CN1575487A - 用于象素亮度控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

LCOS芯片可以具有被分成外部子象素和内部子象素的象素。一驱动器可以单独地驱动这些子象素。驱动技术可采用脉宽调制。因为象素被分成子象素，所以可以用更长持续时间的脉冲来代替驱动未被分割的象素的短脉冲。在一个可选实施例中，象素未被分成子象素。该驱动技术可以是脉宽调制脉冲振幅调制的组合。波形可以用具有更长的持续时间和降低的电平的脉冲来代替短脉冲。

Description

用于象素亮度控制的系统和方法
技术领域
本文所描述的主题通常涉及显示装置领域，并且更具体地涉及用于象素亮度控制的系统和方法。
背景技术
要获得黑、白之间的256级灰度级，可以用从0％到100％之间不同占空比宽度的脉冲来驱动象素，或者用256个不同电平来驱动象素。类似地，例如，每个象素使用红、绿、蓝点的彩色显示器，让每个点产生不同的亮度，从而产生作为这些颜色的混合的一系列颜色。
但是短的脉冲宽度和小的电压阶跃的分辨率由于液晶和电路抑制难以达到。
附图说明
图1是用于一个象素亮度控制的特定的系统图。
图2是驱动图1所示的象素的波形波形的一个实施例的图。
图3是驱动图1所示的象素的波形的一个可选实施例的图。
图4是驱动一个象素的波形的另一个可选实施例的图。
图5是驱动一个象素的波形的另一个可选实施例的图。
图6是驱动一个象素的波形的另一个可选实施例的图。
各图中相同的附图标记表示相同的原件。
具体实施方式
本发明公开了一种象素亮度控制的系统和方法。这种系统和方法可以增加半导体液晶(LCOS)显示器的灰度级分辨率。此处使用的灰度级指代灰度级系统和彩色系统，此处使用的色调指代象素亮度。
图1是用于一个象素亮度控制的特定的系统图。LCOS芯片可以具有被分成外部子象素102与内部子象素104的象素。子象素的大小可以是如10微米或更小。子象素可以被调节用于补偿边缘效应，例如，子象素可以是同心的。在图1的特定设计里，子象素的光输出比可以约为1∶1。子象素的面积可以大约是未分割的象素面积的一半，未分割的象素使用典型的脉宽调制信号。
驱动器106可以单独地驱动子象素。驱动技术可以使用脉宽调制。因为象素被分成了子象素，因此可以用更长的脉冲作为驱动脉冲。这些更长的脉冲比驱动未分割的象素的脉冲长。这些更长的脉冲还可以被提供用于液晶和电路抑制中的脉冲形状。
图2是驱动图1所示的象素的波形的一个实施例的图。图中举了一个3位的例子，它能够提供具有8个(＝23)色调的灰度级。两个子象素共同提供一个空间位(s＝1)，而波形提供两个脉冲宽度或两个电气位(e＝2)。具有阴影的脉冲可以被施加于内部子象素，无阴影的脉冲可以被施加到内部子象素和外部子象素上。
最低有效脉冲宽度，显示为具有阴影的第一脉冲202，并且次最低有效脉冲宽度204，可以约为同样的宽度，例如八分之二(2/8)。这个宽度大约是驱动未分割象素的典型脉宽度调制信号的最低有效脉冲的宽度(1/8)的两倍。在此例中，最有效脉冲206的宽度约为其它两个脉冲宽度的两倍。
第一脉冲202可以被施加到一个子象素，如，内部子象素104上。内部子象素的二分之一(1/2)的面积和第一脉冲的八分之二(2/8)宽度可以产生八分之一(1/8)的灰度级色调。
第二脉冲204可以被施加到内部子象素104和外部子象素102上，从而可以产生八分之二(2/8)的灰度级色调。第一脉冲202可以被施加到内部子象素上并且第二脉冲204可以被施加到内部子象素和外部子象素上以产生一个八分之三(3/8)的灰度级色调。具有八分之四(4/8)脉冲宽度的第三脉冲206可以被施加到内部象素和外部子象素上以产生八分之四的灰度级色调。剩下的灰度级色调可以用类似的方式产生，如图2所示。
可以使用类似的方法将该系统按比例扩大成产生2N个灰度级色调，其中N可以是正整数。
图3是驱动图1所示的象素的波形的另一实施例的图。该图是一个4位的例子，它能够提供16(＝24)个灰度级色调。两个子象素产生一个空间位(s＝1)，波形则提供三个脉冲宽度(e＝3)。具有阴影的脉冲可以被施加到内部子象素上，并且无阴影的脉冲可以被施加到内部子象素和外部子象素上。
最低有效脉冲宽度，显示为具有阴影的第一脉冲302，并且次最低有效脉冲宽度304约为同样的宽度例如八分之一(1/8)。这些脉冲可以按照上述参照图2所描述的类似方式施加到子象素上以产生1/16、2/16和3/16的灰度级色调。
第三脉冲306的宽度可以约为第一脉冲302和第二脉冲304宽度的两倍(2/8)。第三脉冲可以被施加到内部子象素104和外部子象素102上以产生一个十六分之四(4/16)的灰度级色调。
第四脉冲308的宽度可以约为第一脉冲302和第二脉冲304宽度的四倍(4/8)。第四脉冲可以被施加到内部子象素104和外部子象素102上以产生一个十六分之八(8/16)的灰度级色调。
剩下的不同灰度级色调可以用类似的方式产生，如图3中所示。
增加空间位的数量可以增加最低有效脉冲宽度的宽度。例如，四个子象素可以表示两个空间位。这四个子象素可以具有1∶1的光输出比并且是同心的，例如，一个在另一个中。调制后的波形可以有2N-S个不同宽度的脉冲，并且最低有效脉冲宽度和次最低有效脉冲的宽度可以每个具有2s/N的宽度。
图4是驱动具有两个空间位(s＝2)的波形的另一实施例的图。图中表示了一个3位的例子并且提供8个(＝23)色调的灰度级。象素可以具有4个子象素。四个子象素a、b、c、d可以是以“a”为中心而同心的。这些象素可以具有约为1∶1∶1∶1的光输出比或者具有约为未分割象素面积的四分之一的面积。图4中所示的脉冲中的字母a、b、c、d表示被施加脉冲的子象素。最低有效脉冲宽度402和次最低有效脉冲宽度404每个可以具有二分之一(22/8)的宽度。可以类似于上述参照图2的描述来产生前三个灰度级色调。
八分之四的灰度级色调可以通过将第一脉冲402和第二脉冲404施加到最外面子象素c和d上产生。剩下的不同灰度级色调可以用类似的方式产生，如图4所示。
有经验的技术人员可以认识到子象素“c”和“d”可以被合并为一个子象素，其光输出比为最内部子象素的光输出比的两倍。
图5是驱动具有两个(s＝2)空间位的象素的波形的另一实施例。两个脉冲宽度(e＝2)可以产生十六个灰度色调等级。
最低有效脉冲宽度，显示为具有阴影的第一脉冲502，并且次最低有效脉冲宽度504约为同样的宽度，例如四分之一(1/4)。这些脉冲可以按照上述参照图4中所述的类似方式施加到子象素上以能产生1/16、2/16，3/16的灰度级色调。
十六分之四(4/16)的色调可以通过将第三脉冲506施加到子象素“a”、“b”上产生。十六分之八(8/16)的灰度级色调可以通过将第三脉冲506施加到所有子象素上产生。根据图5所示，其它色调的产生是显而易见的。
图6是用于驱动一个象素的波形的另一实施例的图。该系统中，象素没有被分成子象素。图中举了一个3位的例子，它能够提供8个灰度级(＝23)。波形是脉宽调制和脉冲振幅调制的组合，因此它提供了两个脉冲宽度和两个电平(e＝3)。这种波形可以使用具有更长的持续时间和降低的电平的脉冲来替代短脉冲。
最低有效脉冲宽度，显示为具有阴影的第一脉冲602，并且次最低有效脉冲宽度604约为同样的宽度。该脉冲宽度约为典型脉宽调制信号(1/8)的最低有效位宽度的两倍(2/8)。但是，最低有效脉冲的振幅可能与第二脉冲不等，例如，是第二脉冲振幅的一半。而最有效脉冲宽度606例如可以是约为另外两脉冲宽度的两倍，同时，其振幅与第二脉冲振幅相等。
第一脉冲602可以被施加到象素上以产生第一灰度级色调(1/8)并且第二脉冲604可以被施加到象素上以产生第二灰度级色调(2/8)。第一脉冲和第二脉冲可以被施加到象素上以产生第三灰度级色调(3/8)。第3脉冲606被施加到象素上以产生第四灰度级色调(4/8)。剩下的不同灰度级色调可以用类似的方式产生，如图6中所示。
以上描述了多个实施例，然而，应该理解可以在不脱离本发明精神和范围下进行各种修改。因此，其它实施例也都在权利要求应当保护范围之内。

Claims (22)

1.一种用于具有2N个灰度级色调的象素的亮度控制的系统，包括：
一个具有2S个子象素的象素，其中具有最低光输出的两个子象素具有约为1∶1的光输出比；
以及，
一个向子象素施加脉宽调制波形的驱动器，被调制的波形有2N-S个不同脉冲宽度的脉冲。
2.如权利要求1所述的系统，其中：最低有效脉冲宽度和次最低有效脉冲宽度每个都具有2S/N的宽度。
3.如权利要求2所述的系统，其中：最低有效脉冲宽度被施加到具有最低光输出的两个子象素之一上，以获得第一灰度级色调。
4.如权利要求2所述的系统，其中：次最低有效脉冲宽度被施加到具有最低光输出的两个子象素上，以获得第二灰度级色调。
5.如权利要求2所述的系统，其中：最低有效脉冲宽度被施加到具有最低光输出的两个子象素之一上并且次最低有效脉冲宽度被施加到具有最低光输出的两个子象素上，以获得第三灰度级色调。
6.如权利要求1所述的系统，2S个子象素是同心的。
7.一种用于象素亮度的控制系统，包括：
一个第一子象素；
一个第二子象素，第一子象素和第二子象素具有约为1∶1的光输出比；以及
一个向第一子象素和第二子象素施加脉宽调制波形的驱动器，被调制的波形有第一脉冲和第二脉冲，第一脉冲被施加到第一子象素上并且第二脉冲被施加到第一子象素和第二子象素上。
8.如权利要求7所述的系统，其中的第一脉冲和第二脉冲宽度大约相等。
9.如权利要求8所述的系统，其中被调制的波形有一第三脉冲，其宽度是第一脉冲宽度的两倍，第三脉冲被用于第一子象素和第二子象素。
10.如权利要求8所述的系统，第一脉冲和第二脉冲有不同的振幅。
11.如权利要求7所述的系统，第一子象素和第二子象素是同心的。
12.一种用于象素亮度控制的方法，包括：
将具有第一宽度的第一脉冲施加到象素的第一子象素上以产生第一灰度级色调，以及，
将具有第一宽度的第二脉冲施加到象素的第一子象素和第二子象素上以产生第二灰度级色调。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
将第一脉冲施加到第一子象素上并且将第二脉冲施加到第一子象素和第二子象素上以产生第三灰度级色调。
14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
将具有宽度约为所述第一宽度的两倍的第二宽度的第三脉冲用于第一子象素和第二子象素以产生第四灰度级色调。
15.如权利要求12所述的方法，进一步包括：
将第一脉冲施加到第一子象素上并将具有宽度约为所述第一宽度的两倍的第二宽度的第三脉冲施加到第一子象素和第二子象素上，以产生第五灰度级色调。
16.一种用于象素亮度控制的系统，包括：
一个象素；和
一个向象素施加脉宽调制和振幅调制波形的驱动器，被调制的波形至少有两个不同脉冲宽度的脉冲，至少两个脉冲中的第一个脉冲有第一宽度和第一振幅并且至少两个脉冲中的第二个脉冲具有约第一宽度和大于第一振幅的第二振幅，第一脉冲被施加到象素上产生第一灰度级色调并且第二脉冲施加到象素上以产生第二灰度级色调。
17.如权利要求16所述的系统，第一脉冲和第二脉冲被施加到象素上以产生第三灰度级色调。
18.如权利要求16所述的系统，被调制的波形有一第三脉冲，其宽度约为第一脉冲的两倍，其振幅也约为第一脉冲的两倍，第三脉冲被施加到象素上以获得第四灰度级色调。
19.如权利要求16所述的系统，所述至少两个脉冲中的第二个脉冲具有第二振幅，其约为第一振幅的两倍。
20.一种用于象素亮度控制的方法，包括：
将具有第一宽度和第一振幅的第一脉冲施加到象素上以产生第一灰度级色调，以及，
将具有第一宽度和第二振幅的第二脉冲施加到象素上以产生第二灰度级色调，第二振幅约为第一振幅两倍。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括：
将第一脉冲和第二脉冲施加到象素上以产生第三灰度级色调。
22.如权利要求20所述的方法，进一步包括：
将具有宽度约为所述第一宽度的两倍的第二宽度和第二振幅的第三脉冲施加到象素上以产生第四灰度级色调。
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