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JP3222205B2 - DMD analog scan converter - Google Patents

DMD analog scan converter

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Publication number
JP3222205B2
JP3222205B2 JP16916592A JP16916592A JP3222205B2 JP 3222205 B2 JP3222205 B2 JP 3222205B2 JP 16916592 A JP16916592 A JP 16916592A JP 16916592 A JP16916592 A JP 16916592A JP 3222205 B2 JP3222205 B2 JP 3222205B2
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JP
Japan
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dmd
serial
image
input
pixel
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JP16916592A
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Japanese (ja)
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JPH06109999A (en
Inventor
ブライアン サンプセル ジェフレイ
Original Assignee
テキサス インスツルメンツ インコーポレイテツド
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Image Input (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は全般的にアナログ走査
変換器、更に特定して云えば、変形可能なミラー装置
(DMD)を使ってアナログ走査変換器を構成すること
に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to analog scan converters and, more particularly, to the use of deformable mirror devices (DMDs) to implement analog scan converters.

【0002】[0002]

【従来の技術及び課題】この発明の範囲を制限するつも
りはないが、その背景をIRセンサを利用したシステム
に関連して説明する。線形IRセンサに頼る従来の装置
は、多重線路センサを用いたシステムに置換えられつつ
ある。こう云うセンサは分解能が高くなると共に、S/
N比集合体がそれに伴って高くなり、エイリアシングに
伴う問題が少なくなる。普通、こう云うセンサは、製造
が複雑である為、場面の垂直次元を走査するのに必要な
数の画素だけを持っている。こう云う垂直センサからシ
フトによって送り出された場面データは、当然垂直ラス
タの形をしている。然し人間の目は、水平ラスタの像を
見ることに慣れている。従って、一般的にこう云うセン
サは、人間が見る為の可視領域のIR像に作り直す為に
は、走査変換器を必要とする。この課題を達成する為の
典形的な、ダイナミック・レンジの大きいディジタル走
査変換器は高価で、嵩ばり、重くて、相当量の電力を消
費する。
BACKGROUND OF THE INVENTION While not intending to limit the scope of the present invention, its background will be described in connection with a system utilizing an IR sensor. Conventional devices that rely on linear IR sensors are being replaced by systems using multi-line sensors. These sensors have higher resolution and S /
The N-ratio aggregate increases accordingly, reducing the problems associated with aliasing. Usually, these sensors have only the required number of pixels to scan the vertical dimension of the scene due to the complexity of their manufacture. Scene data sent by shift from these vertical sensors is naturally in the form of a vertical raster. However, the human eye is used to seeing horizontal raster images. Accordingly, these sensors generally require a scan converter to recreate an IR image in the visible region for human viewing. A typical, high dynamic range digital scan converter to accomplish this task is expensive, bulky, heavy and consumes considerable power.

【0003】DMDは幾つかの魅力のある特徴を有す
る。ミラー要素は広い光学帯域幅に亘って高い反射率を
有する。この為、UVからIRまでの光変調ができる。
画素の応答時間は典形的には10−20μsであり、画
素はアナログ又はディジタル・モードで動作させること
ができる。ミラーの簡単な構造的な変更により、DMD
は振幅優位又は位相優位の変調器の何れとしても作用し
得る。DMDは低い電圧の高密度のアドレス回路の上に
モノリシックに製造することもできる。DMDは消費電
力が小さい為、加熱の悪影響なしに、高いフレーム速度
(典形的には5kHz及びそれ以上)が可能である。
[0003] DMDs have several attractive features. The mirror element has a high reflectivity over a wide optical bandwidth. For this reason, light modulation from UV to IR can be performed.
The response time of a pixel is typically 10-20 μs, and the pixel can be operated in an analog or digital mode. A simple structural change of the mirror allows the DMD
Can act as either an amplitude-dominant or a phase-dominant modulator. DMDs can also be manufactured monolithically on top of low voltage, high density addressing circuits. Due to the low power consumption of DMDs, high frame rates (typically 5 kHz and above) are possible without the adverse effects of heating.

【0004】何れも特定の用途に合せて設計した多数の
DMD画素構造がある。それらは、捩れ又は片持ちと云
う様な変形モード、画素の形、並びに丁番支持構造によ
って区別することができる。
There are many DMD pixel structures, all designed for specific applications. They can be distinguished by deformation modes such as twisting or cantilever, pixel shape, and hinge support structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は走査変換器シス
テム(装置)を開示し、入力装置から直列入力データの
少なくとも1つのストリームを受け取るシフトレジスタ
と、シフトレジスタに接続される直列から並列への変換
器と、直列から並列への変換器に接続されるDMDで、
DMDから光源が反射される時に、入力装置で受けとっ
た像と略同一に照射パターンが作り出されるDMDとを
含む。DMDは固体検出器に結像し、検出器はCCDで
あり、検出器がDMDからの像を処理して、像が検出器
に入力された時とは異なる順序で検出器から像を出力す
ることができる様にすることが好ましい。この代わり
に、DMDが走査鏡の裏側に結像し、鏡の裏側からの像
を光学的に投影して、入力装置で受取った像と殆ど同一
の像を作ることができる。DMDはトーション・ビーム
DMDであることが好ましい。入力装置の例はIRセン
サ又はコンピュータである。シフトレジスタ、直列から
並列への変換器およびDMDはモノリシック集積回路に
あることが望ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention discloses a scan converter system (device) that receives at least one stream of serial input data from an input device, and serial to parallel connected to the shift register. And a DMD connected to a serial to parallel converter,
And a DMD that produces an illumination pattern substantially identical to the image received at the input device when the light source is reflected from the DMD. The DMD forms an image on the solid state detector, the detector is a CCD, the detector processes the image from the DMD, and outputs the image from the detector in a different order than when the image was input to the detector. It is preferable to be able to do this. Alternatively, the DMD forms an image on the backside of the scanning mirror and optically projects an image from the backside of the mirror to produce an image that is almost identical to the image received at the input device. Preferably, the DMD is a torsion beam DMD. Examples of input devices are IR sensors or computers. Preferably, the shift register, serial to parallel converter and DMD are in a monolithic integrated circuit.

【0006】この発明は又、走査変換器システムで、入
力装置から直列入力データの少なくとも一つのストリー
ムを受け取る少なくとも一つのシフトレジスタと、シフ
トレジスタに接続される少なくとも一つの直列から並列
への変換器と、コンパレータの入力が直列から並列への
変換器の出力に接続され他の入力がランプ電圧に接続さ
れている少なくとも1つのコンパレータと、コンパレー
タに接続される少なくとも一つのDMDで、DMDから
光源が反射される時に、入力装置で受けとった像と略同
一に照射パターンが作り出されるDMDとを提供する。
コンパレータはランプコンパレータであり、シフトレジ
スタ、直列から並列への変換器、コンパレータ及びDM
Dはモノリシック集積回路にあることが望ましい。
The present invention is also a scan converter system, wherein at least one shift register receives at least one stream of serial input data from an input device, and at least one serial to parallel converter connected to the shift register. And at least one comparator whose input is connected to the output of the series-to-parallel converter and whose other input is connected to the lamp voltage, and at least one DMD which is connected to the comparator, wherein the light source from the DMD is Provide a DMD that, when reflected, produces an illumination pattern that is substantially identical to the image received at the input device.
The comparator is a ramp comparator, a shift register, a serial to parallel converter, a comparator and a DM.
D is preferably in a monolithic integrated circuit.

【0007】本発明は走査変換器システムの形成方法を
も開示し、一般的に入力装置から直列入力データの少な
くとも一つのストリームを受けとり、直列データのスト
リームを並列データに変換し、並列データをDMDへ送
ることにより、DMDから光源が反射される時に、入力
装置で受けとった像と略同一の照射パターンが作り出さ
れる。
The present invention also discloses a method of forming a scan converter system, generally receiving at least one stream of serial input data from an input device, converting the serial data stream to parallel data, and converting the parallel data to a DMD. When the light source is reflected from the DMD, an illumination pattern substantially identical to the image received by the input device is created.

【0008】次に図面について説明するが、図面全体に
亘り、特に断らない限り、参照数字及び符号は図面全体
に亘って同じ部分を指す。
Reference will now be made to the drawings, wherein like numerals refer to like parts throughout the drawings, unless otherwise indicated.

【0009】[0009]

【実施例】普通のIR装置(図1)では、入力像10が
適当な光学系24により、一列の離散的な画素として構
成されたIR検出器12の平面に焦点合せされる。勿
論、所定の一時に、像10の一行しか検出することがで
きない。この為、作像装置の1つの要素として、その中
心軸線の周りに枢着された鏡14があり、鏡14を適当
に回転することによって、像10の任意の所望の行を検
出器12に焦点合せすることができる様になっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In a typical IR device (FIG. 1), an input image 10 is focused by a suitable optical system 24 onto the plane of an IR detector 12, which is configured as a row of discrete pixels. Of course, only one line of the image 10 can be detected at a predetermined time. Thus, one element of the imaging device is a mirror 14 pivotally mounted about its central axis, and by rotating the mirror 14 appropriately, any desired row of the image 10 is It can be focused.

【0010】検出器12にある個別の各々のセンサ素子
からの信号が、線形アレイ16上にある別々の光放出素
子(典形的にはLED)に接続される。このアレイ16
から放出される可視光が走査鏡14の裏面18で反射さ
れ、この鏡の裏面18を適当な光学系22を介して眺め
る観察者20が、鏡14がIR検出器12に亘って場面
10を走査する時、入力IR場面10が再生されるのを
見る。各々の個別の接続通路は増幅器を含むのが普通で
あり、この増幅器は、検出器及び放出素子の両方に於る
画素毎の感度及び放出度の変動を埋合せる為にオフセッ
ト及び直線性の調節ができる様になっている。
The signal from each individual sensor element on the detector 12 is connected to a separate light emitting element (typically an LED) on the linear array 16. This array 16
The visible light emitted from the mirror is reflected by the back surface 18 of the scanning mirror 14, and an observer 20 looking at the back surface 18 of the mirror via a suitable optical system 22 makes it possible for the mirror 14 to view the scene 10 over the IR detector 12. As you scan, you see the input IR scene 10 play. Each individual connection path typically includes an amplifier, which adjusts offset and linearity to account for pixel-to-pixel sensitivity and emission variations in both the detector and the emitter. Can be done.

【0011】高級なIRセンサは一列ではなく、多数の
列の画素素子で構成されるのが普通である。各々の検出
器にずっと多くの画素素子を追加したことにより、出力
接続部の数が非常に大きくなる。この様な相互接続部
は、製造時の歩留まりの低下の原因並びに現場に於る故
障の原因になる場合が多い。従って、こう云う高級セン
サは、画素の各列に対する直列シフトレジスタ出力を優
先して、並列の画素出力を放棄する場合が多い。この様
な直列出力をLEDのアレイに接続するには、モノリシ
ックLED基板の様な複雑な配置を必要とし、これは直
列から並列への変換器、又は個別の直列から並列への変
換器チップを持つ上層の上に多数の一行LEDのアレイ
をパッケージした複雑な混成基板を必要とする。こう云
う形式のコスト効果のあるLEDアレイは現在の技術を
越えており、この為異なる形式の表示装置が必要であ
る。典形的な解決策が図2に示されているが、これは多
重線路IRセンサ74の多数の並列又は直列出力72を
ディジタル化して、ディジタル・ビデオ・メモリ70に
記憶することであった。この後、ビデオ・メモリ70を
直列に読出してCRT表示装置76を駆動するか、或い
は並列に読出して線形LED素子78の混成アレイを駆
動する。
[0011] A high-end IR sensor is usually composed of a plurality of rows of pixel elements instead of a single row. With the addition of much more pixel elements to each detector, the number of output connections becomes very large. Such interconnects often cause reduced yields during manufacturing and failures in the field. Therefore, these high-end sensors often give up the serial shift register output for each column of pixels and abandon the parallel pixel outputs. Connecting such a serial output to an array of LEDs requires a complex arrangement, such as a monolithic LED board, which requires a serial-to-parallel converter or a separate serial-to-parallel converter chip. It requires a complex hybrid substrate with an array of many single row LEDs packaged on top of it. These types of cost-effective LED arrays are beyond current technology and require different types of displays. A typical solution, shown in FIG. 2, was to digitize multiple parallel or serial outputs 72 of a multi-line IR sensor 74 and store them in digital video memory 70. Thereafter, the video memory 70 is read out in series to drive the CRT display 76, or read out in parallel to drive a hybrid array of linear LED elements 78.

【0012】これから説明する実施例では、捩ればりD
MDを使うことができる。図3及び図4に示す様に、捩
ればりDMD画素は一般的に厚手の反射はり50を空隙
/スペーサ52の上に懸架し、張力をかけた2つの細い
捩れ丁番56によって頑丈な支持体又は支持層54に接
続して構成される。はり50の下にあるアドレス電極5
8が付勢されると、捩れ丁番56が捩れ、はり50が2
つの丁番56の軸線の周りに回転して、その下にある着
地電極60にのっかる。この構造は全体的にシリコンの
様な材料の基板62の上に形成される。図4は、捩れば
りDMDに使うことができる丁番の幾つかの例を示して
いる。
In the embodiment to be described, the twisting D
You can use MD. As shown in FIGS. 3 and 4, a twisted DMD pixel generally suspends a thick reflective beam 50 above the air gap / spacer 52 and provides a sturdy support by two tensioned thin twisted hinges 56. Alternatively, it is configured to be connected to the support layer 54. Address electrode 5 under beam 50
8 is energized, the twist hinge 56 twists and the beam 50
It rotates about the axis of one hinge 56 and rides on the landing electrode 60 below it. This structure is formed entirely on a substrate 62 of a material such as silicon. FIG. 4 shows some examples of hinges that can be used for twisted DMDs.

【0013】高級なIR装置の表示の問題に対する第1
の好ましい実施例による解決策が図5に示されている。
DMDチップ28は、チップの構造がIRセンサ装置3
0の構造と略逆になる様に作ることができる。多数のア
ナログ直列シフトレジスタ32をチップ28の上に作っ
てもよいし、或いは希望によっては、これがDMDチッ
プの外部にあってもよい。その数及び長さは、IRセン
サ装置30にある出力シフトレジスタの数及び長さと合
う様にする。各々のシフトレジスタ32が、好ましくは
直列から並列への変換器34を介して、IR装置30に
ある対応するシフトレジスタから供給されたのと同じ数
のDMD画素36に供給する様にする。個々のDMD画
素36は(場合によって全体の倍率を別として)入力I
R装置30の画素のアレイと同じ様なアレイにすること
ができる。この為、DMDから反射された可視(又はそ
の他の波長の)光源が、IRスペクトルでセンサ30に
入射したのと殆ど同一の照射パターンを作る。
The first to the display problem of high-end IR devices
A solution according to a preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
The DMD chip 28 has a chip structure of the IR sensor device 3.
The structure can be made to be substantially opposite to the structure of 0. Multiple analog serial shift registers 32 may be made on chip 28, or they may be external to the DMD chip, if desired. The number and length are matched to the number and length of the output shift registers in the IR sensor device 30. Each shift register 32 feeds, preferably via a serial-to-parallel converter 34, to as many DMD pixels 36 as come from the corresponding shift register in the IR device 30. Each DMD pixel 36 is connected to the input I (possibly except for the overall magnification).
An array similar to the array of pixels of the R device 30 can be used. Thus, a visible (or other wavelength) light source reflected from the DMD creates an illumination pattern that is almost identical to the incident on sensor 30 in the IR spectrum.

【0014】第2の好ましい実施例では、再生された像
は、図1に示す走査鏡14の裏側18に投影し、そこか
らの反射で見ることができる。ディジタル走査変換器又
は複雑なLED集成体の何れの費用もかけずに、従来の
IR装置の動作を再現することができる。
In a second preferred embodiment, the reconstructed image is projected onto the backside 18 of the scanning mirror 14 shown in FIG. 1 and can be viewed by reflection therefrom. The operation of a conventional IR device can be reproduced without the expense of either a digital scan converter or a complex LED assembly.

【0015】この反射像には幾つかの方法で強度を符号
化することができる。1つの方法はアナログ変調であ
る。DMDのアナログ・シフトレジスタ/直列から並列
への変換器32,34の出力が、画素36の下方にある
アドレス電極に直接的に接続される場合、各々の画素3
6の撓みはアナログ信号に比例し、従って入力のIR光
の強度に比例する。DMDのこの傾きの程度を使って、
暗視野光学系を使うことにより、アナログ光変調を行な
うのが普通である。
The intensity of the reflected image can be encoded in several ways. One method is analog modulation. If the output of the DMD analog shift register / serial to parallel converter 32,34 is connected directly to the address electrode below pixel 36, then each pixel 3
The deflection of 6 is proportional to the analog signal and therefore to the intensity of the input IR light. Using the degree of this slope of DMD,
It is common to perform analog light modulation by using dark field optics.

【0016】暗視野装置では、一杯に傾けたDMD画素
から反射された光が表示光学系の開口内に完全に収まる
様に、DMDを整合させることができる。光学系には限
られた開口を設計しておいて、撓んでいない画素から反
射された光が完全にこの開口の外に出る様にする。勿
論、中間の位置であれば、この光学的な開口に反射され
る光の量も中間量であり、従って投影像の平面に中間レ
ベルの輝度を作る。
In a dark-field device, the DMD can be aligned such that the light reflected from the fully tilted DMD pixels falls completely within the aperture of the display optics. The optical system is designed with a limited opening so that the light reflected from the undeflected pixel completely exits the opening. Of course, at an intermediate position, the amount of light reflected by this optical aperture is also an intermediate amount, thus creating an intermediate level of brightness in the plane of the projected image.

【0017】強度を符号化する別の方法はパルス幅変調
である。アナログ変調に基づいて像が再生される時の精
度は、DMD画素の傾きの角度の直線性と一様性並びに
投影光学系の適正なアポダイゼーションに関係する。上
に述べた暗視野光学系と共にパルス幅変調を使うと、こ
う云う両方の問題がなくなる。
Another method of encoding intensity is pulse width modulation. The accuracy with which an image is reconstructed based on analog modulation depends on the linearity and uniformity of the angle of inclination of the DMD pixels, as well as on the proper apodization of the projection optics. Using pulse width modulation with the dark field optics described above eliminates both of these problems.

【0018】図6に示す第3の好ましい実施例では、シ
フトレジスタ/直列から並列への変換器32,34の出
力から直接的にDMD画素36を駆動する代わりに、傾
斜比較増幅器38(又は同じ機能を持つ任意の比較器形
の回路)を各々のシフトレジスタ/直列から並列への変
換器32,34の出力と対応するDMD36のアドレス
電極との間に配置することができる。
In the third preferred embodiment shown in FIG. 6, instead of driving the DMD pixel 36 directly from the output of the shift register / serial to parallel converters 32, 34, a gradient comparison amplifier 38 (or the same). Any comparator-type circuit with function) can be placed between the output of each shift register / serial to parallel converter 32, 34 and the address electrode of the corresponding DMD 36.

【0019】図7に示す様に、各々の直列から並列への
変換の終わりに、3つのことが起こる。シフトレジスタ
/直列から並列への変換器32,34(図6)のアナロ
グ出力が、各々のDMD画素36の場所で比較器の一方
の入力40に加えられ、各々の画素36の場所にある画
素駆動増幅器42をオンに切換えて、各々の画素36を
一杯に傾いた位置へ駆動し、全ての比較器の他方の入力
44に共通の電圧が、検出し得る最低のシフトレジスタ
の信号レベルから検出し得る最高のシフトレジスタの信
号レベルまで傾斜を開始する。
At the end of each serial-to-parallel conversion, three things occur, as shown in FIG. The analog output of the shift register / serial to parallel converters 32, 34 (FIG. 6) is applied to one input 40 of the comparator at each DMD pixel 36 and the pixel at each pixel 36 is located. The drive amplifier 42 is switched on to drive each pixel 36 to a fully tilted position and the common voltage at the other input 44 of all comparators is detected from the lowest detectable shift register signal level. Start ramping to the highest possible shift register signal level.

【0020】この傾斜の割合は、走査線時間が完了する
時、この傾斜がその最大電圧に達する様にする。この時
間はDMD画素36がCRT表示装置の単一ラインを表
示するのに照射される時間である。比較器38の出力を
画素駆動増幅器42の入力に接続して、各々の比較器3
8がトグル動作をする時、関連する画素駆動増幅器42
の出力がゼロに下がり、関連するDMD画素36がその
傾いていない状態に復帰する様にする。この為、所定の
画素が1走査線時間の間に傾くのに費す時間の長さ(従
って、この画素がこの走査線時間の間に表示像に供給す
る光量)は、シフトレジスタ/直列から並列への変換器
32,34によってこの画素36に送出される電圧に正
比例する。
The rate of this ramp causes the ramp to reach its maximum voltage when the scan line time is completed. This time is the time that the DMD pixel 36 is illuminated to display a single line on a CRT display. The output of the comparator 38 is connected to the input of the pixel drive amplifier 42 so that each comparator 3
8 toggles when the associated pixel drive amplifier 42
Is reduced to zero, causing the associated DMD pixel 36 to return to its skewed state. Thus, the length of time that a given pixel spends tilting during one scan line time (and thus the amount of light that pixel supplies to a display image during this scan line time) is determined from the shift register / serial. It is directly proportional to the voltage delivered to this pixel 36 by the converters 32,34 in parallel.

【0021】別個に表示装置(即ち、入力走査鏡の裏側
によって行なわれる走査に頼らない表示装置)を希望す
る様な場合、この何れの変調方式を用いて、ディジタル
走査変換器の動作を真似ることができる。この走査変換
器の機能の一例として、DMDを面積(エリア)アレイ
CCD(又はその他の固体)検出器の一番上の行に結像
することができる。各々の走査線時間の終わりに、CC
D内に発生された電荷を心臓の収縮期の様な形で、一行
だけ下にシフトさせることができる。入力像全体がCC
Dに記憶されるまで、この順序をビデオ・フレーム時間
全体に亙って進める。そうなった時、CCDをCRT又
はその他の表示装置のビデオに直接的に読出すことがで
きる。DMDは色々な方法でCCDに結像することがで
きる。多数のDMD及びCCDを組合せ、それらの出力
を電子的に操作して複雑な光学処理のタスクを達成する
ことができる。
If one desires a separate display device (ie, a display device that does not rely on scanning performed by the back side of the input scanning mirror), any of these modulation schemes can be used to mimic the operation of a digital scan converter. Can be. As an example of the function of this scan converter, the DMD can be imaged on the top row of an area array CCD (or other solid state) detector. At the end of each scan line time, CC
The charge generated in D can be shifted down one row, in a manner similar to systole of the heart. The whole input image is CC
This order is advanced over the entire video frame time until stored in D. When this happens, the CCD can be read out directly to video on a CRT or other display device. DMDs can be imaged on a CCD in a variety of ways. Multiple DMDs and CCDs can be combined and their outputs manipulated electronically to accomplish complex optical processing tasks.

【0022】逆に、線形DMD変調器を使って、例えば
CCD又はディジタル・フレーム・メモリに記憶された
像から表示を発生することができる。直列アナログ・デ
ータ・ストリームは、CCDから直接的に取出されたも
のであっても、或いはフレーム・メモリからディジタル
・アナログ変換器を介して取出されたものであってもよ
いが、最初はIR検出器から供給を受けると述べたアナ
ログ・シフトレジスタに入力される。この後、普通IR
装置の走査鏡が駆動されるのと同じ様に走査鏡を駆動
し、DMDから行毎に投影される像を鏡面からの反射で
観る。
Conversely, a linear DMD modulator can be used to generate a display from an image stored, for example, in a CCD or digital frame memory. The serial analog data stream may have been retrieved directly from the CCD or from a frame memory via a digital-to-analog converter, but initially with an IR detector. Input to the analog shift register which is stated to be supplied from the device. After this, ordinary IR
The scanning mirror is driven in the same manner as the scanning mirror of the apparatus is driven, and the image projected line by line from the DMD is viewed by reflection from the mirror surface.

【0023】ディジタル・データが容易に利用できる場
合、又はディジタル動作が好ましいと考えられる場合、
DMDをディジタル・モードで利用するのは容易であ
る。このディジタル・モードには、上に述べたのと構造
が同様の独特のDMDを製造することが必要である。N
ビットの分解能を持つディジタル・データ・ストリーム
に対して、線形DMDにN個の入力シフトレジスタを作
る。各々のシフトレジスタが、最上位ビットから最下位
ビットまでの異なる分解能のディジタル・ビットを表わ
す。各々のシフトレジスタはそれ自身の一行のDMD素
子を直接的にアドレスする。各行の素子は、各々の走査
線時間の始めから作動される。最上位ビット線は走査線
時間の真中でターンオフされ、次の最上位は走査線時間
の1/4で、そして3番目は1/8でと云う様にする。
こうして、像の各々の行にある各々の画素はN個の画素
によって照射され、この各々の画素が、2進和に於ける
その重みに比例する期間の間照射する。こうして、合計
Nビットの2進光振幅が得られる。
If digital data is readily available, or if digital operation is considered desirable,
It is easy to use DMD in digital mode. This digital mode requires the fabrication of a unique DMD similar in structure to that described above. N
For a digital data stream with bit resolution, create N input shift registers in the linear DMD. Each shift register represents a different resolution digital bit from the most significant bit to the least significant bit. Each shift register directly addresses its own row of DMD elements. The elements in each row are activated from the beginning of each scan line time. The most significant bit line is turned off in the middle of the scan line time, the next most significant is at 1/4 scan line time, and the third at 1/8.
Thus, each pixel in each row of the image is illuminated by N pixels, each illuminating for a period proportional to its weight in the binary sum. Thus, a total of N bits of binary optical amplitude is obtained.

【0024】時間的な加重ではなく、空間的な加重によ
り、この2進的な照射の加重を一層簡単に実現すること
ができる。前に述べた様に、Nビットの2進データ・ス
トリームがN個の入力シフトレジスタを駆動する。然
し、この方式では、シフトレジスタに沿った各々の画素
は空間的に加重してある。例えば、7ビットの分解能を
もつ装置では、最上位ビットのシフトレジスタは、各々
のDMDの場所で64個の画素を駆動する。次の最上位
ビットでは、32個の画素を駆動する。その次は16個
と云うふうにする。この方法は、利用し得る時間の百分
率ではなく、利用し得る反射面積の百分率によって所定
の百分率の照射の重みをかけるので、走査線時間未満の
時間的な分解を必要としない。こう云う2進的な照射の
加重の2つの方法(時間及び空間)を組合せてもよい。
その結果、組合せた方法のダイナミック・レンジが増大
する為に、画素の分解能が一層高くなる。
This binary irradiation weight can be more easily realized by spatial weighting rather than temporal weighting. As previously mentioned, the N-bit binary data stream drives N input shift registers. However, in this scheme, each pixel along the shift register is spatially weighted. For example, in a device with 7-bit resolution, the most significant bit shift register drives 64 pixels at each DMD location. The next most significant bit drives 32 pixels. The next is to say 16 pieces. This method does not require a temporal resolution of less than scanline time, as it weights a predetermined percentage of the illumination by the percentage of available reflective area, rather than the percentage of available time. These two methods of binary illumination weighting (time and space) may be combined.
As a result, the resolution of the pixels is further increased due to the increased dynamic range of the combined method.

【0025】DMDは異なる多くの実施例では表示装置
となる様に使うことができる。DMDは、適当な光学系
と共に、寸法、重量、コスト及び電力の予算を小さくし
た走査変換器の機能を持つ様に構成することができる。
更に、その結果得られるDMD装置は、その出所に関係
なく、任意の記憶されているディジタル像又はアナログ
・データ・ストリームを観察する為に表示することがで
きる。
The DMD can be used to be a display in many different embodiments. The DMD can be configured to have the functionality of a scan converter with appropriate optics and reduced budget for size, weight, cost and power.
Further, the resulting DMD device can be displayed for viewing any stored digital image or analog data stream, regardless of its source.

【0026】以上、幾つかの好ましい実施例を詳しく説
明した。この発明の範囲には、これまで説明したものと
は異なる実施例も含まれるが、それも特許請求の範囲内
に属することを承知されたい。例えば、入力装置はIR
センサと述べたが、入力はテレビジョン信号又はコンピ
ュータの様な多くの異なる出所からくるものであってよ
い。この装置の使い方に関連して暗視野光学系を述べた
が、シュリーレン光学系又はその他の適当な光学系を使
うことができる。同様に、DMDを使って像を直接的に
表示してもよいし、或いは表示する前に操作ができる様
にする為に別の検出器に送ることができる。この発明の
範囲を解釈するに当たっては、使われた言葉は、全ての
場合を網羅するつもりで用いられたものではないと解さ
れたい。
A number of preferred embodiments have been described in detail. It is to be understood that the scope of the invention includes embodiments that differ from those described above, but which are also within the scope of the appended claims. For example, the input device is IR
Although described as a sensor, the input may come from many different sources, such as a television signal or a computer. Although dark-field optics have been described in connection with the use of this device, schlieren optics or other suitable optics can be used. Similarly, the image may be displayed directly using the DMD, or may be sent to another detector for manipulation prior to display. In interpreting the scope of the invention, it should be understood that the words used are not intended to be exhaustive.

【0027】この発明を実施例について説明したが、こ
の説明はこの発明を制約するものと解してはならない。
当業者には、以上の説明から、実施例の種々の変更並び
にこの発明のその他の実施例が容易に考えられよう。従
って、特許請求の範囲は、この様な変更又は実施例を包
括するものであることを承知されたい。
Although the invention has been described with reference to an embodiment, this description should not be construed as limiting the invention.
From the above description, various modifications of the embodiments and other embodiments of the invention will be readily apparent to those skilled in the art. Therefore, it is to be understood that the appended claims are intended to cover such modifications or embodiments.

【0028】以上の説明に関して、さらに、下記の項を
開示する。 (1) 入力装置からの直列入力データの少なくとも1
つのストリームを受け取るシフトレジスタと、前記シフ
トレジスタに接続される直列から並列への変換器と、前
記の直列から並列への変換器に接続されるDMDであ
り、前記DMDから光源が反射されるとき、前記入力装
置が受けとった像と略同一に照射パターンが作り出され
るDMDとを含む走査変換器装置。
With respect to the above description, the following items are further disclosed. (1) At least one of serial input data from the input device
A shift register that receives two streams, a serial-to-parallel converter connected to the shift register, and a DMD connected to the serial-to-parallel converter, when a light source is reflected from the DMD. A DMD for producing an illumination pattern substantially identical to the image received by the input device.

【0029】(2) (1)項に記載した装置に於て、
検出器がDMDからの像を処理することにより、像が検
出器に入力された時とは異なる順序で像が検出器から出
力される装置。
(2) In the apparatus described in (1),
A device in which the detector processes the images from the DMD so that the images are output from the detector in a different order than when the images were input to the detector.

【0030】(3) 入力装置から直列入力データの少
なくとも一つのストリームを受け取る少なくとも一つの
シフトレジスタと、前記シフトレジスタに接続される少
なくとも一つの直列から並列への変換器と、少なくとも
一つのコンパレータで、前記コンパレータの入力は前記
直列から並列への変換器の出力に接続され、他の入力は
ランプ電圧に接続されたコンパレータと、前記コンパレ
ータに接続される少なくとも一つのDMDであって、前
記DMDから光源が反射されるとき、前記入力装置が受
けとった像と略同一に照射パターンが作り出されるDM
Dとを含む走査変換器装置。
(3) At least one shift register for receiving at least one stream of serial input data from an input device, at least one serial-to-parallel converter connected to the shift register, and at least one comparator. The input of the comparator is connected to the output of the series-to-parallel converter and the other input is a comparator connected to a ramp voltage and at least one DMD connected to the comparator, wherein When the light source is reflected, an illumination pattern is created that is substantially identical to the image received by the input device.
D. a scan converter device comprising:

【0031】(4) (3)項に記載の装置において、
前記コンパレータがランプ・コンパレータである装置。
(4) In the apparatus described in (3),
The apparatus wherein the comparator is a ramp comparator.

【0032】(5) (1)項又は(3)項に記載した
装置に於て、DMDが固体検出器に結像する装置。
(5) The apparatus according to the above (1) or (3), wherein the DMD forms an image on a solid state detector.

【0033】(6) (5)項に記載した装置に於て、
検出器がCCDである装置。
(6) In the apparatus described in the item (5),
A device in which the detector is a CCD.

【0034】(7) (5)項に記載した装置に於て、
検出器がDMDからの像を処理することにより、像が検
出器に入力された時とは異なる順序で像が検出器から出
力される装置。
(7) In the apparatus described in the item (5),
A device in which the detector processes the images from the DMD so that the images are output from the detector in a different order than when the images were input to the detector.

【0035】(8) (1)項又は(3)項に記載され
た装置において、前記DMDがトーション・ビームDM
Dである装置。
(8) In the apparatus described in the item (1) or (3), the DMD is a torsion beam DM.
A device that is D.

【0036】(9) (3)項に記載した装置におい
て、DMDが走査鏡の裏側に結像する装置。
(9) The apparatus according to (3), wherein the DMD forms an image on the back side of the scanning mirror.

【0037】(10) (9)項に記載した装置に於
て、鏡の裏側からの像が光学的に投影されて、入力装置
が受取った像と略同一の像を作り出す装置。
(10) An apparatus according to item (9), wherein an image from the back side of the mirror is optically projected to produce an image substantially identical to the image received by the input device.

【0038】(11) (1)項又は(3)項に記載さ
れた装置において、前記入力装置がIRセンサーである
装置。
(11) The apparatus according to the above mode (1) or (3), wherein the input device is an IR sensor.

【0039】(12) (1)項又は(3)項に記載し
た装置に於て、入力装置がコンピュータである装置。
(12) The apparatus according to the above (1) or (3), wherein the input device is a computer.

【0040】(13) (1)項又は(3)項に記載し
た装置に於て、シフトレジスタ、直列から並列への変換
器、コンパレータ及びDMDがモノリシック集積回路に
ある装置。
(13) The apparatus according to item (1) or (3), wherein the shift register, the serial-to-parallel converter, the comparator, and the DMD are provided in a monolithic integrated circuit.

【0041】(14) 走査変換器装置を形成する方法
で、入力装置から直列入力データの少なくとも一つのス
トリームを受け取り、直列データの前記ストリームを並
列データに変換し、前記並列データをDMDに送ること
により、DMDから光源が反射される時に、入力装置で
受けとった像と略同一に照射パターンが作り出されるこ
とを含む方法。
(14) In a method of forming a scan converter device, receiving at least one stream of serial input data from an input device, converting the stream of serial data to parallel data, and sending the parallel data to a DMD. Generating an illumination pattern substantially identical to the image received at the input device when the light source is reflected from the DMD.

【0042】(15) 本発明は走査変換器システムを
開示し、入力装置30から直列入力データの少なくとも
一つのストリームを受け取るシフトレジスタ32と、シ
フトレジスタ32に接続される直列から並列への変換器
34と、DMDから光源が反射される時に、入力装置で
受けとった像と略同一に照射パターンが作り出される直
列から並列への変換器34に接続されるDMD 36と
を含む。
(15) The present invention discloses a scan converter system, comprising a shift register 32 for receiving at least one stream of serial input data from an input device 30, and a serial to parallel converter connected to the shift register 32. And a DMD 36 connected to a serial-to-parallel converter 34 that produces an illumination pattern substantially identical to the image received at the input device when the light source is reflected from the DMD.

【0043】(C)著作権、*M*テキサス・インスツ
ルメンツ・インコーポレーテッド社1991年。この特
許文書の開示の一部分は、著作権及びマスク作業の保護
を受ける資料を含む。著作権及びマスク作業の所有権者
は、それが特許商標局の特許ファイル又は記録に現われ
る限り、特許文書又は特許開示が何者によってファクシ
ミリで再生されることにも異議を唱えないが、その他の
点では、如何なる形にせよ、全ての著作権及びマスク作
業の権利を保留する。
(C) Copyright, * M * Texas Instruments Inc., 1991. Portions of the disclosure of this patent document include material that is subject to copyright and masking operations. The owner of the copyright and masking work shall not dispute that any patent document or patent disclosure may be reproduced by facsimile as long as it appears in the Patent and Trademark Office's patent file or record, but otherwise , Reserves all copyright and mask work rights in any form.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のIR作像装置の図。FIG. 1 is a diagram of a conventional IR image forming apparatus.

【図2】高級なIR作像装置の電子部分のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the electronic part of a high-end IR imaging apparatus.

【図3】捩ればりDMDの図。FIG. 3 is a diagram of a twisted DMD.

【図4】種々の捩ればりDMDの丁番の例を示す平面
図。
FIG. 4 is a plan view showing examples of hinges of various twisted DMDs.

【図5】この発明の第1の好ましい実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a first preferred embodiment of the present invention.

【図6】パルス幅変調を用いたこの発明の第3の好まし
い実施例を示す図。
FIG. 6 illustrates a third preferred embodiment of the present invention using pulse width modulation.

【図7】図6に示した装置の一部分のブロック図。FIG. 7 is a block diagram of a part of the device shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

28 DMDチップ 30 IRセンサ装置 32 シフトレジスタ 34 直列から並列への変換器 36 DMD 28 DMD chip 30 IR sensor device 32 Shift register 34 Serial to parallel converter 36 DMD

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−124518(JP,A) 特開 平3−40693(JP,A) 特開 昭61−243480(JP,A) 米国特許4662746(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/08 G09G 3/34 H04N 5/335 Continuation of the front page (56) References JP-A-62-124518 (JP, A) JP-A-3-40693 (JP, A) JP-A-61-243480 (JP, A) US Patent 4,662,746 (US, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 26/08 G09G 3/34 H04N 5/335

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多重ビット値のデータ・ストリームを生
成する入力装置であって、個々の値は表示画素で表示さ
れる表示強度に対応し、 各々が前記入力装置からの多重ビット・データ・ストリ
ームの対応するビット位置からデータを受け取るように
結合された入力を有する複数のシフトレジスタと、 2値の重み付けをされたDMD配列であって、各々のD
MDは関連する複数のシフトレジスタの中の一つによっ
てアドレスされ、他の複数のシフトレジスタに対応する
他の関連するDMDと共同して、前記入力装置からのデ
ータ・ストリーム中の対応する値に応答した表示画素を
照射するように、当該対応するシフトレジスタからのデ
ータに応答して光源からの光を反射する、 ことを特徴とするディジタル変調されたDMDシステ
ム。
An input device for producing a data stream of multi-bit values, each value corresponding to a display intensity displayed at a display pixel, each of which being a multi-bit data stream from said input device. A plurality of shift registers having inputs coupled to receive data from corresponding bit positions of the D.D. and a binary weighted DMD array, wherein each D.D.
The MD is addressed by one of the associated shift registers and, in conjunction with the other associated DMDs corresponding to the other shift registers, produces the corresponding value in the data stream from the input device. A digitally modulated DMD system that reflects light from a light source in response to data from the corresponding shift register to illuminate the responded display pixel.
JP16916592A 1991-06-27 1992-06-26 DMD analog scan converter Expired - Fee Related JP3222205B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102357457B1 (en) * 2019-10-15 2022-02-04 (주)에스티아이 Substrate and substrate transper apparatus for transperring the same and substrate transper method using the same

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KR102357457B1 (en) * 2019-10-15 2022-02-04 (주)에스티아이 Substrate and substrate transper apparatus for transperring the same and substrate transper method using the same

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