JPH06109999A - Analogue scanning converter of dmd - Google Patents
Analogue scanning converter of dmdInfo
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- JPH06109999A JPH06109999A JP4169165A JP16916592A JPH06109999A JP H06109999 A JPH06109999 A JP H06109999A JP 4169165 A JP4169165 A JP 4169165A JP 16916592 A JP16916592 A JP 16916592A JP H06109999 A JPH06109999 A JP H06109999A
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- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
Description
【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 This invention relates generally to analog scan converters, and more particularly to constructing analog scan converters using deformable mirror devices (DMDs).
【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 Without intending to limit the scope of this invention, its background will be described in connection with systems utilizing IR sensors. Conventional devices that rely on linear IR sensors are being replaced with systems using multi-line sensors. These sensors have higher resolution and S /
The N-ratio aggregates are correspondingly higher, which reduces the problems associated with aliasing. Normally, these sensors have only the number of pixels required to scan the vertical dimension of the scene due to the complexity of manufacturing. The scene data sent out by shifting from these vertical sensors is naturally in the form of a vertical raster. However, the human eye is accustomed to seeing horizontal raster images. Therefore, such sensors generally require a scan converter to recreate the IR image in the visible region for human viewing. Typical, high dynamic range digital scan converters for accomplishing this task are expensive, bulky, heavy and consume a significant amount of 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。DMDs have several attractive features. The mirror element has a high reflectivity over a wide optical bandwidth. Therefore, light modulation from UV to IR can be performed.
Pixel response times are typically 10-20 μs and pixels can be operated in analog or digital modes. DMD by simple structural modification of the mirror
Can act as either an amplitude-dominant or phase-dominant modulator. DMDs can also be fabricated monolithically on low voltage, high density address circuits. The low power consumption of DMDs allows high frame rates (typically 5kHz and above) 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 numerous DMD pixel structures, each designed for a particular application. They can be distinguished by deformation modes such as twist 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, a shift register receiving at least one stream of serial input data from an input device, and a serial to parallel connected to the shift register. And the DMD connected to the series to parallel converter,
The DMD produces an illumination pattern that is substantially the same as the image received at the input device when the light source is reflected from the DMD. The DMD images to a 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 so. Alternatively, the DMD can be imaged on the back side of the scanning mirror and the image from the back side of the mirror can be optically projected to produce an image that is nearly identical to the image received at the input device. The DMD is preferably a torsion beam DMD. Examples of input devices are IR sensors or computers. The shift register, serial to parallel converter and DMD are preferably 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 invention is also a scan converter system in which 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 coupled to the shift register. And at least one comparator whose input is connected to the output of the converter from series to parallel and whose other input is connected to the lamp voltage, and at least one DMD which is connected to the comparator, from the DMD to the light source. It provides a DMD that, when reflected, produces an illumination pattern that is substantially the same as the image received at the input device.
The comparator is a ramp comparator, shift register, serial to parallel converter, comparator and DM
Preferably D is 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 stream of serial data to parallel data, and DMD the parallel data. To produce an illumination pattern that is substantially the same as the image received at the input device when the light source is reflected from the DMD.
【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。Referring now to the drawings, in which like reference numerals and characters refer to like parts throughout the drawings throughout, unless otherwise specified.
【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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT In a conventional IR system (FIG. 1), the input image 10 is focused by suitable optics 24 into the plane of an IR detector 12 configured as a row of discrete pixels. Of course, only one row of the image 10 can be detected at a predetermined time. Thus, one element of the imager is a mirror 14 that is pivotally mounted about its central axis, and by appropriately rotating the mirror 14, any desired row of the image 10 is directed to the detector 12. 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 signals from each individual sensor element in detector 12 are connected to separate light emitting elements (typically LEDs) on linear array 16. This array 16
Visible light emitted by the mirror 14 is reflected by the backside 18 of the scanning mirror 14, and an observer 20 viewing the backside 18 of the mirror through a suitable optical system 22 views the scene 10 with the mirror 14 over the IR detector 12. When scanning, watch the input IR scene 10 play. Each individual connection path typically includes an amplifier which adjusts offset and linearity to compensate for pixel-to-pixel sensitivity and emission variations in both the detector and the emissive element. You can do it.
【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。High-end IR sensors are usually composed of a plurality of rows of pixel elements rather than one row. By adding much more pixel elements to each detector, the number of output connections becomes very large. Such interconnects are often the cause of yield loss during manufacturing and field failures. Therefore, these high-end sensors often give priority to the serial shift register output for each column of pixels and discard the parallel pixel output. Connecting such a series output to an array of LEDs requires a complex arrangement, such as a monolithic LED board, which can either be a series-to-parallel converter or a separate series-to-parallel converter chip. It requires a complex hybrid substrate with a large number of single row LED arrays packaged on top of it. These types of cost-effective LED arrays are beyond the current state of the art, thus necessitating different types of displays. A canonical solution is shown in FIG. 2, which was to digitize multiple parallel or serial outputs 72 of a multi-line IR sensor 74 and store them in a digital video memory 70. Thereafter, the video memory 70 is read in series to drive the CRT display 76, or 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 described below, the twist D
You can use MD. As shown in FIGS. 3 and 4, a twisted DMD pixel generally has a thick reflective beam 50 suspended above an air gap / spacer 52 and a sturdy support with two thin tensioned twist hinges 56 under tension. Alternatively, it is configured to be connected to the support layer 54. Address electrode 5 under beam 50
When 8 is biased, 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 in 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。First to the display problem of high-end IR devices
The solution according to the preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
The DMD chip 28 has an IR sensor device 3 having a chip structure.
It can be made to be almost the opposite of the structure of 0. Multiple analog serial shift registers 32 may be made on chip 28 or, if desired, may be external to the DMD chip. Its number and length should match the number and length of the output shift registers in the IR sensor device 30. Each shift register 32 preferably feeds through a series to parallel converter 34 to as many DMD pixels 36 as there are feeds from the corresponding shift register in IR device 30. Each DMD pixel 36 (possibly apart from the overall scale factor)
It can be an array similar to the array of pixels of R device 30. Thus, the visible (or other wavelength) light source reflected from the DMD produces almost the same illumination pattern as was incident on the 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 the second preferred embodiment, the reconstructed image is projected onto the backside 18 of the scanning mirror 14 shown in FIG. 1 and is visible in reflection from it. 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。Intensity can be encoded in the reflected image in several ways. One method is analog modulation. If the outputs of the DMD's analog shift register / serial to parallel converters 32, 34 are directly connected to the address electrodes below the pixel 36, each pixel 3
The deflection of 6 is proportional to the analog signal and therefore to the intensity of the input IR light. Using this degree of tilt of the DMD,
Analog light modulation is usually performed by using a dark field optical system.
【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 so that the light reflected from the fully tilted DMD pixel is completely within the aperture of the display optics. The optical system is designed with a limited aperture so that the light reflected from the non-deflected pixels is completely outside this aperture. 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 reproduced based on analog modulation is related to the linearity and uniformity of the tilt angle of the DMD pixels and 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 slope comparator amplifier 38 (or the same). Any functional comparator type circuit) can be placed between the output of each shift register / serial to parallel converter 32, 34 and the corresponding address electrode of the 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 series-to-parallel conversion, three things happen, 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 to provide the pixel at each pixel 36 location. The drive amplifier 42 is switched on to drive each pixel 36 to a fully tilted position, and the voltage common to the other input 44 of all comparators is detected from the lowest shift register signal level that can be detected. Start the ramp 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。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38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 scanline time is complete. The output of the comparator 38 is connected to the input of the pixel drive amplifier 42 so that when each comparator 38 toggles, the output of the associated pixel drive amplifier 42 drops to zero and the associated DMD pixel 36 tilts. Try to return to the state where it is not. Thus, the amount of time a given pixel spends tilting during one scan line time (and thus the amount of light that this pixel provides to the display image during this scan line time) is calculated from the shift register / series. 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 it is desired to have a separate display device (ie a display device which does not rely on the scanning performed by the back side of the input scanning mirror), either modulation scheme is used to mimic the operation of a digital scan converter. You can 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 scanline time, CC
The charge generated in D can be shifted down one row in a manner similar to systole of the heart. The entire input image is CC
This sequence is advanced through the video frame time until it is stored in D. When that happens, the CCD can be read directly into the video of the CRT or other display device. The DMD can be imaged on the CCD in various ways. Multiple DMDs and CCDs can be combined and their outputs electronically manipulated 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 in, for example, a CCD or digital frame memory. The serial analog data stream may be taken directly from the CCD or taken from the frame memory via a digital-to-analog converter, but with IR detection initially. It is input to the analog shift register described as being supplied from the device. After this, normal IR
The scanning mirror is driven in the same way as the scanning mirror of the device 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
線時間の始めに作動される。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 preferable,
It is easy to use the DMD in digital mode. This digital mode requires the production of a unique DMD similar in structure to that described above. N
For a digital data stream with bit resolution, make N input shift registers in a linear DMD. Each shift register represents a digital bit of different resolution, most significant bit to least significant bit. Each shift register directly addresses its own row of DMD elements. The elements in each row are activated at the beginning of each scan line time. The most significant bitline is turned off in the middle of the scanline time, the next most significant at 1/4 of the scanline time, the third at 1/8 and so on. Thus, each pixel in each row of the image is illuminated by N pixels, each pixel illuminating for a period proportional to its weight in the binary sum. Thus, the total N
The binary light amplitude of the bit 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 weighting can be more easily realized by spatial weighting rather than temporal weighting. As previously mentioned, an 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. Next, say 16 pieces. This method does not require temporal resolution of less than scan line time because it weights the given percentage of irradiation 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 pixel 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 with the proper optics to act as a scan converter with reduced size, weight, cost and power budgets.
Further, the resulting DMD device, regardless of its source, can be displayed for viewing any stored digital image or analog data stream.
【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。Above, some preferred embodiments have been described in detail. It should be understood that the scope of the present invention includes embodiments different from the ones described so far, which are also included in the scope of the claims. For example, the input device is IR
Although mentioned 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 DMD may be used to display the image directly, or it may be sent to another detector for manipulation prior to display. In interpreting the scope of this invention, it is to be understood that the words used are not intended to be exhaustive in all cases.
【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 present invention has been described with reference to embodiments, this description should not be construed as limiting the invention.
From the above description, those skilled in the art can easily think of various modifications of the embodiment and other embodiments of the present invention. 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 will be further disclosed. (1) At least one of serial input data from the input device
A shift register for receiving 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 in which an illumination pattern is created that is 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 item (1),
A device in which a detector processes an image from a DMD so that the image is output from the detector in a different order than when the image was 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 series-to-parallel converter connected to the shift register, and at least one comparator. An input of the comparator is connected to an output of the converter from the series to parallel, and another input is a comparator connected to a ramp voltage and at least one DMD connected to the comparator, A DM that produces an illumination pattern that is substantially the same as the image received by the input device when the light source is reflected.
A scan converter device including D.
【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 item (3),
A device 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 device as described in the item (1) or (3), in which 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 device described in the item (5),
A device whose 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 device described in item (5),
A device in which a detector processes an image from a DMD so that the image is output from the detector in a different order than when the image was 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 device described in (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 device described in the item (3), in which 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) The device described in the item (9), wherein the image from the back side of the mirror is optically projected to produce an image substantially the same as 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 item (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) In the device described in (1) or (3), 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 device according to item (1) or (3), wherein the shift register, the serial-to-parallel converter, the comparator and the DMD are 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) 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 in a method of forming a scan converter device. According to which, when the light source is reflected from the DMD, an illumination pattern is created that is approximately the same as the image received at the input device.
【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, wherein a shift register 32 receives 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. 34, and a DMD 36 connected to a series-to-parallel converter 34 that produces an illumination pattern that is substantially the same as 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 Incorporated, 1991. A portion of the disclosure of this patent document contains material which is subject to copyright and masking protection. The owner of the copyright and mask work does not object to the facsimile reproduction of the patent document or the patent disclosure by anyone, as long as it appears in the Patent and Trademark Office patent file or record, but otherwise. , Reserve all copyrights and masking rights in any form.
【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 an electronic portion of a high-class IR image forming device.
【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 an example 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 is a diagram showing 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。7 is a block diagram of a portion of the apparatus shown in FIG.
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
Claims (1)
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。1. A shift register for receiving at least one stream of serial input data from an input device, a serial-to-parallel converter connected to the shift register, and a serial-to-parallel converter. A DMD, which is a DMD, wherein a DMD produces an illumination pattern substantially the same as the image received by the input device when a light source is reflected from the DMD.
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US722721 | 1991-06-27 |
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1992
- 1992-06-24 CN CN92105161A patent/CN1030345C/en not_active Expired - Fee Related
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |