当所述新的参数值从参数缓冲器318传送至可编程缓存器308时，显示器控制器300将依据新的参数继续运算。这样，预编程的一系列图案可包括显示器控制器300的运算模式的改变。
[0076]图3中的虚线箭头显示的是参数设定发送至参数缓冲器318以及从参数缓冲器318发送出。所述参数可通过特定应用通信线路或通过现有的控制线路及组件发送。例如，显示器控制器300可配置成定期通过控制线310从参数缓冲器318读取参数，并通过通信线路316将参数写入可编程缓存器308。
[0077]下面描述LCOS面板204的运算。首先，显示器控制器300在控制线310上宣告指令，使图案产生器302通过数据线312与一预定确认图案相对应地输出连续的像素数据位至缓冲器304。在该特定实施例中，由于所述图案为垂直的条纹，所以从图案产生器302输出的数据位的数量等于像素闩锁器306的行数。例如，因为在显示器中有1280行像素闩锁器306，所以从图案产生器302输出的数据位的数量为1280。然后，显示器控制器306指示闩锁器306之每一列像素闩锁该连续之数据位元，从而闩锁器306之每一列像素都将具有加载到其中的相同连续的数据位。因此，当照亮LCOS面板204时，其显示出垂直条纹之图案。该图案在本示例中为结构化光图案116。最后，显示器控制器300通过第二通信连结112或第一通信连结110向照相机106及/或计算机108发送信号，告知正在投射一个特定的光结构图案116。该信号有助于投影机104的图案投影与照相机106的影像撷取的协调。
[0078]图案产生器302可藉任何适当的手段产生图案数据。例如，图案产生器302可简单地包括非挥发性内存，该非挥发性内存具有储存于其中的预定连续之数据位。作为另一示例，图案产生器302可包括启动时输出交替序列的位值的电路。换言之，图案产生器302每次输出预定数量的位，该等位的值将会反相。例如，图案产生器302可输出64高位，然后64低位，再64高位，再然后输出64低位，以此类推，以产生64个像素宽度的条纹。作为另一示例，图案产生器302可利用算法来输出对应于将要显示的预定图案的任意预定连续之数据位。作为又另一个示例，图案产生器可包括挥发性内存，该挥发性内存是在启动/初始化过程中从外部非挥发性内存加载的。
[0079]在本示例实施例中，数据缓冲器304的容量为1280X720X4位。然而，取决于特定应用，数据缓冲器304可能更小。例如，对于结构化光应用而言，数据缓冲器可小到一列数据(例如，1280X I)。作为另一种选择，数据缓冲器304与图案产生器302可合并为单一记忆装置。例如，在投射十个不同条纹图案的结构化光应用中，数据缓冲器304与图案产生器302可被单一区块的内存(1280X10)取代，该单一区块内存为所述十个预定条纹图案的每一个提供一列记忆。
[0080]在大多数或所有像素数据储存于数据缓冲器304中的实施例中，显示器控制器300控制从数据缓冲器304至像素闩锁器306之传输连续的像素数据。例如，显示器控制器300可包括数据缓冲器304中该显示数据起始位置的指针。然后，该指标随着显示器控制器300促使像素数据从数据缓冲器304发送至像素闩锁器306时递增。在显示器控制器300完成整个连续的像素数据之发送以后，该指针重置到数据缓冲器304中所述显示数据的起始位置，以便能够重复整个图案。
[0081]对于像素数据可怎样从数据缓冲器304写入像素闩锁器306，另有选择方式。要注意的是，提供控制信号至像素闩锁器306的控制线310的部分被标注为具有720条线或者I条线。这些线路表示列致能线，其携带使一列像素闩锁在数据线314上被宣告的数据的信号。在所有列的像素闩锁器306写入同一列之像素数据的情况下，如在本示例实施例中，单一信号足以将数据同时闩锁至显示器的每一列中。或者，可以为显示器的每一列提供单独的列致能线，以便能够将数据依序闩锁至显示器的每一列中。作为又一种选择，可提供一些中间数量的致能线，以依序致能列之群组。
[0082]图3中以方块形式显示的电路实施在一集成电路芯片中。特别是，显示器控制器300、图案产生器302、数据缓冲器304、像素闩锁器306、可编程缓存器308、控制线310、数据线312、数据线314以及通信线路316均形成在硅反射式显示器背板中。另外，像素镜数组(未显示)形成在所述集成电路上。每个像素镜与各个像素闩锁器306耦合。藉由贴附垫片(未显示)、液晶层208 (图2)以及透明的公共电极(未显示)来完成LCOS面板204。
[0083]将芯片上图案产生器整合到LCOS面板204中有数个重要优点。一个优点在于图案产生器302无需从外部驱动器接收结构化光图案像素数据。因此，LCOS面板204可用作结构化光图案投影机，无需使用单独的LCOS驱动器，因此其比习知的LCOS面板更简单、更便宜。另一个优点在于像素数据能够加载到像素闩锁器306的速度比能够加载到习知LCOS面板的显示器内存的速度快得多。这是因为像素数据直接在LCOS面板204上产生，而不是在外部驱动器，从而不必通过芯片外接口。
[0084]图4为更详细显示可编程缓存器308的方块图。如上所述，储存于可编程缓存器308中的运算参数至少部分地控制显示器控制器300的运算。在该特定示例中，可编程缓存器包括「条纹持续时间」缓存器402、「影像图案数」缓存器404、「重复次数」缓存器406、「二进制/正弦曲线」缓存器408以及「其它参数」缓存器410。「条纹持续时间」缓存器402保存表示数据位持续被加载于像素闩锁器306中的一画面次数的值(例如，显示多长时间)。「影像图案数」缓存器404保存表示可由图案产生器302提供的不同图案的数量的值。「重复次数」缓存器406保存表示一特定图案在一运算周期内重复次数的值。「二进制/正弦曲线」缓存器408保存表示一特定图案是二进制(例如，具有鲜明的边缘的黑白条纹)还是正弦曲线(条纹的强度随着锁显示的影像而变化)的值。「其它参数」缓存器410在本质上是有代表性的，其显示出对特定显示器应用有用的任何设定都可以利用可编程缓存器308的其中之一来设定及/或修改。
[0085]图5为依据本发明替代实施例的LCOS面板500的方块图。LCOS面板500大体上类似于LCOS面板204，除了 LCOS面板500进一步适于从驱动器接收像素数据之外。因此，任何与LCOS面板204的组件大体上相同的LCOS面板500的组件均由类似的参考数字标示，并且再对其详加描述以避免赘言。
[0086]在该特定实施例中，LCOS面板500呈现连接至数据线组502。如图所示，因为在该示例中像素闩锁器306排列成1280行，所以数据线组502为1280数据线组。因而，整列数据可平行加载至数据缓冲器304中。此外，数据线312显示为单一线路。然而，如上面所阐释的，数据线312可为单一串联机或者为一组1280条平行数据线。
[0087]因为LCOS面板500适于从外部数据源(例如，单独的LCOS驱动器)接收视频数据，且包含图案产生器302，所以其可在两种不同的方式中使用。在第一运算模式中，LCOS面板500仅能用作为结构化光图案投影机(或其它特定应用投影机)，例如LCOS面板204。在第二运算模式中，LCOS面板500可用作通过数据线组502从单独的芯片外(off-chip) LCOS驱动器接收像素数据的传统LCOS面板。
[0088]显示控制器504兼容两种运算模式。在第一运算模式中，如上所述参考图3之显示控制器504运算，使来自图案产生器302的显示数据写入像素闩锁器306中。在第二运算模式中，显示控制器接收来自LCOS驱动器(未显示)的控制信号，且使宣告在数据线组502上像素数据能闩锁至数据缓冲器304中，并且随后发送至像素闩锁器306。
[0089]图3与图5中所示的功能区块的大小并不代表它们所表示的电路的相对大小。事实上，像素闩锁器306的数组、上面的像素镜(未显示)以及数据缓冲器304将占据集成电路芯片的大部分面积与电路。对照下，图案产生器302、显示控制器504以及可编程缓存器508占据相对较小的集成电路芯片。因此，可修改传统LCOS背板以提供本发明在大小及/或复杂度上具有实质上不显著增加之功能性。如上所述，LCOS面板204及/或LCOS面板500的功能能够制造特定应用之投影机，而不需单独的LCOS驱动器。本发明以极低成本提供这样显著的节约。
[0090]图6为可编程缓存器508的方块图。除了可编程缓存器508包括「输入模式」缓存器602之外，可编程缓存器508与可编程缓存器308大体上类似。「输入模式」缓存器602保存表示所选择的LCOS面板500运算模式的值。响应第一值，显示控制器504以所述第一模式运算，如上所述参考图5。响应一第二值，显示控制器504以所述第二模式运算，如上所述参考图5。
[0091]图7为概括用于操作LCOS面板的方法700的流程图。在第一步骤702中，确定是否要显示来自芯片上数据源的数据。如果是，那么然后在第二步骤704中，从芯片上图案产生器读取像素数据。否则，在第三步骤706中，从来自芯片外数据源的视频数据输入端装置读取的像素数据。在第二步骤704或第三步骤706之后，进入第四步骤708，在该步骤中像素数据被宣告到芯片上显示器的第一像素列的像素上。接下来，在第五步骤710中，在该芯片上显示器的其它列的像素上宣告相同的像素数据。然后，在第六步骤712中，提供一信号，以表明该显示是有效的(例如，所期望的图案正在被显示)。
[0092]依据特定应用，第五步骤710中在显示的其它列宣告的数据可不同于第四步骤708中在显示的第一列宣告的数据。然而，在上述藉由示例描述的结构化光应用中，相同的数据将加载至该显示的每一列中。
[0093]图8为概括用于制作LCOS面板的方法800的流程图。在第一步骤802中，形成包含像素数组的反射式显示器硅背板。然后，在第二步骤804中，于该反射式显示器背板上形成芯片上图案产生器。接下来，在第三步骤806中，于该反射式显示器背板上形成芯片上可编程缓存器。然后，在第四步骤808中，于该反射式显示器背板上形成芯片上控制电路。最后，在第五步骤810中，于该反射式显示器背板上形成芯片上视频数据输入端装置。
[0094]本发明的特定实施例的描述至此已完成。在不脱离本发明的范围的情况下，很多描述过的特征均可替代、改变或省略。例如，替代的结构化光图案(例如，水平条纹、正弦波条纹等)可替代垂直条纹。作为另一示例，替代的投影机类型(例如，穿透式投影系统)可替代LCOS投影机。作为又另一示例，可使用除了结构化光投影机之外的特定应用投影机的预定图案。对本领域技术人员而言，尤其是考虑到前述的公开，这些及其它偏离特定实施例的特征将是显而易见的。
【权利要求】
1.一种投影机面板，包括: 一像素数组，形成于一集成电路中，该像素数组包括复数个排成行与列的像素； 一图案产生器，形成于该集成电路中，且运算以输出表示至少一个预定图案的一像素数据；以及 一控制电路，形成在该集成电路中，且运算以在该像素数组的该等像素上宣告该像素数据，来显示该预定图案。
2.如权利要求1所述的投影机面板，其中: 该投影机面板为一硅基液晶面板；以及 该集成电路为一反射式娃背板。
3.如权利要求1所述的投影机面板，其中该图案产生器包括非挥发性内存，该像素数据储存于该非挥发性内存中。
4.如权利要求3所述的投影机面板，其中表示该预定图案的该像素数据在该像素数组中的每一行像素包括至多一个强度值。
5.如权利要求4所述的投影机面板，其中: 该至少一个预定图案为一结构化光图案；以及 该控制电路藉由将连续的数据位加载到该像素数组的第一列之该等像素中、以及在一单一画面期间将该相同连续的数据位加载到该像素数组的其它列之像素中，而运算以在显示器的该等像素上宣告该像素数据。
6.如权利要求1所述的投影机面板，其中在一单一画面期间，该控制电路运算以将从该图案产生器输出的单一列数据加载到每一列之像素中。
7.如权利要求6所述的投影机面板，其中在一单一画面期间，该控制电路运算以将从该图案产生器输出的单一列数据同时加载到该像素数组的每一列之像素中。
8.如权利要求6所述的投影机面板，其中在一单一画面期间，该控制电路运算以将从该图案产生器输出的相同的单一列之数据依序加载到每一列之该等像素中。
9.如权利要求1所述的投影机面板，其中: 该投影机面板包括一视频数据输入端装置，用于从一外部数据源接收视频像素数据； 该控制电路，运算以于一第一模式与一第二模式的其中一种模式中选择性地运作； 当以该第一模式运算时，该控制电路运算以宣告来自该图案产生器的该像素数据；以及 当以该第二模式运算时，该控制电路运算以显示通过该视频数据输入端装置接收的该视频像素数据。
10.如权利要求9所述的投影机面板，进一步包括至少一个可编程缓存器，该可编程缓存器储存一运算参数，该运算参数至少部分确定该控制电路是以该第一模式运算还是以该第二模式运算。
11.如权利要求1所述的投影机面板，进一步包括至少一个可编程缓存器，该可编程缓存器储存一运算参数，该运算参数至少部分确定该像素数组显示该至少一个预定图案的一持续时间。
12.如权利要求1所述的投影机面板，进一步包括至少一个可编程缓存器，该可编程缓存器储存一运算参数，该运算参数至少部分确定该图案产生器可输出多少不同的预定图案。
13.如权利要求1所述的投影机面板，进一步包括至少一个可编程缓存器，该可编程缓存器储存一运算参数，该运算参数至少部分确定在一运算周期内该像素数组将显示该预定图案多少次。
14.如权利要求1所述的投影机面板，进一步包括一驱动器接口，该驱动器接口运算以从一单独的硅基液晶驱动器接收像素数据。
15.如权利要求1所述的投影机面板，其中该图案产生器选择性地输出复数个像素数据集，每一该像素数据集对应于一不同的预定显示图案。
16.如权利要求1所述的投影机面板，进一步包括一照相机接口，该照相机接口运算以促使该至少一个预定图案的显示与一照相机的影像撷取的协调。
17.如权利要求1所述的投影机面板，其中: 该投影机面板为一硅基液晶投影机面板； 该图案产生器包括一非挥发性内存，该像素数据储存于该非挥发性内存中； 该控制电路运算以在一单一画面期间将一从该图案产生器输出的单列数据加载至每一列像素中； 该投影机面板另外包含多个可编程缓存器； 该投影机面板另外包含一视频驱动器接口 ；以及 该投影机面板另外包含一照相机接口。
18.—种制造投影机面板的方法，该方法包括: 形成一反射式显示器集成电路芯片，该反射式显示器集成电路芯片包括复数个像素，该等像素排列成行与列的数组； 于该反射式显示器集成电路芯片中形成一图案产生器，该图案产生器运算以输出表示至少一个预定图案的像素数据；以及 于该反射式显示器集成电路芯片中形成控制电路，该控制电路运算以在该反射式显示器的该等像素上宣告该像素数据。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括于该反射式显示器集成电路芯片上涂布一液晶层。
20.如权利要求19所述的方法，其中形成该图案产生器的步骤包括: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成非挥发性内存；以及 将该像素数据储存于该非挥发性内存中。
21.如权利要求20所述的方法，其中表示该至少一个预定图案的该像素在该数组中的每一行像素包括至多一个强度值。
22.如权利要求21所述的方法，其中: 该至少一个预定图案为一结构化光图案；以及 配置该控制电路以藉由将连续的数据位加载到该像素数组的第一列像素中、以及在一单一画面期间将该相同连续的数据位加载到该像素数组的其它列像素中，在该显示器的该等像素上宣告该像素数据。
23.如权利要求18所述的方法，进一步包括配置该控制电路以在一单一画面期间将从该图案产生器输出的一单列数据加载到该等像素列的每一列中。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包括配置该控制电路以在单一画面期间将从该图案产生器输出的单列数据同时加载到该等列之每一列的像素中。
25.如权利要求23所述的方法，进一步包括配置该控制电路以在一单一画面期间将从该图案产生器输出之相同的单列数据依序加载到该等列之每一列的像素中。
26.如权利要求18所述的方法，其中: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成一视频数据输入端装置，用以从芯片外数据源接收一视频像素数据； 配置该控制电路选择性地以一第一模式与一第二模式中的一种模式运算； 当以该第一模式运算时，配置该控制电路以宣告来自该图案产生器的像素数据；以及当以该第二模式运算时，配置该控制电路以宣告通过该视频数据输入端装置接收的该视频像素数据。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成至少一个可编程缓存器；以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的一运算参数，确定该控制电路是以该第一模式还是以该第二模式运算。
28.如权利要求18所述的方法，进一步包括: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成至少一个可编程缓存器；以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的一运算参数，确定该至少一个预定图案显示在该反射式显示器的该等像素上的一持续时间。
29.如权利要求26所述的方法，进一步包括: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成至少一个可编程缓存器；以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的一运算参数，确定从该图案产生器可读取多少不同的预定图案。
30.如权利要求26所述的方法，进一步包括: 于该反射式显示器集成电路芯片上形成至少一个可编程缓存器；以及配置该控制电路以依据至少部分储存于该至少一个可编程缓存器中的一运算参数，确定在一运算周期内反射式显示器的该等像素将显示该预定图案多少次。
31.如权利要求18所述的方法，进一步包括形成一芯片上驱动器接口，该芯片上驱动器接口运算以从一单独的硅基液晶驱动器接收像素数据。
32.如权利要求18所述的方法，进一步包括于该反射式显示器集成电路芯片上形成一照相机接口。
33.一种非暂时性电子可读介质，该非暂时性电子可读介质具有嵌入在其中的编码，用以使一电子设备: 从一芯片上图案产生器中读取对应于至少一个预定图案的像素数据；以及 在一芯片上显示器的反射式像素电极上宣告该像素数据。
【文档编号】H04N5/74GK104347019SQ201410054140
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】S.Y-S.恩格, M.鲁 申请人:豪威科技股份有限公司