專利名稱：應(yīng)用分離低通濾波結(jié)構(gòu)減小閃爍的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用液晶顯示器(LCD)的視頻系統(tǒng)的領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及在硅成像器上常規(guī)地應(yīng)用白液晶的視頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
硅上的液晶(LCOS)可以認(rèn)為是放置在硅晶片上的一個(gè)大液晶。硅晶片可以劃分為細(xì)微板的增量陣列。通過(guò)由每個(gè)細(xì)微板和公共板所產(chǎn)生的電場(chǎng)影響液晶的細(xì)微增量區(qū)。每個(gè)這種細(xì)微板和相對(duì)應(yīng)的液晶區(qū)一起稱為成像器單元。每個(gè)單元對(duì)應(yīng)于單個(gè)可控制的像素。每個(gè)細(xì)微板也是反射回單元的光的反射鏡。公共板電極設(shè)置在液晶的另一側(cè)上。
給在LCOS陣列的每側(cè)上的板電極輸送驅(qū)動(dòng)電壓。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)所屬的當(dāng)前優(yōu)選的LCOS系統(tǒng)中，公共板總是處于8伏特的電壓。在細(xì)微板陣列中每個(gè)其它的板在兩個(gè)電壓范圍中運(yùn)行。對(duì)于正圖形，電壓在0伏特和8伏特之間變化。對(duì)于負(fù)圖形，電壓在8伏特和16伏特之間變化。
輸送到成像器并由此輸送到每個(gè)成像器單元的光被場(chǎng)偏振。入射光入射在透明的公共電極上。每個(gè)液晶單元響應(yīng)通過(guò)板電極施加到該單元的電場(chǎng)的RMS值旋轉(zhuǎn)輸入的光偏振。一般地說(shuō)，該單元并不響應(yīng)所施加的電場(chǎng)的極性(正或負(fù))。相反，每個(gè)像素單元的亮度一般僅是入射在該單元上的光的偏振旋轉(zhuǎn)的函數(shù)。此外，每個(gè)單元的偏振旋轉(zhuǎn)是電場(chǎng)的非線性函數(shù)。在光從單元板反射之前和之后隨著光穿過(guò)液晶產(chǎn)生了給定單元的偏振旋轉(zhuǎn)。偏振的旋轉(zhuǎn)是能夠控制的。離開(kāi)成像器的光大致具有相同的強(qiáng)度，但具有不同的偏振。這可能取決于最終所需的強(qiáng)度。應(yīng)該注意，不希望成像器吸收光，因?yàn)樗赡茏兊锰珶?。成像器可能因吸收了某些寄生量而變熱?br> 如果相鄰的像素產(chǎn)生了不同的的亮度，則在對(duì)應(yīng)于相鄰的像素的2個(gè)單元板上必需存在不同的電壓。在相鄰單元板上的電壓不相等時(shí)，在它們之間存在電場(chǎng)，這種電場(chǎng)稱為邊緣場(chǎng)。邊緣場(chǎng)具有一些分量，其垂直于所需的場(chǎng)。這些正交的分量在相鄰的反射鏡之間的空間中不會(huì)造成問(wèn)題。但是，在該反射鏡之上的電場(chǎng)的正交分量具有使偏振旋轉(zhuǎn)變形的作用。變形導(dǎo)致了亮度的實(shí)質(zhì)性的局部增加。在像素是較暗時(shí)存在一個(gè)特別的問(wèn)題，但在像素被意欲是較亮的時(shí)候通常這個(gè)問(wèn)題不明顯，因?yàn)橄袼氐碾妷翰顒e不是很大，因此邊緣場(chǎng)沒(méi)有那么大。此外，對(duì)于暗像素，附加的亮度顯著得多。反差比在形成高質(zhì)量顯示方面也非常重要。非常重要的是實(shí)現(xiàn)足夠的黑色電平。相稱地需要更大的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)在常規(guī)的白色顯示中產(chǎn)生略微更暗的圖像。通常，即使兩個(gè)像素的亮度較低但亮度不相等，在相鄰像素之間需要較大的電壓差。這導(dǎo)致了主要的邊緣場(chǎng)，這種邊緣場(chǎng)產(chǎn)生由閃爍(sparkle)表示的可見(jiàn)的假像。由于邊緣場(chǎng)的可旋轉(zhuǎn)的作用，這種現(xiàn)象也稱為成像器的偏角誤差(declination error)。閃爍假像可能是紅色、藍(lán)色和/或綠色，但綠色通常是最醒目的顏色。
由于許多成像器的特殊的制造過(guò)程，水平相鄰的像素存在更大的邊緣場(chǎng)的問(wèn)題。因此，需要克服上述的閃爍問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，一種用于降低在液晶顯示器中相鄰像素的相互依賴性的電路包括將輸入信號(hào)分為具有至少一個(gè)高亮度信號(hào)和一個(gè)低亮度信號(hào)的多個(gè)信號(hào)的分解器、處理高亮度信號(hào)的延遲匹配電路、對(duì)在低亮度信號(hào)中的上升瞬態(tài)和下降瞬態(tài)進(jìn)行獨(dú)立地低通濾波的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)和將延遲的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供具有降低的閃爍假像的輸出信號(hào)的組合器。
在本發(fā)明的第二方面中，一用于降低在液晶顯示器中相鄰像素的相互依賴性的方法包括如下的步驟將輸入信號(hào)分為具有至少一個(gè)高亮度信號(hào)和一個(gè)低亮度信號(hào)的多個(gè)信號(hào)、對(duì)在低亮度信號(hào)中的上升瞬態(tài)和下降瞬態(tài)進(jìn)行獨(dú)立地低通濾波以降低相鄰像素的相互依賴性、將高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)延遲匹配以及將延遲匹配的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供具有降低的閃爍假像的輸出信號(hào)。


附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的分解器、帶有相關(guān)的延遲電路的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)和延遲匹配電路的方塊圖。
附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明在分離濾波器結(jié)構(gòu)中的延遲電路和低通濾波器的更加詳細(xì)的方塊圖。
附圖3所示為根據(jù)本發(fā)明在分離濾波器結(jié)構(gòu)中的低通濾波器的更加詳細(xì)的方塊圖。
附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明在分離濾波器結(jié)構(gòu)中的延遲電路和低通濾波器的另一更加詳細(xì)的方塊圖。
附圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的操作系統(tǒng)的曲線圖。
附圖6所示為本發(fā)明的方法的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述在相鄰像素為暗時(shí)降低在它們之間的亮度差值，但在它們?yōu)榱習(xí)r不降低亮度值，這就可以解決在前文所描述的閃爍問(wèn)題。在輸入中稱為分解器12的裝置將輸入信號(hào)分解為在電路10中使用的至少兩個(gè)信號(hào)以減小在如附圖1中所示的液晶顯示器中的閃爍或者偏角誤差。也可以認(rèn)為閃爍或者偏角誤差是稱為相鄰像素相互依賴性的更一般的現(xiàn)象的子集。應(yīng)該注意，本發(fā)明對(duì)于硅上的液晶(LCOS)顯示器特別有用。分解器12起輸入信號(hào)的鑒幅器的作用，該輸入信號(hào)優(yōu)選是8位的視頻信號(hào)，這種視頻信號(hào)優(yōu)選攜帶有一種色彩分量(紅色、綠色和藍(lán)色)所需的亮度值。
以如下的方式分解輸入信號(hào)在分解的或劃分的信號(hào)相加或結(jié)合回在一起時(shí)能夠獲得原始信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的方法使用分離低通濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)一步處理低通亮度部分(L)并延遲匹配高亮度部分(H)。優(yōu)選以具有三個(gè)不同的低通濾波器的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)處理低亮度部分。一個(gè)低通濾波器(參見(jiàn)LPF3)對(duì)暗運(yùn)行信號(hào)(dark gongingsignal)或瞬態(tài)起作用以延長(zhǎng)它的下降時(shí)間。另一低通濾波器(參見(jiàn)LPF1)作用在延遲的亮運(yùn)行信號(hào)或瞬態(tài)前頭以提前(anticipate)瞬態(tài)并更早地啟動(dòng)該變得更亮的信號(hào)。第三低通濾波器用于適當(dāng)?shù)乜刂普恼}沖的幅值。然后，經(jīng)處理的低的和高的亮度信號(hào)重新組合并發(fā)送到成像器。因此，改善的方法依賴于用于每種色彩(紅色、綠色和藍(lán)色)的一個(gè)分解器。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想內(nèi)分解器可以將輸入信號(hào)分為兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)分量。
分解器應(yīng)該具有至少兩個(gè)輸入。閾值輸入(T)和亮度輸入信號(hào)。閾值信號(hào)用于將亮度信號(hào)分為高亮度信號(hào)和低亮度信號(hào)。
再次參考附圖1，電路10包括分解器12，該分解器12將輸入信號(hào)分解為至少具有高亮度信號(hào)(H)和低亮度信號(hào)(L)的多個(gè)信號(hào)。在電路10中的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)25優(yōu)選包括在延遲電路18之后對(duì)暗運(yùn)行信號(hào)或瞬態(tài)起作用以延長(zhǎng)它的下降時(shí)間的低通濾波器19，并且包括作用在該延遲的亮運(yùn)行信號(hào)或瞬態(tài)前頭以提前瞬態(tài)并更早地啟動(dòng)該變亮的信號(hào)的另一低通濾波器20。分離低通濾波器結(jié)構(gòu)25還包括另一低通濾波器17和另一延遲電路16，其中這種濾波器通常選擇為具有對(duì)稱的線性相位響應(yīng)。最后，分離低通濾波器結(jié)構(gòu)25包括最大選擇器電路22，該最大選擇器電路22通過(guò)為每個(gè)視頻采樣選擇三個(gè)濾波器(20，17或19)輸出中的最大輸出來(lái)選擇或形成經(jīng)處理的低亮度信號(hào)。通過(guò)使用延遲匹配電路14僅僅延遲匹配高亮度信號(hào)(H)(以提供經(jīng)處理的高亮度信號(hào))并通過(guò)使用組合器或加法器電路24與經(jīng)處理的低亮度信號(hào)向回相加。
參考附圖2，詳細(xì)地示出了低通濾波器19和延遲電路18。附圖2所示為具有非遞增系數(shù)8/16、4/16、2/16、1/16和1/16的非對(duì)稱5-抽頭濾波器，所有的之前有通過(guò)使用延遲電路18形成的4個(gè)采樣周期的延遲。在脈沖的前沿上非遞增系數(shù)在獲得非降低響應(yīng)的過(guò)程中非常有用。在附圖2中所示的采樣延遲(18，32，34，36和37)(以及在附圖3&4中所示的那些采樣延遲)都使用Z變換符號(hào)，其中，例如Z-4是4個(gè)時(shí)鐘鎖存器延遲，而Z-1是1個(gè)時(shí)鐘延遲。低通濾波器進(jìn)一步優(yōu)選包括乘法器電路31、33和35以適當(dāng)?shù)貙?duì)在每個(gè)抽頭中的系數(shù)進(jìn)行加權(quán)。低通濾波器19進(jìn)一步包括將來(lái)自每個(gè)抽頭的信號(hào)進(jìn)行組合的組合器38和除法器39以對(duì)來(lái)自低通濾波器19的輸出進(jìn)行歸一化。
參考附圖3，更加詳細(xì)地示出了低通濾波器20。附圖3所示為具有非遞減系數(shù)1/16、1/16、2/16、4/16和8/16的非對(duì)稱5-抽頭濾波器，在脈沖的后沿上非遞減系數(shù)在獲得非增加響應(yīng)的過(guò)程中特別有用。低通濾波器20也包括采樣延遲42、44、46以及如圖所示的乘法器電路52、50和49以對(duì)每個(gè)抽頭的系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)丶訖?quán)。低通濾波器20進(jìn)一步包括將來(lái)自每個(gè)抽頭的信號(hào)進(jìn)行組合的組合器54和除法器56以對(duì)來(lái)自低通濾波器20的輸出進(jìn)行歸一化。
參考附圖4，更加詳細(xì)地示出了低通濾波器17和延遲電路16。附圖4所示為具有系數(shù)3/16、10/16和3/16的對(duì)稱3-抽頭濾波器，所有的這些抽頭前有通過(guò)使用延遲電路16形成的3個(gè)采樣周期的延遲。低通濾波器17也包括采樣延遲64、66以及如圖所示的乘法器電路68、70和72以對(duì)每個(gè)抽頭的系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)丶訖?quán)。低通濾波器17進(jìn)一步包括將來(lái)自每個(gè)抽頭的信號(hào)進(jìn)行組合的組合器74和除法器76以對(duì)來(lái)自低通濾波器17的輸出進(jìn)行歸一化。
參考附圖5，以曲線圖的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的操作實(shí)例。例如，將閾值設(shè)定為16。所有的脈沖都具有幅值30并且寬度從1個(gè)采樣變化到4個(gè)采樣。
參考附圖6，示出了減小在液晶顯示器中的閃爍的方法600的流程圖。方法600優(yōu)選包括如下的步驟在步驟602中將輸入信號(hào)分為具有至少一個(gè)高亮度信號(hào)和一個(gè)低亮度信號(hào)的多個(gè)信號(hào)、在步驟604中通過(guò)對(duì)在低亮度信號(hào)中的上升瞬態(tài)和下降瞬態(tài)進(jìn)行獨(dú)立地低通濾波來(lái)處理低亮度信號(hào)以提供經(jīng)處理的低亮度信號(hào)，以及在步驟606中將高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)延遲匹配，其中提前上升瞬態(tài)并延遲下降瞬態(tài)。這個(gè)處理過(guò)程也可以看作是對(duì)正脈沖的脈沖加寬(或者使負(fù)脈沖的脈沖變窄)以根據(jù)需要減小磁偏角誤差。這也可以看作改變?cè)诘土炼刃盘?hào)的上升沿和下降沿的形狀。方法600進(jìn)一步包括將延遲匹配的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供具有降低的閃爍假像的輸出信號(hào)。在將低亮度信號(hào)分解為兩個(gè)信號(hào)的情況下，低通濾波步驟604可以包括如下的步驟根據(jù)第一濾波率(filtering rate)對(duì)低亮度信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第一濾波值、延遲匹配低亮度信號(hào)并根據(jù)第二濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第二濾波值以及選擇第一或第二濾波的值中的最大值作為在組合步驟中使用的濾波輸出?？商鎿Q的是，在將低亮度信號(hào)分解為三個(gè)信號(hào)的情況下，低通濾波步驟604可以包括如下的步驟根據(jù)第一濾波率對(duì)低亮度信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第一濾波值、延遲匹配低亮度信號(hào)并根據(jù)第二濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第二濾波值、延遲匹配低亮度信號(hào)并根據(jù)第三濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第三濾波值以及選擇在第一、第二或第三濾波的值中的最大值作為在組合步驟中使用的濾波輸出。
雖然結(jié)合在此所公開(kāi)的實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是前述的描述僅是實(shí)例性的，并不對(duì)如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種用于降低在液晶顯示器中相鄰像素的相互依賴性的電路包括將輸入信號(hào)分為具有至少一個(gè)高亮度信號(hào)(H)和一個(gè)低亮度信號(hào)(L)的多個(gè)信號(hào)的分解器(12)；對(duì)在所說(shuō)的低亮度信號(hào)中的上升瞬態(tài)和下降瞬態(tài)進(jìn)行獨(dú)立地低通濾波以減少相鄰像素相互依賴的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)(25)；用于該高亮度信號(hào)的延遲匹配電路(14)；以及將延遲的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供具有降低的閃爍假像的輸出信號(hào)的裝置(24)。
2.權(quán)利要求1所述的電路，其中分離低通濾波器結(jié)構(gòu)(25)包括至少兩個(gè)低通濾波器(17，19，20)、至少一個(gè)相關(guān)的延遲電路(16，18)和最大選擇器電路(22)。
3.權(quán)利要求2所述的電路，其中所述至少兩個(gè)低通濾波器和至少一個(gè)相關(guān)的延遲電路包括第一低通濾波器電路(20)、帶有相關(guān)的延遲電路(16)的第二低通濾波器電路(17)和帶有另一相關(guān)的延遲電路(18)的第三低通濾波器電路(19)，其中最大選擇器電路(22)選擇第一、第二和第三低通濾波器電路中的最大值。
4.權(quán)利要求3所述的電路，其中第二低通濾波器電路(17)是對(duì)稱的，具有線性相位響應(yīng)。
5.權(quán)利要求1所述的電路，其中液晶顯示器是硅上的液晶(LCOS)顯示器。
6.權(quán)利要求3所述的電路，其中第三低通濾波器電路(19)包括具有系數(shù)8/16、4/16、2/16、1/16和1/16的非對(duì)稱5-抽頭濾波器，之前具有4個(gè)采樣周期的延遲。
7.權(quán)利要求3所述的電路，其中第一低通濾波器電路(20)包括具有系數(shù)1/16、1/16、2/16、4/16和8/16的非對(duì)稱5-抽頭濾波器。
8.權(quán)利要求3所述的電路，其中第二低通濾波器電路(17)包括具有系數(shù)3/16、10/16和3/16的對(duì)稱3-抽頭濾波器，之前具有3個(gè)采樣周期的延遲。
9.一種降低在液晶顯示器中相鄰像素的相互依賴性的方法，包括如下的步驟將輸入信號(hào)分為至少一個(gè)高亮度信號(hào)和一個(gè)低亮度信號(hào)(602)；對(duì)在所說(shuō)的低亮度信號(hào)中的上升瞬態(tài)和下降瞬態(tài)進(jìn)行獨(dú)立地低通濾波以降低相鄰像素的相互依賴性(604)；將高亮度信號(hào)與所說(shuō)的濾波的低亮度信號(hào)延遲匹配(606)；以及將延遲匹配的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供具有降低的閃爍假像的輸出信號(hào)(608)。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所說(shuō)的低通濾波步驟包括如下的步驟根據(jù)第一濾波率對(duì)所說(shuō)的低亮度信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第一濾波值；延遲匹配所說(shuō)的低亮度信號(hào)并根據(jù)第二濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第二濾波值；以及選擇所說(shuō)的第一或第二濾波的值的最大值作為在所說(shuō)的組合步驟中使用的濾波輸出。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中其中所說(shuō)的低通濾波步驟包括如下的步驟根據(jù)第一濾波率對(duì)所說(shuō)的低亮度信號(hào)進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第一濾波值；延遲匹配所說(shuō)的低亮度信號(hào)并根據(jù)第二濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第二濾波值；延遲匹配所說(shuō)的低亮度信號(hào)并根據(jù)第三濾波率對(duì)其進(jìn)行低通濾波以產(chǎn)生第三濾波值；以及選擇所說(shuō)的第一、第二或第三濾波的值的最大值作為在所說(shuō)的組合步驟中使用的濾波輸出。
12.權(quán)利要求9所述的方法，其中所說(shuō)的低通濾波步驟包括改變所說(shuō)的低亮度信號(hào)的上升和下降脈沖沿的形狀的步驟。
全文摘要
一種用于降低在液晶顯示器中由相鄰像素的相互依賴性引起的誤差的電路(10)包括將輸入信號(hào)分為具有至少一個(gè)高亮度信號(hào)(H)和一個(gè)低亮度信號(hào)(L)的多個(gè)信號(hào)的分解器(12)、用于該高亮度信號(hào)的延遲匹配電路(14)、用于低亮度信號(hào)的分離低通濾波器結(jié)構(gòu)(25)和將延遲匹配的高亮度信號(hào)與濾波的低亮度信號(hào)組合以提供輸出的組合器(24)，其中輸出信號(hào)具有降低的閃爍。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1440019SQ031061
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者D·H·維利斯 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司