專利名稱：利用反射光調(diào)制器提高顯示系統(tǒng)的編址頻率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電光光調(diào)制器的顯示系統(tǒng)，用于顯示分布在連續(xù)幀中的連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)；并且更具體地涉及一種滾動(dòng)彩色投影顯示系統(tǒng)，其中使得彩條重復(fù)滾動(dòng)穿過單個(gè)電光光調(diào)制器屏面，以產(chǎn)生彩色顯示。
本發(fā)明還涉及一種方法，用于為顯示分布在連續(xù)幀中的連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)的顯示系統(tǒng)編址，該系統(tǒng)使用反射型電光光調(diào)制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩陣陣列，用于在連續(xù)的幀周期內(nèi)調(diào)制光。
這種單一屏面的滾動(dòng)彩色顯示系統(tǒng)是已知的。例如參見已授權(quán)的U．S專利5，532，763，在此將其合并作為參考。
這些顯示系統(tǒng)尤其適合用于顯示彩色信息，以分布在連續(xù)幀中表示全部彩色幀的連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)的形式，每一幀包括例如彩色視頻信息的彩色子幀分量。這些系統(tǒng)使用包括象素的行和列矩陣陣列的電光光調(diào)制器，用于根據(jù)連續(xù)的幀周期內(nèi)的圖像信息信號(hào)調(diào)制光。在對(duì)于每一顏色分量的每個(gè)幀期間，信號(hào)信息每次作用在直線陣列的象素行上。
由于行和列電極的矩陣結(jié)構(gòu)、開關(guān)和存儲(chǔ)電容器都可以集成在位于反射象素電極下面的硅基片上，因而能夠保證這種高分辨率顯示所需要的高象素密度這樣的事實(shí)，這種使用硅上的單個(gè)反射型高密度有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)作為電光光調(diào)制器的顯示系統(tǒng)，被認(rèn)為是高分辨率彩色投影系統(tǒng)。
不幸的是，LC光電元件結(jié)構(gòu)中反射象素電極的位置導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)期間的不對(duì)稱的電行為，以驅(qū)動(dòng)電壓中的DC偏差形式，甚至在AC驅(qū)動(dòng)的情況下。連續(xù)刷新的顯示圖像(例如視頻圖像)的電視接收機(jī)將該DC偏差檢測(cè)為閃爍。
抑制該閃爍的一種辦法是調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓，來補(bǔ)償DC偏差。但是，這種補(bǔ)償計(jì)劃是難以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槠铍妷涸谙笏仃嚵猩馅呌诓痪鶆?，并且還趨于隨時(shí)間而變化。
抑制該閃爍的另一種辦法是該系統(tǒng)在超出可以檢測(cè)到閃爍的界限很高的幀頻下運(yùn)行。但是，這種運(yùn)行將減少顯示的亮度。其原因在于為了調(diào)節(jié)LC材料的精確的轉(zhuǎn)換次數(shù)，防護(hù)條(圖2和3A中的30、34和38)使彩條(32、36和40)分開，并因此保持色彩純度。
在很高幀頻下運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)減少滾動(dòng)方向中的彩條(圖3B中46、50、54、58、62、66)的尺寸，因?yàn)槔貌噬畔⒚恳恍聨瑸橄笏仃嚵芯幹返臅r(shí)間間隔將減少。但是，防護(hù)條(44、48、52、56、60、64)的尺寸將保持相同，因?yàn)長(zhǎng)C材料的轉(zhuǎn)換時(shí)間保持相同。因此，不利用彩色信息對(duì)象素陣列進(jìn)行編址的空載時(shí)間的比例將減少。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種用于顯示分布在連續(xù)幀中連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)的顯示系統(tǒng)，并且利用電光光調(diào)制器，其中在基本上不減少顯示亮度的情況下減少顯示的閃爍。
根據(jù)本發(fā)明，提供顯示系統(tǒng)用作顯示分布在代表色幀的連續(xù)幀中連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)，該系統(tǒng)使用電光光調(diào)制器，其包括象素的行和列矩陣陣列，來根據(jù)連續(xù)幀周期內(nèi)的圖象信息調(diào)制光，其中在每幀周期中利用圖象信息對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在使用滾動(dòng)條的投影系統(tǒng)中，在基本上不減少顯示亮度的情況下可以減少閃爍。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)滾動(dòng)條投影系統(tǒng)使用反射有源矩陣LCD調(diào)制器時(shí)，在基本上不減少顯示亮度的情況下，減少由于有源矩陣LCD中的電不對(duì)稱所引起的閃爍。
根據(jù)本發(fā)明的該系統(tǒng)的其他優(yōu)選實(shí)施例由從屬權(quán)利要求限定。
本發(fā)明的目的還在于提供一種方法，用于為使用反射電光調(diào)制器的顯示系統(tǒng)編址，在不減少顯示亮度的情況下減少顯示的閃爍。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法的其特征在于，該方法包括在每幀周期中對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，用對(duì)應(yīng)于正在編址的彩色信號(hào)信息的彩條來照明矩陣陣列。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，每一幀包括兩個(gè)或更多個(gè)顏色分量子幀，并且在每幀周期中利用至少一個(gè)顏色分量子幀，并且最好是所有顏色分量子幀的圖象信息信號(hào)對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
最好是，反射電光光調(diào)制器是有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)裝置。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的典型AMLCD裝置的簡(jiǎn)化平面圖2是滾動(dòng)彩色系統(tǒng)中電光光調(diào)制器面板照明的示意圖；圖3A和3B是利用不同幀頻為滾動(dòng)彩色投影系統(tǒng)的電光光調(diào)制器的象素陣列的行編址的時(shí)序圖；和圖4是滾動(dòng)彩色投影系統(tǒng)的時(shí)序圖，其中在不提高幀頻的情況下提高編址頻率。
參見圖1，示意性的表示現(xiàn)有技術(shù)LCD-TV顯示系統(tǒng)的方框圖，其包括包含AMLCD面板10的顯示裝置。面板10由每行中具有n個(gè)水平顯示(圖象)元件或象素20(1到n)的m行(1到m)組成。實(shí)際上，矩陣陣列中顯示元件(m x n)的總數(shù)可能是100，000或更多(對(duì)于HDTV達(dá)到1．3百萬)。每個(gè)顯示元件20(表示顯示器的一個(gè)象素)具有充當(dāng)開關(guān)元件的輔助IGFET晶體管。每行中所有IGFETs的門極與行(Y)電極14連接，并且一列中每個(gè)IGFET的源極與列(X)電極15連接，此處有m行電極14和n列電極15。以將要描述的方式將IGFETs11的漏極分別與顯示元件的電極連接。
顯示元件的共同的反電極由與運(yùn)載IGFETs的基片隔開的基片運(yùn)載，并且在此之間設(shè)有具有液晶材料的顯示元件的輔助電極。液晶材料根據(jù)作用在此處的電壓調(diào)制光?？梢允褂门c圖象元件對(duì)準(zhǔn)的濾色鏡，利用已知原理來產(chǎn)生彩色顯示。
通過在編址時(shí)間Ta將門電壓作用到那一行的行電極14上，來實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示元件20的矩陣陣列的每一行編址。這樣開啟矩陣的那一行中的所有IGFETs，允許將視頻信號(hào)經(jīng)由列電極15傳送到顯示元件。以這種方式對(duì)行電極連續(xù)編址，以提供整個(gè)矩陣陣列的每次一行的掃描。一個(gè)矩陣陣列的完整的掃描代表一幀視頻信息，在此之后利用下一幀信息對(duì)陣列進(jìn)行再編址。
在開啟一行中的IGFETs來進(jìn)行編址的時(shí)間Ta期間，切斷陣列剩余行中的所有其他IGFETs，因而使它們的相關(guān)圖象元素與要不然會(huì)引入顯示降級(jí)色度亮度干擾的雜散電壓分離。在這個(gè)時(shí)間間隔期間，這些分離的圖象元素必須依靠它們的自然電容和一些輔助存儲(chǔ)電容(該圖中沒有示出)來保持它們的圖像信息。
如圖1中所示，由調(diào)諧器24、IF電路25和視頻放大器26，產(chǎn)生一個(gè)輸入信號(hào)，經(jīng)同步分離器23通過行同步脈沖將信號(hào)饋送給時(shí)鐘電路22，由時(shí)鐘電路22對(duì)移位寄存器21提供規(guī)則的定時(shí)脈沖，數(shù)字移位寄存器21驅(qū)動(dòng)行(Y)電極14。
同時(shí)從模擬移位寄存器電路28將視頻信息信號(hào)提供給列(X)電極15，該電路28包括一個(gè)或多個(gè)移位寄存器，由視頻放大器26對(duì)其提供視頻信號(hào)并且從時(shí)鐘電路22中利用行編址同步對(duì)其提供定時(shí)脈沖。移位寄存器電路提供適合于面板10每次傳送一行的串行向并行的轉(zhuǎn)換，對(duì)視頻信號(hào)中相應(yīng)行采樣并且在列(X)電極15上放置合適的電壓，然后供給列中IGFETs的源極。當(dāng)開啟對(duì)行中的IGFETs進(jìn)行編址時(shí)，每個(gè)源極上的電壓傳送給漏極，并且從那里將圖象元素與漏極連接，因此利用表示那個(gè)元素視頻信息的源極電壓對(duì)與元素相關(guān)的液晶充電。
參見圖2，這里顯示的是滾動(dòng)彩色系統(tǒng)中電光光調(diào)制器面板照明的示意圖。這種面板是典型的AMLCD，其由可單獨(dú)編址的反射象素電極(圖中沒有顯示)所限定的象素的行(或排)和列的矩陣組成，以如上所述的每次傳送一行對(duì)其編址。紅色、藍(lán)色和綠色彩條(32、36、40)按箭頭方向連續(xù)沿矩陣陣列(由框符42所表示)向下滾動(dòng)。在時(shí)間t瞬間的陣列上顯示紅色彩條32、藍(lán)色彩條34和綠色彩條36。
對(duì)應(yīng)于下一個(gè)前進(jìn)彩條的具有彩色信號(hào)信息行的編址，通過相應(yīng)于轉(zhuǎn)換時(shí)間所需要LC材料的間隔，使得彩條轉(zhuǎn)換相應(yīng)于新彩色信號(hào)的狀態(tài)，在此該間隔被認(rèn)為是防護(hù)條。因此，在時(shí)間t的瞬間，利用綠色信號(hào)信息對(duì)行341進(jìn)行加載，利用藍(lán)色信號(hào)信息對(duì)行683進(jìn)行加載，并且利用紅色信號(hào)信息對(duì)行1024進(jìn)行加載。彩條32、36、40之間的間隔代表防護(hù)條30、34和38。
參見圖3A的時(shí)序圖，其表示以60Hz幀頻的AMLCD中一些特殊行的時(shí)序，可以看出將16．66ms的幀周期分成三個(gè)相等的子幀周期，用于對(duì)以幀全彩色信息中的紅色、藍(lán)色和綠色原色分量進(jìn)行編址。箭頭在t=0；t=5．53ms；t=11．06ms標(biāo)志綠色(G+)、紅色(R+)和藍(lán)色(B+)顏色分量信號(hào)信息編址的開始。曲線A，在編址開始時(shí)上升，代表LC材料對(duì)信號(hào)信息的光響應(yīng)，表示在完成代表信號(hào)信息的傳輸狀態(tài)中的延遲。因此，曲線A代表隨時(shí)間提高顯示的亮度。曲線B，在編址開始時(shí)下降，代表在通過前一個(gè)彩色分量的信號(hào)信息( )進(jìn)行編址后，LC材料的光衰減。陰影塊32、36和40代表利用相應(yīng)的綠色、紅色和藍(lán)色彩條對(duì)矩陣陣列的照明。陰影塊之間的間隔30、34和38代表防護(hù)條。
圖3B是類似于圖3A的時(shí)序圖，用圖表表示幀頻從60Hz提高到95Hz時(shí)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。選擇60Hz和95Hz的幀頻進(jìn)行比較是因?yàn)?，?dāng)防護(hù)條在600us保持恒量時(shí)，在60Hz的矩陣陣列上一個(gè)彩條的照明時(shí)間等于95Hz的兩個(gè)彩條的照明時(shí)間?，F(xiàn)在這有兩倍于圖3A的彩條(46、50、54、58、62、66)和防護(hù)條(44、48、52、56、60、64)。
因?yàn)樵?5Hz需要的額外的防護(hù)條，實(shí)現(xiàn)接近10％的光通過量的損耗。由于LC材料的響應(yīng)時(shí)間，1．2ms的時(shí)間有0-90％的光衰減，實(shí)現(xiàn)另外大約34％的光通過量損耗。在它們相應(yīng)的照明周期中，通過對(duì)LC材料的每個(gè)亮度響應(yīng)曲線A下的面積進(jìn)行積分，來確定該損耗。
圖4顯示類似于圖3A和3B所示的時(shí)序圖，其中對(duì)每個(gè)顏色分量編址的頻率也就是刷新速率是加倍的，同時(shí)保持相同的全幀頻，是為了在不提高系統(tǒng)光通過量的情況下減少閃爍。因此，在箭頭所標(biāo)示G+時(shí)，開始對(duì)綠色顏色分量信號(hào)進(jìn)行編址，并且在箭頭所標(biāo)示的G-(表示相反極性的G信號(hào))時(shí)再次開始，對(duì)R和B是同樣的。因此，利用每次極性相反時(shí)，在每一顏色子幀中對(duì)每行編址兩次。就象在圖3A和3B中一樣，陰影塊70、74、78分別表示綠色、紅色和藍(lán)色彩條，同時(shí)間隔68、72和76表示防護(hù)條。
權(quán)利要求
1．一種顯示系統(tǒng)，用于顯示分布在表示全色幀的連續(xù)幀中連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)，該系統(tǒng)使用反射電光光調(diào)制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩陣陣列，用于在連續(xù)幀周期間根據(jù)圖像信息信號(hào)調(diào)制光，和利用圖象信息信號(hào)對(duì)陣列編址的裝置(21-26)，其特征在于在每幀的周期期間對(duì)陣列每行至少編址兩次。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中每幀包括至少兩個(gè)顏色分量子幀，并且在每幀周期中利用至少一個(gè)顏色分量子幀的圖象信息信號(hào)對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中在每幀周期中利用全部顏色分量子幀的圖象信息信號(hào)對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中反射電光光調(diào)制器是有源矩陣液晶顯示器裝置(10)。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示系統(tǒng)，其中利用對(duì)應(yīng)于正在編址的顏色分量子幀信號(hào)信息的滾動(dòng)彩條(32、36、40)對(duì)矩陣陣列照明。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中幀頻是60Hz，并且在每幀周期中利用子幀信號(hào)信息對(duì)象素陣列的行編址兩次。
7．一種用于對(duì)顯示系統(tǒng)編址的方法，該顯示系統(tǒng)用于顯示分布在表示全色幀的連續(xù)幀中連續(xù)刷新的圖象信息信號(hào)，該系統(tǒng)使用反射電光光調(diào)制器(10)，其包括象素(20)的行和列矩陣陣列，用于在連續(xù)幀周期間根據(jù)圖像信息信號(hào)調(diào)制光，其特征在于該方法包括在每幀的周期期間對(duì)陣列每行至少編址兩次。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中每幀包括至少兩個(gè)顏色分量子幀，并且在每幀周期中利用至少一個(gè)顏色分量子幀的圖象信息信號(hào)對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在每幀周期中利用全部顏色分量子幀的圖象信息信號(hào)對(duì)陣列的每行至少編址兩次。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中反射電光光調(diào)制器是有源矩陣液晶顯示器裝置(10)。
11．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中利用對(duì)應(yīng)于正在編址的顏色分量子幀言號(hào)信息的滾動(dòng)彩條(32、36、40)對(duì)矩陣陣列照明。
12．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中幀頻是60Hz，并且在每幀周期中利用子幀信號(hào)信息對(duì)象素陣列的各行編址兩次。
全文摘要
在滾動(dòng)彩色投影系統(tǒng)中,該系統(tǒng)用于顯示通過連續(xù)刷新的信息幀表示的圖像,例如視頻圖象,并且使用例如AMLCD等單個(gè)反射電光光調(diào)制器,通過在每幀周期中對(duì)調(diào)制器陣列至少編址兩次,可以在基本上不減少顯示亮度的情況下,減少由光調(diào)制器的不對(duì)稱電行為所引起的圖象中的閃爍。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1291322SQ99802966
公開日2001年4月11日 申請(qǐng)日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者G·梅爾尼克, P·揚(yáng)森 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司