專利名稱：包括多個層疊顯示器件的液晶顯示單元和系統(tǒng)及驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)單元和LCD系統(tǒng)，尤其涉及一 種包括層疊LCD器件的LCD單元和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種用于驅(qū) 動這種LCD單元或LCD系統(tǒng)的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
LCD單元具有低電力消耗和高分辨率的優(yōu)點，因而從便攜式蜂窩 電話到大屏幕監(jiān)視器TV都使用它。在暗環(huán)境中，LCD器件或LCD單 元中單單LCD面板的對比度最高大約為1000: 1，因而比CRT(陰極 射線管)或放電型顯示面板如PDP (等離子體顯示面板)、FED (場發(fā) 射型顯示器)和SED (表面導(dǎo)電電子發(fā)射極顯示器)的對比度差。例 如，類似于LCD單元一般用作監(jiān)視器TV的PDP具有3000: 1的對比 度。因而，LCD單元具有下述問題，即當(dāng)使用在暗部分中具有充分表 現(xiàn)能力的視頻源如電影來在LCD單元上顯示圖像時，在現(xiàn)場存在不充 分的感覺。為了解決上述問題，提出了一種技術(shù)，該技術(shù)不提高LCD單元本 身的對比度，該技術(shù)根據(jù)將要顯示的圖像來控制LCD單元的背光的強(qiáng) 度，從而整體提高LCD.單元的對比度c然而，在具有面發(fā)射光源的LCD 單元中， 一般使用具有較窄動態(tài)范圍的亮度的冷陰極管作為背光源。 即使根據(jù)將要顯示的圖像來控制背光單元的光強(qiáng)度，這種較窄的動態(tài) 范圍將LCD單元的對比度最多限制在2000: l到3000: l的范圍中。
此外，因為冷陰極管是棒形或圓柱形的，所以如果圖像在相同屏幕上 同時包含較高亮度部分和較低亮度部分，則就不能控制光強(qiáng)度。這限 制了通過背光的亮度控制來提高對比度。更具體地說，如果考慮到較 低亮度部分的再現(xiàn)性而特別地控制具有較高和較低亮度部分的圖像， 則就會降低有效對比度。為了不招致上述問題， 一般需要強(qiáng)烈升高LCD單元中LCD面板 本身的對比度。然而，如前面所述，即使提高LCD面板本身的對比度， LCD面板本身的對比度也最多大約為1000 : 1 。專利公開 No.JP-1989-102233A和JP-1984-189625A描述了一種不必顯著提高 LCD面板本身對比度來大大提高LCD單元對比度的技術(shù)。在該技術(shù)中， 多個LCD面板或LCD器件被疊置在LCD單元中，由此減小暗亮度， 從而提高了 LCD單元的整體對比度。圖12顯示了包括疊置的兩個LCD面板(LCD器件)的LCD單元 的結(jié)構(gòu)。從光入射側(cè)看時，LCD單元900包括偏振膜901、 LCD面板 941、偏振膜902、 LCD面板942和偏振膜903。 LCD面板941包括扭 曲向列模式(TN模式)液晶(LC)層931、和每個都在靠近LCD層 931的透明基板表面上具有透明電極921以及922的一對透明基板911 和912。 LCD面板942包括TN模式LC層932、和每個都在靠近LCD 層932的透明基板表面上具有透明電極923以及924的一對透明基板 913和914。透明電極921和923是從驅(qū)動電路951供給驅(qū)動信號的像 素電極，而透明電極922和924是共用電極。LCD單元的該結(jié)構(gòu)將對 比度從大約10: 1或15: 1提高到大約100: 1。包含三個具有類似結(jié) 構(gòu)的LCD面板的LCD單元具有大約1000: 1的對比度。簡言之，具 有多個LCD面板的LCD單元具有超過由單個LCD面板獲得的對比度 極限的對比度。在JP-1989-10223A中描述的LCD單元中，通過使用從單個視頻 源供給的相同驅(qū)動信號驅(qū)動兩個LCD面板941和942，從而獲得較高
的對比度。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在從傾斜于LCD面板的垂線的傾斜方向上 觀看顯示單元時，在厚度方向上看到的LCD面板931與LCD面板932 之間的距離在它們之間提供了位置偏差。由于反常圖像和雙線圖像， 位置偏差導(dǎo)致了在傾斜方向上觀看LCD單元的觀看者的不舒服的感 覺。此外，還存在下述情形，其中光在傾斜方向上在不同位置或不同 濾色器處穿過兩個LCD面板，由此減小了亮度，降低了觀看者觀看圖 像的可視性。發(fā)明內(nèi)容鑒于常規(guī)技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種LCD單元 和LCD系統(tǒng)，其包括疊置的多個LCD面板，并且向在傾斜觀看方向 上觀看LCD單元的觀看者提供了提高的可視性。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于驅(qū)動本發(fā)明的LCD單元或 LCD系統(tǒng)的驅(qū)動電路。在第一個方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包 括顯示彩色圖像并包括疊置的多個(n個)LCD面板的LCD單元； 和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動所述 LCD單元，所述多個LCD面板包括包含濾色器層的第一 LCD面板；和不 包含濾色器層的第二 LCD面板，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸 入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二 LCD面板輸出單色圖 像數(shù)據(jù)，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像 素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一 灰度級，所述第一灰度級對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像 素的原始灰度級；以及彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單
色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)從而將該彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到第一 LCD面板。在第二個方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(LCD)器件，包 括LCD單元，顯示彩色圖像并包含至少一個LCD面板和由點矩陣驅(qū) 動方案驅(qū)動的光源；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，接收輸入圖像數(shù)據(jù)從而 產(chǎn)生用于驅(qū)動LCD單元的輸出圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖 像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到光源，該單色 圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射， 對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，所述第 一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中確定的所述第二像素的原始灰度 級；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn) 生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到LCD面板，光源根據(jù)單 色圖像數(shù)據(jù)來控制LCD面板中每個像素點的亮度。在第三個方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包 括包含疊置的多個LCD面板的LCD單元；和圖像數(shù)據(jù)處理單元， 用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動LCD單元，多個LCD面板包括都不包含濾色器層的第一LCD面板和第二 LCD面板，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù) 據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到第二LCD面板，該 單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透 射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，該 第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級； 和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩
色圖像數(shù)據(jù)，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到第一LCD面板。在第四個方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包 括包含疊置的多個(n個)LCD面板的LCD單元；用于根據(jù)圖像源 產(chǎn)生中間圖像數(shù)據(jù)的圖像源單元；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù) 中間圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)從而驅(qū)動LCD單元的，該多個LCD面板包括包含濾色器層的第一LCD面板和不包含 濾色器層的第二LCD面板。圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù) 據(jù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到第二LCD面板， 該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全 透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級， 該第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度 級；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn) 生彩色圖像數(shù)據(jù)的，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出給第一 LCD面板。在第五個方面中，本發(fā)明提供了一種用于驅(qū)動液晶顯示(LCD) 單元的驅(qū)動電路，該液晶顯示單元包括從LCD單元的光發(fā)射側(cè)按下述 順序設(shè)置的第一LCD器件、第二LCD器件和光源，該第一LCD器件 包括夾在一對第一偏振膜之間的第一 LCD面板，該第二 LCD器件包 括夾在一對第二偏振膜之間的第二 LCD面板，靠近第二 LCD面板的 一個第一偏振膜和靠近第一 LCD面板的一個第二偏振膜具有彼此平行 的光軸，或者由共用的偏振膜構(gòu)成，其中該驅(qū)動電路包括用于接收穿過其中的輸入圖像數(shù)據(jù)的單個輸入 端口組；圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的圖像處理運算來產(chǎn) 生兩組輸出圖像數(shù)據(jù)；和兩個輸出端口組，用于傳送穿過其中的分別 用于驅(qū)動第一和第二LCD器件的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。 參照附圖，本發(fā)明上述和其他的目的、特征和優(yōu)點將從下面的描 述更加顯而易見。


圖1是按照本發(fā)明第一個示例性實施例的LCD系統(tǒng)的方塊圖； 圖2是屈1的LCD系統(tǒng)中的LCD單元的示意性截面圖； 圖3是顯示圖2的LCD單元和在LCD單元內(nèi)傳播的光的解釋性 截面圖；圖4A和4B是分別顯示在兩個LCD面板和單個LCD面板的情形中色度與透射率之間的關(guān)系的曲線；圖5是設(shè)置在圖1的LCD系統(tǒng)中的信號處理器的功能性方塊圖； 圖6是按照本發(fā)明第二個示例性實施例的LCD系統(tǒng)中的LCD單元的截面圖；圖7是從第一個示例性實施例的LCD單元修改而得到的LCD單 元的方塊圖；圖8A和8B分別顯示了在屏幕上平均處理的明亮區(qū)域和范圍。 圖9是通過加權(quán)平均處理而獲得的屏幕上的圖像的一個例子； 圖IOA到IOC每個都顯示了屏幕上的明亮區(qū)域的圖像，其中圖10A顯示了原始圖像的亮度，圖10B顯示了通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均而獲得的亮度，圖10C顯示了通過加權(quán)平均和隨后的直方圖裁減及放大而獲得的亮度；圖11顯示了原始亮度分布和通過對原始亮度進(jìn)行平均處理而獲得的亮度分布的曲線；圖12是包括兩個LCD面板的常規(guī)LCD單元的示意性截面圖。具體實施例現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1顯示了按照本發(fā)明第一個示例性實施例的LCD系統(tǒng)。 一般由 數(shù)字100表示的LCD系統(tǒng)包括通過信號電纜120到122連接在一起的
圖像源單元117、圖像數(shù)據(jù)處理單元105和LCD單元116。圖像源117包括圖像源101和發(fā)射器102。發(fā)射器102將從圖像 源101供給的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或變換為適于發(fā)射的視頻信號，并將其傳 輸?shù)綀D像數(shù)據(jù)處理單元105。發(fā)射器102例如由Xilinc公司提供的 THC63DV164 (商標(biāo))構(gòu)成。發(fā)射器102將從圖像源101輸出的并行數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為串行信號，并通過通訊電纜將該串行信號傳輸?shù)綀D像數(shù)據(jù)處 理單元105。發(fā)射器120可以是任何類型的接口，如用于個人計算機(jī)的接口， 只要發(fā)射器能傳送一般的DVI輸出就行。圖像源單元117可以是提供 DVI輸出的個人計算機(jī)。信號傳輸可以使用除DVI格式之外的其他任 何格式，如模擬或數(shù)字信號格式，只要其能在發(fā)射器102和接收器103 之間交換就行。圖像數(shù)據(jù)處理單元105包括接收器103、局部存儲器104、緩沖存 儲器106和109、發(fā)射器107和108、定時控制器IIO和信號處理器118。 LCD單元116包括兩個或多個LCD面板和光源115。圖像數(shù)據(jù)處理單 元105對從圖像源單元117傳送的圖像信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生用于 驅(qū)動LCD單元116中的LCD面板113和114的驅(qū)動信號。由圖像數(shù) 據(jù)處理單元105產(chǎn)生的信號分別通過信號電纜121和122傳送到LCD 器件113和114中的驅(qū)動電纜111、 112。圖像數(shù)據(jù)處理單元105可以是Xilinc公司提供的Spartan-3E (商 標(biāo))顯示方案板(display solution board)，其與構(gòu)成接收器103的DVI 1/F板連接。圖像數(shù)據(jù)處理單元105的其他方塊由Spartaii-3E顯示方案 板構(gòu)成，其中通過設(shè)置在該板中的FPGA芯片(Spartan-3E)構(gòu)成圖像 處理器118。從發(fā)射器107和108傳送的信號例如是LCD面板的LVDS 格式的。之后將討論圖像數(shù)據(jù)處理單元105中進(jìn)行的圖像處理的細(xì)節(jié)。LCD單元116包括疊置的第一LCD器件113和第二LCD器件114、 和設(shè)置在遠(yuǎn)離觀看者的LCD單元116后側(cè)上的背光源115。第一 LCD 器件113包括彩色LCD面板，第二LCD器件114包括單色LCD面板。 圖像數(shù)據(jù)處理單元105給第一 LCD器件113的驅(qū)動電路111和第二 LCD器件114的驅(qū)動電路112提供不同的視頻信號。這些器件113、 114分別由輸入到驅(qū)動電路111、 112的驅(qū)動信號驅(qū)動。圖2顯示了 LCD單元116的截面結(jié)構(gòu)。LCD單元116包括從LCD 單元116的光發(fā)射側(cè)或前側(cè)按下述順序設(shè)置的偏振膜201、透明基板211、 濾色器層251、取向膜221、 LC層231、取向膜222、透明基板212、 偏振膜202、偏振膜203、透明基板213、取向膜223、 LC層232、 取向膜224、透明基板214、和偏振膜204。在下文中，為了描述簡便， 透明基板211、濾色器層251、取向膜221、 LC層231、取向膜222和 透明基板212的組合被稱作第一 LCD面板261，而與LCD面板261相 關(guān)聯(lián)的LCD面板261、偏振膜201和偏振膜202的組合被稱作第一 LCD 器件113。類似地，透明基板213、取向膜223、 LC層232、取向膜224 和透明基板214的組合被稱作第二 LCD面板262，而與LCD面板262 相關(guān)聯(lián)的LCD面板262、偏振膜203和偏振膜204的組合被稱作第二 LCD器件114。圖2中所示的面發(fā)射光源241對應(yīng)于圖1中的光源115。面發(fā)射 光源241照射第一 LCD器件113和第二 LCD器件114的后側(cè)。從面 發(fā)射光源241發(fā)射的光穿過第二LCD器件114和第一LCD器件113， 從而被LCD單元116前側(cè)的觀看者觀看到。對第一和第二 LCD器件 113、 114上的光透射率進(jìn)行控制使得觀看者在LCD單元116的屏幕上 觀看到圖像。在透明基板212靠近LCD層231的表面上，與各個三端控制器件 如TFT相關(guān)聯(lián)地形成電極陣列。像素電極和相應(yīng)的TFT —起構(gòu)成像素。 LCD器件是橫向電場模式如面內(nèi)切換(IPS)模式的，其中每個像素都 包括用于在LC層中產(chǎn)生橫向電場的梳齒狀像素電極和梳齒狀共用電 極。在濾色器層251中，條形的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B) 濾色器如此設(shè)置，即單個像素都包括含有R、 G和B條的三個子像素 (點)。在下文中將描述用于制造LCD器件的工序。在上面設(shè)置有電極陣 列的透明基板211的表面上形成取向膜221，而在上面形成有濾色器層 251的透明基板212的表面上形成取向膜222。然后取向膜221、 222 經(jīng)過取向處理如摩擦處理。如此組裝透明基板211、 212，從而使得形 成在透明基板上的取向膜彼此相對并且彼此之間具有間隙，且取向處 理的方向彼此平行。然后用Merck公司提供的ZLI4792 (商標(biāo))的液晶 填充上述間隙，由此獲得了第一 LCD面板261。將使用從NittoDenko 公司提供的SEG1224 (商標(biāo))的偏振膜201和偏振膜202附著到LCD 面板261上，從而在它們之間夾入LCD面板261，由此獲得了第一 LCD 器件113。在該步驟中，偏振膜201、 202如此設(shè)置，從而使得它們的 光透射軸或吸收軸彼此垂直，且其中一個偏振膜的光透射軸或吸收軸 平行于LC層的取向方向。除了透明基板213不包括濾色器層之外，與第一 LCD面板261類 似地制造第二 LCD面板262。在透明基板214靠近LC層232的一側(cè) 上與各個TFT相關(guān)聯(lián)地形成電極陣列。此外，由于在第二 LCD面板 262上沒有濾色器層，所以第二 LCD面板262的像素不包括子像素。 可選擇地，第二 LCD面板262具有尺寸對應(yīng)于第一 LCD面板261中 的子像素尺寸的像素。第二 LCD面板262被夾在偏振膜203、 204之 間，其設(shè)置類似于第一LCD器件113，從而獲得了第二LCD器件114。然后將如此制造的第一LCD器件113和第二LCD器件114疊置， 從而獲得LCD單元116。在該步驟中，面發(fā)射光源241被設(shè)置在LCD 單元116的后側(cè)上，并且LCD器件113、 114的取向方向彼此平行或 垂直。此外，偏振膜202、 203的光透射軸或吸收軸彼此大致平行，從
而穿過偏振膜203的光盡可能多地穿過偏振膜202。在兩個LCD器件113、114中，LCD單元116包括單個偏振膜251， 由此在傾斜觀看方向上觀察的觀看者不會看到雙色層，因而不會感覺 到依賴于觀看方向而產(chǎn)生的不同亮度。在本實施例中，如上面所述， 兩個LCD器件由不同的驅(qū)動信號驅(qū)動。如果LCD器件由相同的驅(qū)動 信號驅(qū)動，則由于LCD器件間的視差，所以LCD器件之間的距離會 導(dǎo)致不舒服的感覺。圖3示意性地顯示了在對比技術(shù)中產(chǎn)生視差的情況，其中為了簡 化僅圖示了透明基板和LC層。圖3中的LCD器件301、 302分別對應(yīng) 于圖2中的LCD器件113、 114，透明基板321到324分別對應(yīng)于透明 基板211到214，并且LC層325、 326分別對應(yīng)于LC層231、 232。當(dāng)觀看者311觀看時，在與屏幕表面垂直的方向上觀看第一 LCD 器件301和第二 LCD器件302會使第一 LCD器件301的LC層325上 的點P與第二 LCD器件302的LC層326上的點a在觀看線331上彼此 重疊。更具體地說，垂直方向上的觀看不會導(dǎo)致給觀看者帶來不舒服 感覺的任何視差。另一方面，由于在這些點之間的厚度方向上的距離"d"，在相對 于屏幕表面的垂線成e角的傾斜方向上觀看會使點ot和點(3彼此偏離。觀 看者在觀看線332上觀看到點a，而觀看者312在觀看線333上觀看到 了點P。更具體地說，傾斜方向上的觀看導(dǎo)致點a和p在不同位置處被觀 看到，由此在屏幕上觀看的圖像的邊緣為雙線。在根據(jù)折射率差且基于斯涅耳定律在傳播方向上進(jìn)行反射的同 時，穿過第一 LCD器件301和第二 LCD器件302的光離開透明基板 321而達(dá)到空氣。假定e、 ())、 "ng"和"na"分別是光從透明基板321 的外表面的出射角、光在透明基板321的外表面上的入射角、透明基
板321的折射率和空氣的折射率，斯涅耳定律提供了下面的關(guān)系 naxsin6 = ngxsin())上述表達(dá)式的變形提供了下面的關(guān)系 ()):siir1 ( (na/ng) xsin0)根據(jù)內(nèi)錯角(alternate-interior angle)的關(guān)系，從點(H專播到透明 基板321外表面的光與外表面的垂線之間的角度也是())。類似地，從點 oc傳播到透明基板外表面的光與垂線之間的角度也是小。以視角e進(jìn)行觀 看時，第二 LCD器件301中的點a與第一 LCD器件上的點(3之間的偏 離"r"由下面的公式表示tan<|)= (r/d)r=dxtan(()=dxtan (sin-1 ( (na/ng) xsinQ) ) (1)為了消除以角度e在傾斜方向上觀看時的視差感覺，理論上將在點卩上顯示的數(shù)據(jù)的位置移動距離r到達(dá)位置y是足夠的。因而，信號處理 器118將數(shù)據(jù)散射高達(dá)距離r，從而對屏幕上的整個像素數(shù)據(jù)進(jìn)行平均 處理。這可減小視差感覺并減小觀看者不舒服的感覺。對第一和第二 LCD器件每一個的數(shù)據(jù)都進(jìn)行平均處理。在消除視差感覺這一點上， 不管在第一 LCD器件還是對第二 LCD器件即具有或不具有濾色器層 的器件的數(shù)據(jù)上進(jìn)行平均處理，平均處理的效果都是相當(dāng)?shù)?。類似地?不管是在前方LCD器件還是對后方LCD器件上進(jìn)行平均處理，平均 處理的效果都是相當(dāng)?shù)?。如果對后方LCD器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，則可在前方LCD器 件與后方LCD器件之間夾入具有光學(xué)色散特性的光學(xué)組件，如光學(xué)色 散膜，由此增加平均處理的視距"r'"。在這種情形中距離"r，"通過 下面的公式獲得r，= (d，xtanc|)) + ( (d—d，) xtan (小+ri))，其中d'和T!是色散膜距第二 LCD層326的距離和光學(xué)色散膜的半 值色散角(half-value dispersion angle)。因而提供光學(xué)色散膜增加了平 均處理的有效距離r，。該事實應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是為了在圖像數(shù)據(jù)處理單元105中進(jìn)行平均處理。本發(fā)明人分析了包含疊置LCD器件的LCD單元的驅(qū)動方案，并 發(fā)現(xiàn)通過對不具有濾色器層的第二 LCD器件302的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處 理、并且在第一 LCD器件301上進(jìn)行彩色顯示并將第一和第二 LCD 器件層疊在一起可獲得出色的圖像。通過對第二 LCD器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行 平均處理而獲得出色圖像的原因是，對第一LCD器件301 (113)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理會導(dǎo)致昏暗的顏色并使色度的再現(xiàn)范圍變窄。圖4A和4B顯示了亮度和色度(a*)范圍，其表示在HSV色坐 標(biāo)系統(tǒng)中，即由CIE1976限定的色空間中，該范圍是在LCD單元上獲 得的。圖4A顯示了由包含兩個LCD器件的LCD單元表示的范圍，而 圖4B顯示了由單個LCD器件表示的范圍?？v坐標(biāo)表示利用顯示為100 的最大透射率標(biāo)準(zhǔn)化的透射系數(shù)(透射率)，而橫坐標(biāo)表示色度，即 色質(zhì)。對比圖4A和圖4B，應(yīng)當(dāng)理解在較高亮度范圍和/或較高色度范圍 中，單個LCD器件也獲得了出色的色度再現(xiàn)性。該較高亮度范圍在縱 坐標(biāo)上用較大的數(shù)字表示，而較高的色度范圍在橫坐標(biāo)上用較大的絕 對值表示。因而，在較高亮度(或色度)范圍中以下是足夠的僅使 用第一 LCD器件113來顯示原始圖像數(shù)據(jù)，而第二 LCD器件114保 持為不顯示任何圖像的最大透射率狀態(tài)。另一方面，在較低亮度范圍 中，必須控制第二 LCD器件114使其顯示對應(yīng)于原始圖像數(shù)據(jù)的灰度 級的灰度級，且與第二LCD器件114相關(guān)聯(lián)地使用顯示彩色圖像的第 一LCD器件113來顯示原始圖像數(shù)據(jù)。該技術(shù)在較高亮度范圍(或較 高色度范圍)和較低亮度范圍中提供了出色的色度再現(xiàn)性。在上面的例子中，第二LCD器件114的透射系數(shù)在較高亮度或色 度范圍中保持為最大；然而第二LCD器件114不必嚴(yán)格保持為全透射 狀態(tài)或?qū)λ邢袼貫樽畲笸干湎禂?shù)。例如，將第二LCD器件114保持
為大致全透射狀態(tài)或大致最大明亮狀態(tài)如90%的透射系數(shù)就足夠了。在下文中，在其中僅使用第一LCD器件113來顯示圖像的第一范圍與 其中使用第一和第二 LCD器件113、 114來顯示理想圖像的第二范圍 之間的邊界稱作閾值。第一和第二LCD器件的這種控制，在驅(qū)動第一 LCD器件113過程中的灰度級變化以及在驅(qū)動第二 LCD器件114過程 中的灰度級變化的至少一個中提供了適當(dāng)?shù)闹袛?。圖5顯示了功能方塊圖中的信號處理器118的結(jié)構(gòu)。信號處理器 118包括單色圖像產(chǎn)生部501、運算處理部(平均處理部)502、定時 控制器503、和彩色圖像產(chǎn)生部504。信號處理器118從圖1中所示的 接收器103接收例如每一個基色都包含8位信號由此每個像素總共為 24位的圖像數(shù)據(jù)。該圖像信號通過兩條通路傳送， 一條將分開的圖像 信號傳送到單色圖像產(chǎn)生部501，另一條將分開的圖像信號傳送到定時 控制器503。單色圖像產(chǎn)生部501從分開的圖像信號產(chǎn)生單色灰度級信 號(亮度信號)，而定時控制器503按照基于輸入側(cè)的定時信號接收 的各個信號的順序，根據(jù)輸出側(cè)的定時信號來讀出分開的圖像信號。單色圖像產(chǎn)生部501根據(jù)輸入的24位彩色圖像信號的亮度數(shù)據(jù)來 產(chǎn)生例如8位單色圖像信號。通過檢查像素的每個基色R、 G和B的 灰度級，選擇三個基色中具有最大灰度級的三個基色之一，并將選定 基色的灰度級確定為像素的灰度，由此產(chǎn)生單色圖像信號。可選擇地， 在進(jìn)行了包含亮度、色度和色調(diào)轉(zhuǎn)換的HSV轉(zhuǎn)換之后，從那里提取出 亮度數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為單色圖像數(shù)據(jù)。進(jìn)一步可選擇地，選擇R、 G和 B輸入圖像數(shù)據(jù)之一并將其轉(zhuǎn)換為單色信號。代替地可選擇R、 G和B 輸入圖像數(shù)據(jù)中的兩個并使其信號轉(zhuǎn)換為單色信號。應(yīng)當(dāng)注意，較高 灰度級或較高透射系數(shù)的區(qū)域?qū)?yīng)于較高亮度或較高色度的區(qū)域。在轉(zhuǎn)換為單色圖像之后，單色圖像產(chǎn)生部501將具有特定灰度級 或以上的像素的透射系數(shù)變?yōu)槿干錉顟B(tài)，并將具有低于該特定灰度 級的灰度級的像素的透射系數(shù)保持為原始彩色圖像的透射系數(shù)。在該
處理中，將進(jìn)行單色轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的灰度級與預(yù)定閾值比較，例如，如 果灰度級高于閾值，則像素的透射系數(shù)就被轉(zhuǎn)換為全透射系數(shù)的水平。 另一方面，如果進(jìn)行單色轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的灰度級低于閾值時，則灰度級 就被再指定在對應(yīng)于全透射狀態(tài)的最大值與對應(yīng)于全關(guān)狀態(tài)的最小值 之間。灰度級的轉(zhuǎn)換處理不限于上述的處理。例如，使單色圖像經(jīng)過伽瑪曲線轉(zhuǎn)換，Y值設(shè)為大約4.0，并將具有特定值的伽瑪轉(zhuǎn)換透射系數(shù)的區(qū)域變?yōu)槿干錉顟B(tài)?？蛇x擇地，使透射系數(shù)經(jīng)過直方圖調(diào)整或直方 圖轉(zhuǎn)換，并可以使得具有特定值的透射系數(shù)變?yōu)槿干錉顟B(tài)。在單色圖像產(chǎn)生部501中，將較高透射系數(shù)的區(qū)域變?yōu)榇笾氯干錉顟B(tài)就足 夠了 ，因而可使用其他技術(shù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)或?qū)⒕哂休^高透射系 數(shù)的區(qū)域的透射系數(shù)轉(zhuǎn)換為全透射狀態(tài)。運算處理部502對單色圖像產(chǎn)生部501產(chǎn)生的單色圖像進(jìn)行平均 處理。在平均處理中，可使用專利申請2006-114523中描述的技術(shù)。在 該技術(shù)中，使位于距受關(guān)注像素距離"r"(圖3)內(nèi)的多個像素的圖 像數(shù)據(jù)經(jīng)過平均處理或均衡處理，其中使多個像素的灰度級經(jīng)過加權(quán) 平均處理。加權(quán)平均處理是這樣的，即在使用像素距受關(guān)注像素的距 離作為將要平均的灰度級的加權(quán)系數(shù)的同時，將多個像素的灰度級進(jìn) 行平均。使用高斯分布作為加權(quán)分布。平均處理使圖像的邊緣或輪廓 變得模糊或不明顯。經(jīng)過平均處理的單色圖像通過緩沖存儲器109和 發(fā)射器108 (圖l)從運算處理部502傳送到第二LCD器件114。彩色圖像產(chǎn)生部504產(chǎn)生基于對于每個RGB顏色來說都包含8位 的24位圖像數(shù)據(jù)的并通過定時控制器503傳送的彩色圖像，以及產(chǎn)生 在運算處理部502中進(jìn)行平均處理的單色圖像數(shù)據(jù)。彩色圖像數(shù)據(jù)被 傳送到第一LCD器件113，從而在其上進(jìn)行顯示。為了消減產(chǎn)生單色 圖像的時間延遲的目的，設(shè)置定時控制器503。如果使用圖1中的局部 存儲器104有效地消減時間延遲，或者如果本身不必定時調(diào)整，則可
移除定時控制器503。因為LCD單元116的觀看者觀看到穿過第一 LCD器件113和第 二LCD器件114的光，所以亮度即觀看者觀看到的圖像的總透射系數(shù) 為兩個LCD面板的透射系數(shù)的乘積。彩色圖像產(chǎn)生部504根據(jù)第二 LCD器件114的圖像數(shù)據(jù)來修改將要在第一 LCD器件113上顯示的彩 色圖像，從而補(bǔ)償?shù)诙﨤CD器件114中的亮度變化或亮度下降。這阻 止了觀看者看到的亮度從原始圖像數(shù)據(jù)的亮度發(fā)生變化。彩色圖像產(chǎn)生部504根據(jù)從運算處理部502輸出的單色圖像數(shù)據(jù) 進(jìn)行24位彩色圖像數(shù)據(jù)的處理，從而產(chǎn)生彩色圖像信號。更具體地說， 彩色圖像產(chǎn)生部504將彩色圖像數(shù)據(jù)的圖像信號除以單色圖像的亮度 信號，從而產(chǎn)生亮度校正的校正彩色圖像信號，只要亮度不為零就行。 如果單色圖像的亮度為零，則單色圖像的亮度就改變特定值，避免被 零除。當(dāng)彩色圖像處理部504產(chǎn)生彩色圖像信號時，原始圖像信號經(jīng) 受另外圖像校正處理。由彩色圖像產(chǎn)生部504產(chǎn)生的彩色圖像經(jīng)由緩 沖存儲器106和發(fā)射器107被傳送到第一LCD器件113。在LCD單元116中，如上所述，第一LCD器件113由在彩色圖 像產(chǎn)生部504中產(chǎn)生的彩色圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動，而第二 LCD器件114由在 運算處理部502中經(jīng)過平均處理的單色圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動。如果觀看者僅 觀看第二 LCD器件114上的顯示，則具有較高亮度的區(qū)域處于全透射 狀態(tài)中，其他區(qū)域由于平均處理而具有模糊圖像。另一方面，如果觀 看者僅觀看第一 LCD器件11，則在其中第二 LCD器件114沒有處于 全透射狀態(tài)的區(qū)域中觀看到的圖像是加重的圖像。這里的"加重的圖 像"是指，圖像中的亮度和色度被加重，該"加重的圖像"根據(jù)第二 LCD器件114上的亮度通過校正第一LCD器件113的亮度來獲得。在下文中分析通過單色圖像產(chǎn)生部501設(shè)定用于轉(zhuǎn)換的閾值。如 果在運算處理部502中的平均處理之后，相對于第二 LCD器件114的 原始圖像來說亮度的變化率超過20%，則色度和色調(diào)的變化量較大，即使彩色圖像產(chǎn)生部504調(diào)整第一LCD器件113的亮度信號，也會導(dǎo) 致不舒服的感覺。為了阻止這種情況，轉(zhuǎn)換為單色圖像的閾值優(yōu)選設(shè) 定在輸入圖像數(shù)據(jù)的20%和80%之間的范圍中，由此顯示圖像使得即 使在輸入圖像數(shù)據(jù)中發(fā)生大約20%的波動也不會有不舒服的感覺。此 外，因為僅通過第一LCD器件113顯示較高亮度或色度的區(qū)域，如上 參照圖4所述的，所以閾值上限(80%)優(yōu)選降低為60%，由此增加 第二LCD器件114中全透射的區(qū)域。這提供了令人滿意的情形，其中 僅通過單個LCD器件顯示的區(qū)域可僅通過第一 LCD器件113盡可能 地顯示。此外，設(shè)定在30%和50X之間的范圍中的閾值可使第一LCD 器件113盡可能有效地顯示圖像，由此提供了基本沒有不舒服感覺的 圖像。為了驗證本實施例的優(yōu)點，將經(jīng)過上述圖像處理的圖像信號輸入 到圖像顯示系統(tǒng)100的第一 LCD器件113和第二 LCD器件114，用于 顯示圖像。在該情形中，獲得了與僅在第一LCD器件113上顯示的情 形中相當(dāng)?shù)倪m宜的圖像亮度和色度。此外，對于對比度來說，獲得了 高達(dá)500,000: 1的對比度。由于進(jìn)行平均處理，在傾斜觀看方向上的 觀看提供了出色的顯示質(zhì)量，而幾乎不受視差的影響。盡管該實驗中 使用的LCD單元具有700: l的對比度，但如果LCD單元包括具有較 高獨立對比度的LCD器件或具有類似獨立對比度的三個或多個LCD 器件，則本實施例可進(jìn)一步提供較高的對比度。盡管圖像源單元117、圖像數(shù)據(jù)處理單元105、和LCD單元116 在圖1中顯示為彼此分開，但這些單元可通過單個硬件構(gòu)造或者容納 在單個框架中。在一個例子中，圖像源單元117和圖像數(shù)據(jù)處理單元 105被容納在單個框架中，而LCD單元被容納在分離的框架中。可使 用硬件圖像處理器件進(jìn)行或者使用在CPU上運行的軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù) 處理單元105中的圖像處理。
可在圖像數(shù)據(jù)處理單元105外部進(jìn)行平均處理，并可使用在CPU 上運行的軟件或者使用如由MPEG記錄器代表的圖像芯片，在圖像源 117中進(jìn)行平均處理。在該情形中，在圖像源單元117與圖像數(shù)據(jù)處理 單元105之間設(shè)置有兩組信號電纜120(圖1中所示)，由此將在第一 LCD器件113上顯示的圖像與在第二LCD器件114上顯示的圖像分開 地輸出。盡管在上面的實施例中信號處理器118中的單色圖像產(chǎn)生部501 和彩色圖像產(chǎn)生部504通過進(jìn)行信號處理來產(chǎn)生圖像信號，但本發(fā)明 并不限于此。例如，在單色圖像產(chǎn)生部501中可使用列有輸入信號和 相應(yīng)輸出信號的查看表。查看表可以是根據(jù)RGB輸入圖像信號的每個 灰度級提供單色灰度級的三維表。彩色圖像產(chǎn)生部504可以通過使用4 維査看表來產(chǎn)生彩色圖像，該4維查看表根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的每個灰 度級和單色圖像數(shù)據(jù)的灰度級來提供彩色圖像的灰度級。在該典型的實施例中，第一LCD器件113包括濾色器層251;然 而，濾色器層不是通過顯示平均的圖像數(shù)據(jù)來消除視差感覺的必不可 少的元件。更具體地說，第一和第二LCD器件113和114可以是單色 LCD器件以獲得單色LCD單元。在上述示例性實施例中，單個像素包括對應(yīng)于濾色器層中三個基 色的三個子像素；然而，濾色器層可包括其他多個顏色的組合，如 RGBYMC。在這種情形中，單個像素包括數(shù)量對應(yīng)于濾色器層的顏色 的子像素?？蛇x擇地，單個像素可包括對應(yīng)于RGGB顏色或?qū)?yīng)于RGB 顏色和不具有顏色的區(qū)域也就是RGBW的四個子像素區(qū)域。本發(fā)明可用于除IPS模式LCD器件之外的其他器件。本發(fā)明的 LCD器件可以是任何模式的，包括垂直取向模式(VA模式)、扭曲向 列模式(TN模式)、光學(xué)彎曲補(bǔ)償模式(OBC模式)。圖2顯示了不 包括延遲補(bǔ)償層的LCD單元的結(jié)構(gòu)；然而，LCD單元可在LCD面板 261、 262與偏振膜之間包括延遲補(bǔ)償層，用于改進(jìn)視角特性。根據(jù)LC 層231、 232的模式，選擇延遲補(bǔ)償層的光學(xué)特性。例如，如果將延遲補(bǔ)償層設(shè)置在偏振膜201、 202與由IPS模式驅(qū) 動的第一 LCD器件113之間，則延遲補(bǔ)償層優(yōu)選具有nx》ny〉nz的特 性，其中nx、 ny和nz分別是延遲補(bǔ)償層的平行于基板表面的折射率、 垂直于nx的方向并平行于基板表面的方向上的折射率、和垂直于nx 和ny的方向的方向上的折射率，nx的方向平行于偏振膜201、 202的 光學(xué)吸收軸或者光學(xué)透射軸。具有這種特性的延遲補(bǔ)償層改進(jìn)了第一 LCD器件113的視角特性。延遲補(bǔ)償層可以包括組合起來具有這種整 體特性的多個膜。對于由VA模式驅(qū)動的第一 LCD器件113來說，具有ndiy〉nz 特性的延遲補(bǔ)償層如此設(shè)置，從而使得nx的方向平行于偏振膜201、 202的光學(xué)吸收軸或光學(xué)透射軸，以改進(jìn)第一 LCD器件113的視角特 性。如果第一LCD器件113通過TN模式或0CB模式驅(qū)動，則延遲補(bǔ) 償層可以是由具有負(fù)延遲的圓盤狀(discotheque) LC層構(gòu)成的WV膜， 其中圓盤狀LC層的軸方向在其厚度方向上連續(xù)變化，用于提高視角特 性。延遲補(bǔ)償層可設(shè)置在LCD面板261、 262的一側(cè)上，或者設(shè)置在 兩側(cè)上。延遲補(bǔ)償層可設(shè)置在LC層231、 232與偏振膜201 — 204的相 鄰一個之間的任何間隙中。代替單個延遲補(bǔ)償層可設(shè)置多個延遲補(bǔ)償 層。應(yīng)當(dāng)注意，具有閾值以上灰度級的第二LCD器件114中的像素的 全透射可以具有一些變化范圍，只要其大致恒定就行，即可以是比固 定值高或低百分之幾。圖6顯示了在按照本發(fā)明第二個示例性實施例的LCD系統(tǒng)中的 LCD單元的截面結(jié)構(gòu)。在第一個實施例中，如圖2中所示，在第一 LCD 面板261和第二 LCD面板262之間設(shè)置有兩個偏振膜，其中偏振膜202 設(shè)置在第一 LCD器件113中，偏振膜203設(shè)置在第二 LCD器件114 中。在本實施例的LCD單元中，兩個偏振膜之一被省略，而另一個偏 振膜由第一 LCD面板601和第二 LCD面板602共享。其他結(jié)構(gòu)類似 于第一個實施例。在第一個實施例中，夾在LCD面板261和LCD面板262之間的 兩個偏振膜202和203如此設(shè)置，使得其光學(xué)透射軸或光學(xué)吸收軸彼 此平行，從而將在LCD單元中的光吸收最小化。然而，設(shè)置兩個偏振 膜將光學(xué)透射系數(shù)降低了大約20%。鑒于此，本實施例在LCD面板 601與602之間使用單個偏振膜603。如果設(shè)置了 n個LCD面板，其 中n為不小于2的整數(shù)，則本實施例將亮度比第一個實施例提高了大 約1/ (0.8n")。下文中將描述按照本發(fā)明第三個示例性實施例的LCD系統(tǒng)。上述 每個實施例都使用白光源，如CCFL和LED。在本實施例中，LCD系 統(tǒng)包括以時分模式發(fā)射RGB光的三色光源。疊置的LCD器件以時分 模式以場順序方案顯示對應(yīng)于RGB顏色的圖像。用于產(chǎn)生驅(qū)動第一和 第二LCD面板的圖像數(shù)據(jù)的方法類似于第一個實施例中的。本實施例 獲得了類似于第一和第二個實施例的優(yōu)點。在下文中將描述按照本發(fā)明第四個實施方案的LCD系統(tǒng)。第四個 實施方案使用下述驅(qū)動方案，在該方案中，通過施加的電壓，例如以 TN模式來改變LC分子相對于基板表面的角度。在該驅(qū)動方案中，常 規(guī)的技術(shù)導(dǎo)致了由于觀看者的視角而發(fā)生的視角特性降低的問題。降 低的視角特性由LC層的雙折射特性導(dǎo)致，其中根據(jù)觀看者的視角，LC 分子看起來具有不同的形狀。包含具有這種降低視角特性的多個LCD 器件的LCD單元將具有依賴于疊加的LCD器件的數(shù)量的降低的協(xié)同 效果。在該實施例中，每相鄰的兩個LCD器件都具有相反的視角特性， 用于消除彼此的視角依賴性。這提高了本實施方案的LCD系統(tǒng)的視角 特性。
下文中將描述按照本發(fā)明第五個實施例的LCD系統(tǒng)。本實施例的 LCD系統(tǒng)是這樣的，即從圖1中所示的第一個實施例的LCD單元省略 顯示單色圖像的第二LCD器件114。此外，LCD系統(tǒng)包括控制點強(qiáng)度 的光源。更具體地說，光源包括以矩陣方式設(shè)置的多個LED，其中控 制每個LED的發(fā)射強(qiáng)度。在典型的情形中，光源包括480x640個LED， 每個都由白色髙亮度LED構(gòu)成并對應(yīng)于第二 LCD器件114的每個像 素，在光源前方設(shè)置有光色散片。代替第二LCD器件114，由運算處理部502 (圖5)平均的、用于 驅(qū)動圖1中的第二LCD器件114的單色圖像數(shù)據(jù)以點矩陣驅(qū)動方案驅(qū) 動光源。就是說，本實施例中的背光源的發(fā)射圖案對應(yīng)于通過組合第 一個實施例中的光源115和第二LCD器件114所獲得的圖像。在該結(jié) 構(gòu)中，由點矩陣方案驅(qū)動的光源具有圖1中所示的光源115和第二LCD 器件114的功能，由此對應(yīng)于圖1中的LCD器件113的本實施例中的 LCD器件接收與由圖1中第一LCD器件113接收的光相似的光。因而， 本實施方案的LCD單元通過使用單個LCD器件而具有外在較高的對 比度。在第五個實施例中，單個LCD面板和由點矩陣驅(qū)動方案驅(qū)動的光 源的組合具有類似于包含兩個LCD器件的LCD單元的功能。可選擇 地，可對其設(shè)置單色圖像驅(qū)動電路和附加LCD器件。除了保持與原始 圖像相當(dāng)?shù)纳群蜕{(diào)之外，通過使用第一個實施例中所述的單色圖 像數(shù)據(jù)驅(qū)動單色LCD面板和包括點光源矩陣的光源還提供了較高的對 比度。在上面的實施例中，使用TFT作為用于驅(qū)動LCD面板的驅(qū)動元件。 TFT可以用薄膜二極管(TFD)代替。此外，如果LCD器件具有相對 較低的分辨率，LCD器件可以以無源矩陣驅(qū)動方案驅(qū)動。上面實施例的LCD面板獲得了較高的對比度，因而優(yōu)選被用作需
要較高對比度圖像顯示的醫(yī)療成像器件、用在廣播站中的監(jiān)視器TV、或在暗區(qū)域如電影院中提供圖片圖像的LCD單元。在圖1中，圖像數(shù)據(jù)處理部105產(chǎn)生用于第一和第二 LCD器件 113、 114的圖像數(shù)據(jù)。然而，圖像處理部105可被劃分為對應(yīng)于設(shè)置 在LCD單元116中的LCD器件的多個處理部。圖7顯示了第一個實施例的修改例，其中LCD系統(tǒng)100a包括設(shè) 置在圖像數(shù)據(jù)處理單元105a中的多個處理部130-1到130-n，其對應(yīng)于 設(shè)置在LCD單元116a中的多個LCD器件520-1到520-n。從圖像源單元117供給的圖像數(shù)據(jù)通過分布單元131被分布到每 個圖像處理單元130。每個圖像處理單元130都產(chǎn)生將要在相應(yīng)LCD 面板520上顯示的圖像數(shù)據(jù)。由此產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由信號電纜123-1 到123-n被輸入到LCD單元116a。定時控制器110設(shè)置在處理部130-1 到130-n之一中，用于控制下述定時，利用該定時控制處理部130-1到 130-n，使LCD面板420上的圖像彼此同步。在圖7中，LCD面板520-1是彩色LCD面板，而其他LCD面板 520-2到520-n是單色LCD面板。圖像數(shù)據(jù)處理部130-2到130-n中的 運算處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部501和平均處理部502 (圖5)，并 經(jīng)由信號電纜123-2到123-n向LCD面板520-2到520-n輸出平均的單 色圖像。圖像處理單元130-1包括彩色圖像產(chǎn)生部504，并經(jīng)由信號電 纜123-1向第一 LCD面板520-1輸出圖像數(shù)據(jù)。本修改例的LCD系統(tǒng) lOOa獲得了類似于第一個實施方案中的優(yōu)點。在圖5中，對于每個RGB顏色，彩色圖像產(chǎn)生部504從8位圖像 數(shù)據(jù)產(chǎn)生24位彩色圖像信號。然而，輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的位數(shù)并不 限于該例子。例如，假定每個LCD器件的灰度級數(shù)為m，則在包含n 個LCD面板的LCD單元上顯示的最大灰度級數(shù)為nxm個。因而，通
過使用具有m到1112個灰度級數(shù)的輸入圖像數(shù)據(jù)，彩色圖像產(chǎn)生部504 可產(chǎn)生具有m個灰度級的彩色圖像數(shù)據(jù)。在第五個實施例中，例示的光源包括矩陣設(shè)置的并由點矩陣驅(qū)動 方案驅(qū)動的LED。本發(fā)明并不限于該例子。光源可包括由點矩陣驅(qū)動 方案驅(qū)動的電燈泡、有機(jī)電致發(fā)光(EL)器件、無機(jī)EL器件、FED 禾口PDP。疊置的LCD面板不必由公用圖像源驅(qū)動，例如對于每個LCD 面板，可以通過包含圖像顯示和加重數(shù)據(jù)的單獨的驅(qū)動數(shù)據(jù)來驅(qū)動。本發(fā)明的LCD系統(tǒng)可用在電子設(shè)備、圖像數(shù)據(jù)調(diào)整器件、圖像切 換器件、醫(yī)療成像器件中。本實施例可被用于其中安裝并固定有本發(fā) 明的LCD單元和音響器件的建筑物中。在下文中將描述本發(fā)明的第六個實施例。圖5中所示的第一個實 施例的運算處理部502通過使用高斯分布進(jìn)行平均處理。本實施例中 的運算處理部使用不同的加權(quán)平均技術(shù)，其在實驗中提供了出色的結(jié) 果。本實施例假定在屏幕上的暗背景中存在明亮區(qū)域，明亮區(qū)域具有 100的亮度并包括中心像素，并且明亮區(qū)域由在i方向(例如行方向) 上靠近中心像素的士P個像素和在j方向(例如列方向)上靠近中心像 素的土Q個像素來限定。圖8A顯示了上述假定情形的一個例子，其中 明亮區(qū)域的中心像素表示為C0，為了簡化的目的，確定限定明亮區(qū)域 的數(shù)量P和Q被設(shè)為P=l， Q=l。圖8B顯示了加權(quán)平均處理的范圍，包括主像素和在i方向和j方 向上分別位于離開主像素土M個像素和士N個像素處的臨近像素。在該 例子中，M和N設(shè)為M二1， N=l，主像素和靠近主像素的臨近8個 像素的加權(quán)系數(shù)為"1"。
在上述情形中，如果靠近明亮區(qū)域的角落的像素C9被選擇作為主 像素，則像素C9的加權(quán)平均亮度YC9由下面的公式表示YC9= (Yclxl+YC2xl+YC3xl+YC8xl+ YC9xl+ Yci0xl+ Ycl5xl + Ycl6xl+Ycl7xl) +9這里，因為YC1=YC2 = YC3 = YC8 = YC9 = YC10 =YC15 = YC16 = 0， YC17=100，所以上述公式得到Y(jié)C9=11.1類似地，計算像素C13的YC13、像素C35的Yc35和像素C40的 YC4Q，從而具有11.1的加權(quán)平均亮度。類似地獲得其他加權(quán)平均的亮度Ycn，其中Ycio、 Yci2、 Yci6、 YC20、 Yc29、 Yc33、 Yc37禾O Yc39為22,2，Ycu禾口 Yc32為44.4， YC18、 YC24、 YC25和YC21為66.6， Yco為lOO。圖 9中顯示了這種顯現(xiàn)在屏幕上的加權(quán)平均的亮度分布。在該例子中，包含主像素和臨近像素的九個像素具有相同的加權(quán) 系數(shù)(=1)。在該情形中，如果平均處理使用大量靠近主像素的臨近 像素，則可獲得較強(qiáng)的平均效果。然而，如果在其中臨近像素使用任 意加權(quán)系數(shù)分布的情形中對平均處理使用大量臨近像素，則與圖9中 所示的例子相比，會降低亮度。在上述情形中，如果在平均處理中靠近主像素的像素數(shù)小于圖8B 的情形，即如果平均處理的范圍數(shù)M和N較小，則通過平均處理獲得 的亮度就較低。簡言之，明亮區(qū)域中的像素數(shù)和/或平均處理中的像素 范圍提供了不同的平均效果。在圖8A、 8B和9的例子中，在平均處理中對于主像素和臨近像 素，加權(quán)系數(shù)固定為"1"。下文中將參照圖IOA到IOC描述其中加權(quán) 系數(shù)服從高斯分布的不同情形，其顯示了屏幕上亮度的不同情形。圖10A顯示了在平均處理之前具有100的亮度的原始明亮區(qū)域的 一個例子，該明亮區(qū)域在一側(cè)距位于原點Po的像素為P寬度。圖10B 顯示了在通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)對圖10A的亮度進(jìn)行加權(quán)平均處理之后屏幕上的亮度，圖10C顯示了通過對亮度進(jìn)行變化而從 圖10A修改得到的亮度，同時沒有降低原始亮度。圖10B中所示的亮度低于圖10A的原始亮度，并且還低于圖IOC 所示的亮度。這表明在平均處理之后，服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)可以 降低原始亮度，這是不希望的。圖11顯示了分別沿圖IOA、 10B和10C中所示的線A-B、 A，-B， 和A"-B"的亮度分布?？v坐標(biāo)表示標(biāo)準(zhǔn)化的灰度級，橫坐標(biāo)表示像素 相對于原點Po的像素的距離。顯示圖IOA的亮度分布的曲線(i)在原 點Po以及到離Po為土P的像素具有100的亮度，在離Po為土P的像素 之外的亮度為零。顯示通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)獲得的圖10B 的亮度分布的曲線(ii)在曲線(i)的100和0之間的邊界附近具有小 于IOO的亮度，因而與曲線(i)相比具有較低的亮度。這是因為，在 圖10B的情形中，與平均處理之前的原始亮度相比，較小的明亮區(qū)域 和/或用于平均處理的較大范圍的像素提供了較低的亮度。如果平均處理的范圍為零，即僅使用中心像素進(jìn)行平均處理，則 在平均處理之后亮度不會變化。 一般地，如果平均處理使用大范圍的 靠近主像素的臨近像素，則可獲得較高的平均效果。然而，具有100 亮度的中心像素在平均處理之后減小了原始亮度。簡言之，使用服從 加權(quán)系數(shù)分布的加權(quán)系數(shù)的平均處理不可避免地使具有高亮度的像素 喪失其原始亮度。因而，盡管平均處理本身減輕了主要視差，但用于限制在疊置的多個LCD面板之間的視差的平均處理降低了較窄亮度區(qū) 域中的像素亮度。鑒于上述這一點，在本實施例中使用不同的平均處理來獲得圖 10C的亮度分布。圖IOC中所示的亮度提供了由圖11中所示的曲線(iii) 表示的平均亮度分布，其在士P范圍中保持曲線(i)的亮度100，并在 100的亮度和零亮度之間的邊界附近，在土P范圍之外具有亮度變化。 圖11中所示的曲線(iv)顯示了平均亮度分布的另一個例子，其類似 于曲線(iii)的平均亮度分布。曲線(iii)和(iv)的這些亮度分布是 這樣的，即在原始亮度分布中提供了亮度變化，而沒有降低原始亮度。在第一個實施例中，輸出使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)的平均處 理的結(jié)果，用于第一LCD面板。在本實施例中，對像素的亮度(灰度 級)直方圖進(jìn)行直方圖裁減處理和直方圖放大處理。更具體地說，在 通過平均處理獲得的像素灰度級直方圖的閾值處進(jìn)行裁減處理，從而 移除在閾值之上的灰度直方圖的高亮度部分，然后在高達(dá)全透射的灰 度級的灰度級的方向上作為整體放大或延伸整個裁減的直方圖，由此 延伸或放大最小灰度級與閾值之間的灰度直方圖，從而具有在最小灰 度級與全透射的灰度級之間的范圍?？蓪叶燃壔蛄炼缺旧磉M(jìn)行直方 圖的裁減和放大。此外，在裁減處理之前或之后，轉(zhuǎn)變用于定義灰度 級-亮度特性的伽瑪特性，從而進(jìn)一步減小視差。這里假定位于坐標(biāo)(i，j)處的主像素具有f (i,j)的灰度級，由對 主像素的亮度進(jìn)行平均處理而得到的灰度級為g (i，j)，且平均處理的 范圍為在i方向上的士M個像素以及在j方向上的土N個像素。在這種情 形中，加權(quán)平均灰度級g (i,j)被表示為其中G (i，j) ， Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值和最大灰度級。應(yīng)當(dāng)注意，i方向和j方向不必彼此垂直。更具體地說， 可使用三角陣列。在該情形中，加權(quán)系數(shù)G (i,j)服從高斯分布，然而 G (i，j)可以是服從其他分布的矩陣。不使用加權(quán)系數(shù)分布，使用通過簡單平均處理獲得的直方圖的裁 減和放大來應(yīng)用其他平均處理。這種處理被表示為<formula>formula see original document page 38</formula>進(jìn)一步可選擇地，對通過使用i方向上的士M個像素和j方向上的 土N個像素的加權(quán)平均處理獲得的主像素的平均亮度與主像素的原始亮 度進(jìn)行簡單平均，然后經(jīng)過直方圖裁減和放大。該處理由下面的公式 表示<formula>formula see original document page 38</formula>通過使用這些處理，可將像素的圖像轉(zhuǎn)換為平均亮度，而沒有降 低像素的原始亮度。矩陣G (i，j)可以是下面的其他矩陣 、00 0_<formula>formula see original document page 38</formula>其中m二l， 2...， n=l， 2，...，因為該矩陣僅僅改變亮度，而沒 有進(jìn)行加權(quán)平均。在第一到第六個實施例中描述的圖像數(shù)據(jù)處理單元105中的信號 處理器118—般由FPGA構(gòu)成，用于實現(xiàn)圖像處理的運算。然而，圖5 中所示的信號處理器118可由多個分離的部分501到504構(gòu)成。圖像 處理器118可由包含定時控制器110和局部存儲器104的單個芯片構(gòu) 成，或者由包含緩沖存儲器106、 109和用于傳送兩組圖像數(shù)據(jù)的發(fā)射 器107、 108的單個芯片構(gòu)成?？蛇x擇地，圖像數(shù)據(jù)處理單元105可由單個芯片或多個芯片模塊 構(gòu)成。圖像數(shù)據(jù)處理單元105從圖像源單元117接收用于圖像數(shù)據(jù)信號以進(jìn)行信號處理，其可以包括查看表并產(chǎn)生多個圖像數(shù)據(jù)組。該多個圖像數(shù)據(jù)組驅(qū)動LCD單元116中疊置的多個LCD器件。這獲得了 較高的對比度，這是單個LCD器件不能獲得的。此外，盡管圖1中的圖像源單元117與圖像數(shù)據(jù)處理單元105之 間的信號傳輸通過單個發(fā)射器102和單個接收器103的組合來實現(xiàn)。 然而，根據(jù)設(shè)計選擇，為了這種信號傳輸，LCD系統(tǒng)可使用多個發(fā)射 器和多個接收器。如前面所述，本發(fā)明具有下面的結(jié)構(gòu)。在第一個方面中，本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包括 用于顯示彩色圖像并包括疊置的多個(n個)LCD面板的LCD單元； 和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動所述 LCD單元，多個LCD面板包括包含濾色器層的第一 LCD面板；和不包含 濾色器層的第二LCD面板，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù) 據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，以向第二LCD面板輸出單色圖像數(shù)據(jù)，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射， 對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，該第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級；彩色 圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù) 據(jù)，以向第一LCD面板輸出彩色圖像數(shù)據(jù)。在第一個方面的一個實施例中，彩色圖像數(shù)據(jù)對于第一像素指定 與在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第一像素的原始灰度級對應(yīng)的第二灰度 級，并對于第二像素指定第三灰度級，該第三灰度級是從輸入圖像數(shù) 據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級修改一定的量所獲得的，該量對應(yīng) 于在全透射與第一灰度級的透射之間的透射系數(shù)的差。在另一個實施例中，彩色圖像數(shù)據(jù)可指定，由觀看到穿過第一和第二 LCD面板的光的觀看者所看到的每個像素的顏色為在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的每個像素的原始顏色。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部可將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第 一單色圖像數(shù)據(jù)，并對第一單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖裁減和放大，從 而計算第一灰度級。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部在產(chǎn)生第一單色圖像數(shù)據(jù)之 后，可在所有基色中選擇在輸入圖像數(shù)據(jù)中具有最大灰度級的基色， 并將選定基色的灰度級確定作為第一單色圖像數(shù)據(jù)中的灰度級。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部在產(chǎn)生第一單色圖像數(shù)據(jù)之后，可將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為HSV彩色坐標(biāo)系統(tǒng)，從而提取亮度分量， 并根據(jù)提取的亮度分量確定每個像素的灰度級。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部在產(chǎn)生第一單色圖像數(shù)據(jù)之 后，可在輸入圖像數(shù)據(jù)中選擇一個基色，并根據(jù)所選擇的一個基色的 灰度級確定每個像素的灰度級。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部在產(chǎn)生第一單色圖像數(shù)據(jù)之 后，可在輸入圖像數(shù)據(jù)中選擇兩個基色，并通過對選擇的兩個基色進(jìn) 行灰度處理而確定每個像素的灰度級。在另一個實施例中，閾值可以在全透射的透射系數(shù)的20%和80 %之間的范圍內(nèi)。
在另一個實施例中，閾值可以在全透射的透射系數(shù)的20%和60 %之間的范圍內(nèi)。在另一個實施例中，閾值可以在全透射的透射系數(shù)的30%和50 %之間的范圍內(nèi)。在另一個實施例中，除第一 LCD面板之外的多個LCD面板的每 一個可以都不包括濾色器層。在另一個實施例中，第一和第二LCD面板可以具有共同的像素分 辨率。在另一個實施例中，第一LCD面板可以包括含有三個子像素的像 素，而濾色器層可以包括RGB濾色器。在另一個實施例中，第一LCD面板可以包括含有四個到七個子像 素的像素，而濾色器層可以包括RGB濾色器和黃色、洋紅色、青色和 透明濾色器中的至少一個。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)一步包括運算處理部， 用于對由單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，從而向 第二 LCD面板和彩色圖像產(chǎn)生部輸出得到的平均圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，在使用依賴于臨近像素與主像素之間距離的 加權(quán)系數(shù)的同時，運算處理部通過對位于距主像素特定距離內(nèi)的臨近 像素的灰度級進(jìn)行加權(quán)平均而進(jìn)行平均處理。在另一個實施例中，加權(quán)系數(shù)可以服從高斯分布。
在另一個實施例中，運算處理部可以給單色圖像數(shù)據(jù)提供亮度變 化，而沒有降低單色圖像數(shù)據(jù)的原始亮度。在另一個實施例中，在i方向和j方向上分別距主像素特定距離的 ±M個像素和士N個像素的范圍中，運算處理部使用加權(quán)系數(shù)分布進(jìn)行 加權(quán)平均處理，并對得到的平均灰度級的直方圖進(jìn)行裁減和放大，由 此提供亮度變化，而沒有降低單色圖像數(shù)據(jù)的原始亮度。在另一個實施例中，運算處理部通過使用下面的公式，對具有灰 度級f (i，j)的主像素(i，j)進(jìn)行加權(quán)平均處理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的 灰度級g (i，j):<formula>formula see original document page 42</formula>其中G (ij) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值和最大灰度級。在另一個實施例中，在i方向和j方向上分別距主像素特定距離的±M個像素和士N個像素的范圍中，運算處理部分別地使用加權(quán)系數(shù)進(jìn) 行加權(quán)平均處理，并對得到的平均灰度級的直方圖進(jìn)行裁減和放大， 由此提供亮度變化，而沒有降低其亮度。在另一個實施例中，運算處理部通過使用下面的公式對具有灰度 級f (ij)的主像素(i，j)進(jìn)行平均處理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的灰度g(i,j):<formula>formula see original document page 42</formula>其中G (i,j) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值 和最大灰度級。在另一個實施例中，運算處理部進(jìn)行下述處理在i方向和j方向 上分別距主像素土M個像素和土N個像素的范圍中，使用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行 平均處理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的亮度；對加權(quán)平均亮度和主像素的亮 度進(jìn)行簡單平均處理；以及對得到的平均亮度獲得的直方圖進(jìn)行裁減 和放大，由此改變像素的亮度，而沒有降低其亮度。在另一個實施例中，運算處理部通過使用下面的公式對具有灰度 級f (i，j)的主像素(i，j)進(jìn)行平均處理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的灰度級g (i，j):(2^蘊)其中G (ij) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值 和最大灰度級。在另一個實施例中，LCD面板每個都具有多個(m個)灰度級， 且LCD單元具有不小于m且不大于mn的灰度級數(shù)。在另一個實施例中，LCD面板可通過下述驅(qū)動模式驅(qū)動，從而使 得通過大致平行于LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài)之間驅(qū) 動在平行于LCD面板的方向上取向的LC分子。在另一個實施例中，LCD面板可通過下述驅(qū)動模式驅(qū)動，從而使 得通過大致垂直于LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài)之間驅(qū) 動在垂直于LCD面板的方向上取向的LC分子。在另一個實施例中，LCD面板可通過下述驅(qū)動模式驅(qū)動，從而使 得通過大致垂直于LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài)之間驅(qū)
動LC層中的LC分子，LC分子在平行于LCD面板的方向上取向并在 LC層內(nèi)從一個表面到其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)90度。在第二個方面中，本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，包括 LCD單元，顯示彩色圖像并包含至少一個LCD面板和由點矩陣驅(qū)動方 案驅(qū)動的光源；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，接收輸入圖像數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生 用于驅(qū)動LCD單元的輸出圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù) 據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向光源輸出單色圖像數(shù)據(jù)，該單色圖像數(shù) 據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具 有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，該第一灰度級 對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級；以及彩色圖 像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)， 從而向LCD面板輸出彩色圖像數(shù)據(jù)，該光源根據(jù)單色圖像數(shù)據(jù)控制 LCD面板中的每個像素點的亮度。在第二個方面的一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)一步包括運 算處理部，用于對由單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處 理，從而向光源和圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生部輸出平均的圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，光源可以包括電燈泡、發(fā)光二極管(LED)、 有機(jī)電致發(fā)光(EL)、無機(jī)EL、場發(fā)射型顯示器(FED)和等離子體 顯示面板(PDP)中的至少一個。在第三個方面中，本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包括 包含疊置的多個LCD面板的LCD單元；和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于 根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動該LCD單元，多個LCD面板包括都不包含濾色器層的第一 LCD面板和第二 LCD面板，
圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù) 據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向第二LCD面板輸出單色圖像數(shù)據(jù)，該單 色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透 射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，該 第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級； 彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向第一LCD面板輸出彩色圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)一步包括用于對由單色 圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理的運算處理部，從而向第二 LCD面板和彩色圖像產(chǎn)生部輸出平均的圖像數(shù)據(jù)。一種電子設(shè)備，可以包括根據(jù)本發(fā)明第一到第三個方面的LCD系統(tǒng)。一種圖像源轉(zhuǎn)移/調(diào)整單元，可以包括根據(jù)本發(fā)明第一到第三個方 面的LCD系統(tǒng)。一種圖像數(shù)據(jù)切換單元，可以包括根據(jù)本發(fā)明第一到第三個方面 的LCD系統(tǒng)。一種圖像診斷系統(tǒng)，可以包括根據(jù)本發(fā)明第一到第三個方面的 LCD系統(tǒng)。在第四個方面中，本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包括 包含疊置的多個(n個)LCD面板的LCD單元；圖像源單元，用于根 據(jù)圖像源產(chǎn)生中間圖像數(shù)據(jù)；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)中間 圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)從而驅(qū)動LCD單元，多個LCD面板，包括包含濾色器層的第一LCD面板和不包含 濾色器層的第二LCD面板，
圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù) 據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向第二LCD面板輸出單色圖像數(shù)據(jù)，該單 色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透 射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，該 第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級； 和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩 色圖像數(shù)據(jù)，從而向第一LCD面板輸出彩色圖像數(shù)據(jù)。在第四個方面的一個實施例中，圖像源單元包括信號發(fā)射器，用 于將圖像源轉(zhuǎn)換為適于在發(fā)射器和圖像數(shù)據(jù)處理單元之間進(jìn)行信號傳 輸?shù)闹虚g圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元可以包括定時控制器，用 于控制向彩色圖像產(chǎn)生部輸入中間圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)之間的定 時。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元可以包括其中存儲從彩色 圖像產(chǎn)生部輸出的彩色圖像數(shù)據(jù)的第一緩沖存儲器和用于從第一緩沖 存儲器讀取彩色圖像數(shù)據(jù)以向第一LCD面板輸出彩色圖像數(shù)據(jù)的第一發(fā)射器、第二緩沖存儲器，其中存儲所述單色圖像數(shù)據(jù)、和用于讀取單色圖像數(shù)據(jù)以向第二LCD面板輸出單色圖像數(shù)據(jù)的第二發(fā)射器。在第五個方面的一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元可以進(jìn)一步包 括運算處理部，用于對由單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平 均處理，從而向第二LCD面板和彩色圖像產(chǎn)生部輸出平均的圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部從中間圖像數(shù)據(jù)提取亮度數(shù) 據(jù)，并根據(jù)提取的亮度數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部可以選擇每個像素的多個彩
色圖像數(shù)據(jù)中的一個，該一個彩色圖像數(shù)據(jù)在中間圖像數(shù)據(jù)中的每個 像素的彩色圖像數(shù)據(jù)中具有最高的灰度級，從而根據(jù)該最高的灰度級 確定每個像素的灰度級。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部可以進(jìn)行直方圖裁減處理、 伽瑪曲線轉(zhuǎn)換處理和直方圖放大處理中的至少一個。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部參考查看表產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，査看表可以是三維表，其列出了與要在中間圖像數(shù)據(jù)中指定的每個RGB顏色的灰度級相關(guān)聯(lián)的灰度級。在另一個實施例中，彩色圖像產(chǎn)生部基于中間圖像數(shù)據(jù)和單色圖 像數(shù)據(jù)參考査看表來產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，查看表可以是四維查看表，其列出了與每個 RGB顏色的灰度級和單色圖像數(shù)據(jù)的灰度級相關(guān)聯(lián)的第一LCD面板的 彩色圖像數(shù)據(jù)的灰度級。在另一個實施例中，彩色圖像產(chǎn)生部可以將中間圖像數(shù)據(jù)的亮度 分量除以單色圖像數(shù)據(jù)的亮度，從而產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，在除之前，彩色圖像產(chǎn)生部可以向單色圖像 數(shù)據(jù)的亮度增加不小于一的整數(shù)。在另一個實施例中，單色圖像產(chǎn)生部和彩色圖像產(chǎn)生部的至少一 個可由軟件實現(xiàn)。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元可以包括對應(yīng)于n個LCD
面板的n個子部。在另一個實施例中，n個LCD面板每個可以包括三端非線性器件 的陣列，其以偽靜態(tài)有源矩陣驅(qū)動方案驅(qū)動相應(yīng)的一個LCD面板。在另一個實施例中，n個LCD面板每個都可以包括兩端非線性器 件的陣列，其以有源矩陣驅(qū)動方案驅(qū)動相應(yīng)的一個LCD面板。在第五個方面中，本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動液晶顯示(LCD)單 元的驅(qū)動電路，該液晶顯示單元包括從LCD單元的光發(fā)射側(cè)按下述順 序設(shè)置的第一LCD器件、第二LCD器件和光源，第一LCD器件包括 夾在一對第一偏振膜之間的第一 LCD面板，第二 LCD器件包括夾在 一對第二偏振膜之間的第二 LCD面板?？拷诙?LCD面板的一個第 一偏振膜和靠近第一 LCD面板的一個第二偏振膜具有彼此平行的光 軸，或者由共用的偏振膜構(gòu)成，其中驅(qū)動電路包括用于在其中接收輸入圖像數(shù)據(jù)的單個輸入端口組； 圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的圖像處理算法來產(chǎn)生兩組輸 出圖像數(shù)據(jù)；和兩個輸出端口組，用于在其中傳送分別用于驅(qū)動第一 和第二 LCD器件的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。在第五個方面的一個實施例中，驅(qū)動電路可在單個IC芯片或多個 IC芯片上實現(xiàn)，從而構(gòu)成單個圖像數(shù)據(jù)控制芯片或多個圖像數(shù)據(jù)控制 芯片。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元可以包括定時控制器，用 于控制輸出到第一和第二LCD面板的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)之間的定時。在另一個實施例中，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部， 用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向第二 LCD面板輸出 單色圖像數(shù)據(jù)，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的
第一像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指 定第一灰度級，該第一灰度級對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像 素的原始灰度級；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色 圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向第一 LCD器件輸出彩色圖像數(shù)據(jù)。盡管參照示例性實施例及其修改例特別顯示和描述了本發(fā)明，但 本發(fā)明并不限于這些實施方案和修改例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，在不脫離由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可在形 式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示LCD系統(tǒng)，包括顯示彩色圖像并包括疊置的多個(n個)LCD面板的LCD單元；和根據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動所述LCD單元的圖像數(shù)據(jù)處理單元，所述多個LCD面板包括包含濾色器層的第一LCD面板；和不包含濾色器層的第二LCD面板，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二LCD面板輸出所述單色圖像數(shù)據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，而對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，所述第一灰度對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述第二像素的原始灰度級；彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第一LCD面板輸出所述彩色圖像數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述彩色圖像數(shù)據(jù)對 于所述第一像素指定與在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述第一像素的 原始灰度級對應(yīng)的第二灰度級，并且對于所述第二像素指定第三灰度 級，所述第三灰度級是對在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述第二像素 的所述原始灰度級校正對應(yīng)于在所述全透射與所述第一灰度級的透射 之間的透射系數(shù)的差的量所獲得的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述彩色圖像數(shù)據(jù)指 定由觀看到穿過所述第一和第二LCD面板的光的觀看者所看到的每 個像素的顏色為在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述每個像素的原始顏 色。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述單色圖像產(chǎn)生 部將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一單色圖像數(shù)據(jù)，并對所述第一單色 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖裁減和放大，從而計算所述第一灰度級。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述單色圖像產(chǎn)生 部在產(chǎn)生所述第一單色圖像數(shù)據(jù)之后，在所有基色中選擇在所述輸入 圖像數(shù)據(jù)中具有最大灰度級的基色，并將所述選定基色的灰度級確定 作為所述第一單色圖像數(shù)據(jù)中的灰度級。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述單色圖像產(chǎn)生 部在產(chǎn)生所述第一單色圖像數(shù)據(jù)之后，將所述輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 HSV彩色坐標(biāo)系統(tǒng)，從而提取亮度分量，并根據(jù)所述提取的亮度分量 來確定每個像素的灰度級。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生部 在產(chǎn)生所述第一單色圖像數(shù)據(jù)之后，在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中選擇一個 基色，并根據(jù)所選擇的一個所述基色的灰度級來確定每個像素的灰度 級。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述單色圖像產(chǎn)生 部在產(chǎn)生所述第一單色圖像數(shù)據(jù)之后，在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中選擇兩 個基色，并通過對所選擇的所述兩個基色進(jìn)行灰度處理而確定每個像 素的灰度級。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述閾值在所述全 透射的透射系數(shù)的20%和80%之間的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述閾值在所述全 透射的透射系數(shù)的20%和600%之間的范圍內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述閾值在所述全 透射的透射系數(shù)的30%和50%之間的范圍內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，除所述第一 LCD面板之外 的所述多個LCD面板的每一個都不包括濾色器層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述第一和第二LCD 面板具有共用的像素分辨率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述第一 LCD面板包 括含有三個子像素的像素，并且所述濾色器層包括RGB濾色器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述第一LCD面板 包括含有四個到七個子像素的像素，并且所述濾色器層包括RGB濾色 器和黃色、洋紅色、青色和透明濾色器中的至少一個。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元進(jìn)一步包括對由所述單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的所述單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行平均處理的運算處理部，從而向所述第二LCD面板和所述彩色圖像 產(chǎn)生部輸出得到的平均圖像數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的LCD系統(tǒng)，其中，在使用依賴于距 所述主像素特定距離內(nèi)的臨近像素與所述主像素之間距離的加權(quán)系數(shù) 的同時，所述運算處理部通過對位于所述臨近像素的灰度級進(jìn)行加權(quán) 平均來進(jìn)行所述平均處理。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述加權(quán)系數(shù)服 從高斯分布。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述運算處理部 向所述單色圖像數(shù)據(jù)提供亮度變化，而沒有降低所述單色圖像數(shù)據(jù)的 原始亮度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的LCD系統(tǒng)，其中在i方向和j方向上 分別距主像素特定距離的土M個像素和土N個像素的范圍中，所述運算 處理部使用加權(quán)系數(shù)分布進(jìn)行加權(quán)平均處理，并對得到的平均灰度級 的直方圖進(jìn)行裁減和放大，由此提供所述亮度變化，而沒有降低所述 單色圖像數(shù)據(jù)的原始亮度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述運算處理部 過使用下面的公式對具有灰度級f (i,j)的主像素(i，j)進(jìn)行加權(quán)平均 處理，從而通產(chǎn)生加權(quán)平均的灰度級g :<formula>formula see original document page 5</formula>其中G (ij) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值和最大灰度級。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的LCD系統(tǒng)，其中在i方向和j方向上 分別距所述主像素士M個像素和土N個像素的范圍中，所述運算處理部 使用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均處理，并對得到的平均灰度級的直方圖進(jìn) 行裁減和放大，由此改變像素的亮度，而沒有降低所述像素的亮度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述運算處理部 通過使用下面的公式對具有灰度級f (i，j)的主像素(i,j)進(jìn)行平均處 理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的灰度級g (i，j):<formula>formula see original document page 5</formula>其中G (i，j) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值和最大灰度級。(2M + l)(2iV + l)
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述運算處理部 進(jìn)行下述處理在i方向和j方向上分別距所述主像素土M個像素和士N 個像素的范圍中，使用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行所述平均處理，從而產(chǎn)生加權(quán)平 均亮度；對所述加權(quán)平均亮度和所述主像素的亮度進(jìn)行簡單平均處理； 以及對得到的平均亮度的獲得的直方圖進(jìn)行裁減和放大，由此改變像 素的亮度，而沒有降低所述像素的亮度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述運算處理部 通過使用下面的公式對具有灰度級f (i,j)的主像素(i，j)進(jìn)行平均處 理，從而產(chǎn)生加權(quán)平均的灰度級g (i,j):<formula>formula see original document page 6</formula>其中G (i，j) 、 Y和SMAX分別表示任意加權(quán)系數(shù)分布矩陣、伽瑪值 和最大灰度級。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中，所述LCD面板每個 都具有m個灰度級，且所述LCD單元具有不小于m且不大于m11的灰 度級數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述LCD面板可通過 使得通過大致平行于所述LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài) 之間驅(qū)動在平行于所述LCD面板的方向上取向的LC分子的驅(qū)動模式 驅(qū)動。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述LCD面板可通過 使得通過大致垂直于所述LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài) 之間驅(qū)動在垂直于所述LCD面板的方向上取向的LC分子的驅(qū)動模式 驅(qū)動。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LCD系統(tǒng)，其中所述LCD面板可通過 使得通過大致垂直于所述LCD面板的電場在光透射狀態(tài)與光阻斷狀態(tài) 之間驅(qū)動LC層中的LC分子的驅(qū)動模式驅(qū)動，所述LC分子在平行于 所述LCD面板的方向上取向并在所述LC層內(nèi)從一個表面到其內(nèi)部旋 轉(zhuǎn)90度。
30. —種液晶顯示LCD系統(tǒng)，包括LCD單元，顯示彩色圖像并 包含由點矩陣驅(qū)動方案驅(qū)動的光源和至少一個LCD面板；以及圖像數(shù) 據(jù)處理單元，接收輸入圖像數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生用于驅(qū)動LCD單元的輸出圖 像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸 入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述光源輸出所述單色圖像數(shù) 據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素 指定全透射，對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像素指定第 一灰度級，所述第一灰度級對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述 第二像素的原始灰度級；彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù) 據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述LCD面板輸出 所述彩色圖像數(shù)據(jù)，所述光源根據(jù)所述單色圖像數(shù)據(jù)來控制所述LCD面板中每個像素點的亮度。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元進(jìn)一步包括運算處理部，用于對由所述單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的所 述單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，從而向所述光源和所述圖像產(chǎn)生部輸 出平均的圖像數(shù)據(jù)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的LCD系統(tǒng)，其中所述光源包括電燈 泡、發(fā)光二極管、有機(jī)電致發(fā)光、無機(jī)電致發(fā)光、場發(fā)射型顯示器和 等離子體顯示面板中的至少一個。
33. —種液晶顯示LCD系統(tǒng)，包括LCD單元，包含疊置的多個 LCD面板；和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動所述LCD單元，所述多個LCD面板包括都不包含濾色器層的第一 LCD面板和 第二 LCD面板，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二 LCD面板輸出所述單 色圖像數(shù)據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的 第一像素指定全透射，對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像 素指定第一灰度級，所述第一灰度級對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指 定的所述第二像素的原始灰度級；以及彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所 述輸入圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述 第一 LCD面板輸出所述彩色圖像數(shù)據(jù)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元進(jìn)一步包括運算處理部，用于對由所述單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的所 述單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，從而向所述第二 LCD面板和所述彩色 圖像產(chǎn)生部輸出平均的圖像數(shù)據(jù)。
35. —種電子設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求l、 30和33任意一個所述 的LCD系統(tǒng)。
36. —種圖像源轉(zhuǎn)移/調(diào)整單元，包括根據(jù)權(quán)利要求l、 30和33任 意一個所述的LCD系統(tǒng)。
37. —種圖像數(shù)據(jù)切換單元，包括根據(jù)權(quán)利要求l、 30和33任意 一個所述的LCD系統(tǒng)。
38. —種圖像診斷系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求l、 30和33任意一個 所述的LCD系統(tǒng)。
39. —種液晶顯示LCD系統(tǒng)，包括包含疊置的多個(n個)LCD 面板的LCD單元；用于根據(jù)圖像源產(chǎn)生中間圖像數(shù)據(jù)的圖像源單元； 以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述中間圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)從 而驅(qū)動所述LCD單元，所述多個LCD面板包括包含濾色器層的第一 LCD面板和不包 含濾色器層的第二LCD面板，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述中 間圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二LCD面板輸出所述單 色圖像數(shù)據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的 第一像素指定全透射，對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像 素指定第一灰度級，所述第一灰度級對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指 定的所述第二像素的原始灰度級；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述 中間圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第 一 LCD面板輸出所述彩色圖像數(shù)據(jù)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像源單元包 括信號發(fā)射器，用于將所述圖像源轉(zhuǎn)換為適于在所述發(fā)射器和所述圖 像數(shù)據(jù)處理單元之間進(jìn)行信號傳輸?shù)乃鲋虚g圖像數(shù)據(jù)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元包括定時控制器，用于控制向所述彩色圖像產(chǎn)生部輸入所述中間 圖像數(shù)據(jù)與輸入所述單色圖像數(shù)據(jù)之間的定時。
42. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元包括其中存儲從所述彩色圖像產(chǎn)生部輸出的所述彩色圖像數(shù)據(jù) 的第一緩沖存儲器；和用于從所述第一緩沖存儲器讀取所述彩色圖像 數(shù)據(jù)以向所述第一 LCD面板輸出所述彩色圖像數(shù)據(jù)的第一發(fā)射器；第 二緩沖存儲器，其中存儲所述單色圖像數(shù)據(jù)；和用于讀取所述單色圖 像數(shù)據(jù)以向所述第二 LCD面板輸出所述單色圖像數(shù)據(jù)的第二發(fā)射器。
43. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元進(jìn)一步包括運算處理部，用于對由所述單色圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生的所 述單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，從而向所述第二 LCD面板和所述彩色 圖像產(chǎn)生部輸出平均的圖像數(shù)據(jù)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生 部從所述中間圖像數(shù)據(jù)提取亮度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述提取的亮度數(shù)據(jù)來 產(chǎn)生所述單色圖像數(shù)據(jù)。
45. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生 部選擇每個像素的多個彩色圖像數(shù)據(jù)中的一個，所述一個彩色圖像數(shù) 據(jù)在所述中間圖像數(shù)據(jù)中的所述每個像素的所述彩色圖像數(shù)據(jù)中具有 最高的灰度級，從而根據(jù)所述最高的灰度級來確定所述每個像素的灰 度級。
46. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生 部進(jìn)行直方圖裁減處理、伽瑪曲線轉(zhuǎn)換處理和直方圖放大處理中的至 少一個。
47. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生 部參考査看表來產(chǎn)生所述單色圖像數(shù)據(jù)。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的LCD系統(tǒng)，其中所述査看表是三維 表，其列出了與在所述中間圖像數(shù)據(jù)中指定的每個RGB顏色的灰度級 相關(guān)聯(lián)的灰度級。
49. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述彩色圖像產(chǎn)生 部基于所述中間圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)參考査看表來產(chǎn)生所述 彩色圖像數(shù)據(jù)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的LCD系統(tǒng)，其中所述查看表是四維 查看表，其列出了與每個RGB顏色的灰度級和所述單色圖像數(shù)據(jù)的灰 度級相關(guān)聯(lián)的所述第一LCD面板的所述彩色圖像數(shù)據(jù)的灰度級。
51. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述彩色圖像產(chǎn)生 部將所述中間圖像數(shù)據(jù)的亮度分量除以所述單色圖像數(shù)據(jù)的亮度，從 而產(chǎn)生所述彩色圖像數(shù)據(jù)。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的LCD系統(tǒng)，其中在除之前，所述彩 色圖像產(chǎn)生部向所述單色圖像數(shù)據(jù)的所述亮度增加不小于一的整數(shù)。
53. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述單色圖像產(chǎn)生 部和所述彩色圖像產(chǎn)生部中的至少一個由軟件實現(xiàn)。
54. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理 單元包括對應(yīng)于n個LCD面板的n個子部。
55. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述n個LCD面板 每個都包括三端非線性器件的陣列，其以偽靜態(tài)有源矩陣驅(qū)動方案來 驅(qū)動相應(yīng)的一個所述LCD面板。
56. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的LCD系統(tǒng)，其中所述n個LCD面板 每個都包括兩端非線性器件的陣列，其以有源矩陣驅(qū)動方案來驅(qū)動相 應(yīng)的一個所述LCD面板。
57. —種用于驅(qū)動液晶顯示LCD單元的驅(qū)動電路，該LCD單元包 括從所述LCD單元的光發(fā)射側(cè)按順序設(shè)置的第一 LCD器件，第二 LCD 器件和光源，所述第一LCD器件包括夾在一對第一偏振膜之間的第一 LCD面板，所述第二 LCD器件包括夾在一對第二偏振膜之間的第二 LCD面板，靠近所述第二 LCD面板的一個所述第一偏振膜和靠近所述 第一 LCD面板的一個所述第二偏振膜具有彼此平行的光軸，或者由共用的偏振膜構(gòu)成，其中所述驅(qū)動電路包括單個輸入端口組，用于接收通過所述單個輸 入端口組的輸入圖像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的 圖像處理算法來產(chǎn)生兩組輸出圖像數(shù)據(jù)；和兩個輸出端口組，用于通 過所述兩個輸出端口組傳送分別用于驅(qū)動所述第一和第二LCD器件的 兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的驅(qū)動電路，其中所述驅(qū)動電路實現(xiàn)在 單個IC芯片或多個IC芯片上，從而構(gòu)成單個圖像數(shù)據(jù)控制芯片或多 個圖像數(shù)據(jù)控制芯片。
59. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的驅(qū)動電路，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單 元包括定時控制器，用于控制輸出到所述第一和第二 LCD面板的所述 兩組輸出圖像數(shù)據(jù)之間的定時。
60. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的驅(qū)動電路，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單 元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)， 從而向所述第二 LCD面板輸出所述單色圖像數(shù)據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù) 對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級，所述第一灰 度級對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述第二像素的原始灰度 級；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像 數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第一 LCD器件輸出所述彩色圖像 數(shù)據(jù)。
全文摘要
LC單元包括疊置的第一和第二LCD面板。圖像數(shù)據(jù)處理單元將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到第二LCD面板，并且將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到第一LCD面板。該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度的像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度的像素指定原始灰度級。根據(jù)單色圖像數(shù)據(jù)和輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號G09G3/36GK101165767SQ20071018233
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者八代高士, 池野英德 申請人:Nec液晶技術(shù)株式會社