CN1711580A - 用于克服在前、后投影显示屏中lcd滞后的后掠式照射 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于照射液晶面板(13)的显示区的方法。把照射光(17)压挤到一条纹上，它在与显示的翻新周期同步下，横过显示区被扫描。尤其是，这样来完成扫描，使得对显示面板的各行，由于扫描的结果而照射在该行的大部分照射光是在对该行循环翻新周期的后面一半上。由此可见，改善了显示移动物体的能力。

Description

用于克服在前、后投影显示屏中LCD滞后的后掠式照射
技术领域
本发明涉及一种用于横过液晶显示面板的显示区的扫描照射光的方法，以便(1)改善这种面板的显示活动的能力，如(2)调节液晶材料在改变状态时所显示出的滞后。
背景技术
对液晶显示面板来说，存在着一个已知的问题，即由于在整个帧“保持”电荷的有源基质象素元而引起的显示活能，所以不象CRT那样，以一个脉动来作响应。例如，参阅第6,636,190号美国专利，它于2002年3月28日作为Furuhasli等人的第2002/0036608号美国专利申请公告所公布的；“用于电影的高质量TFT-LCD系统”， SID 02 Digest，Paper 48.3，pp.1284-1287，May 2002，以及Fisekovic等人的“用于在AM LCD中获得最佳图片质量的扫描背光参数”Eurodisplay 2002，Paper P-41，pp.533-535，2002。这对运动映象来说，尤其是一个问题，例如，在这种映象中，可把高尔夫球变成模糊不精，甚至消失。
对这个问题已提出过几种解决方案，其中包括过驱动和插入减低亮度的“黑帧”。
本发明针对在采用液晶显示面板(例如，前或后投影电视或监测器)的投影显示器中的显示活动的问题，并在它的最佳实施例中，每当有活动时，总是提供保持高亮度不变的较清晰的画面。
发明内容
在最广泛的概念中，本发明涉及在与被显示信息的翻新协调一致下，扫描投影显示器的照射扫描。具体地说，把这照射压挤到一条纹中，然后把该条纹与在LCD上图象的更新同步，即与帧翻新同步地掠过整个帧(一般是从顶到底)。
较佳的是，这种扫描是通过用合适的照射来提供所压挤的照射，在不损失亮度的情况下完成的。例如，考虑照亮显示面板的一根1/3的条纹，然后掠过那个部分而横过整个显示表面。假设该区域具有象如果在显示面板的整个区域上照射时它含有的相同总亮度，则可保留亮度。尤其是，对于一根1/3的条纹来说，较佳的是，该条纹具有三倍的假设在整个显示面板已被照射时会有的照度。类似地确定具有不同大小条纹的相应照度，例如，一根1/4的条纹，较佳的是，具有四倍的，假设在整个显示面板已被照射时会有的照度。这种高照度的条纹在显示面板上的掠过保留了亮度。
通过照亮显示面板的诸区域一限定的时段，当显示面板达到它最大或最小强度时，在最佳的时段期间，显示面板的各根线可具有光，因此增加了该显示面板的保真度。通过增加暗的时段和缩短时间，特定的象素或象素行产生输出光，使觉察出的液晶滞后效应被减少或消除。
由液晶显示面板展示出的某个滞后是由于慢液晶活动引起的，但至少一部分滞后是由于象素元持有的瞬时信号功能引起的，且一部分滞后可被认为是由人类眼睛所造成的。通过对任何特定的象素，行，或行的组合使光“形成脉冲”，可使液晶(LC)较快地显现，且更象具有翻新的浮动光点的CRT，这CRT具有脉动响应，而不是固定的响应。
较快响应的LC和/或提高的帧率可进一步协助排除或完全消除滞后。但是，即使采用低响应显示材料和典型的60Hz翻新率，也可发生至少部分的减少。
因此，本发明提供一种用于照射液晶面板的方法和有关装置，这面板具有一显示区并包括在帧翻新周期期间顺序地被访问的多个行，所述帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的行具有在帧翻新周期之内的预定翻新时间，它具有在对各行接连的翻新时段之间的等于T的时间段(行的循环翻新周期)，所述方法包括：
(a)从光源提供照射光(一般是白光)；
(b)把照射光压挤到其面积小于显示器面积的条纹中，所述条纹与多个行平行(例如，是使条纹面积对显示面板面积之比R小于或等于1/3的面积)；
(c)采用移动的光学元件(例如，移动的圆柱形透镜或转动的三棱镜)来形成照射光的条纹，以在垂直于多个行的方向上，在显示区上扫描，所述方向对应于在帧翻新周期期间多个行被顺序地访问的一个方向；以及
(d)使照射光条纹的扫描与帧翻新周期同步，使得对显示器的各行来说，由于扫描结果而照射到该行上的大部分照射光是在对该行的循环翻新周期后面的一半上(或者，换一种方法，后面的1/3上)。
应注意，前面用于照射显示屏的方法不同于卷轴形彩色系统，该系统是与在照射的彩色中的变化同步，而不是与显示面板的翻新周期同步。在Shimizu，J.A.的“Suolling Clolr LCOS for HDTV Rear Projection，” SID 01 Digest，Paper 40.1，pp.1072-1075，2001；Breunesholtz，M.S.的“Color-Sequential LCos Projector with a Rotating Drum，” SID 02 Digast，Paper 51.4，pp.1346-1349，2002；Janseen，P.的“Anouelsingle Light valvehigh brightness HD color proiector，”Eurodisplay 1993，PaperLCP-1，pp.249-256，1993；以及第5,548,347号美国专利中可找到与单面板LCos系统有关的卷轴形彩色的应用。
由此可见，已针对与显示活动有关的诸问题，和与改变液晶材料状态有关的诸问题作出了建议。也针对当光源/压挤系统的组合产生其亮度约为假设整个显示面板被照射时将会产生的亮度的
Figure A20038010292200071
倍的条纹时，降低亮度的诸问题作出了建议，其中R小于1.0，如在上面所限定的。
本发明的另一实施例是一种用于照射显示面板的方法，该显示面板具有显示区并包括在帧翻新周期期间被顺序地访问的多个行。该帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的每行具有在帧翻新周期之内的预定翻新时间，它具有在对各行接连的翻新时段之间，对该行的循环翻新周期并等于T的时间段，本方法包括：
(a)从光源提供照射光；
(b)把该照射光压挤到具有其面积，比显示器面积小的条纹上，所述条纹与多个行是平行的；
(c)在帧翻新周期期间，在多个行中的每行上顺序地扫描照射光的条纹；以及
(d)使照射光条纹的扫描与帧翻新周期同步，使得对显示面积的各行，由于扫描结果而照射到行上的大部分照射光是在对那行的循环翻新周期后面的一半上。
此外，本发明的另一实施例是一种显示器，它包括光源，显示面板，可移动的光学元件，和处理器。该显示面板包括显示区和多个行。这可移动的光学元件能把来自光源的光压挤到具有其面积比显示面板面积小的照射光的条纹上。把这处理器设置成并安排在帧翻新周期期间，顺序地访问显示面板的各个行中的每一行，以显示图象，此处，该帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的每行具有在帧翻新周期之内的翻新时间，它具有在对各接连的翻新时段之间的，对该行是循环翻新周期，且等于T的时间段。还把该处理器设置成并安排来移动该光学元件，以同步的方法，在多个行中的每行上顺序地扫描照射光的条纹，使得在对那个行的循环翻新周期的后面一半期间，大部分的照射光照射在各行上。该处理器可任选地包括两个或更多的子处理器。
本发明另外的优点在随后的描述中陈述，而对在本领域中的技术人员来说，从该描述就会容易地明白一部分或通过实践在本文所描述的本发明来认识。附图被包括来提供对本发明的进一步理解，并结合在本说明书中，构成它的一个部分。应知道，前面的一般描述和下面的详细描述都是示范性的，意欲为理解本发明的本质和特性提供一个概观即框架。
附图简述
图1是现有技术照射系统的示意图解；
图2和3是用于实践本发明照射方法的代表性装置的示意图解。尤其是，图2示出采用移动的圆柱形透镜以获得扫掠，而图3则示出用于相同目的而采用转动的三棱镜；
图4是示出照射到象素化面积上显示区的代表性预行和代表性中间行上的照射光的示意图；
图5和6是示出根据本发明的面板，在照射光的扫描和翻新周期之间的瞬时关系的示意图。尤其是，图5A(5D)示出液晶(LC)对显示面板的代表性顶(中间)行的驱动信号，图5B(5E)示出所述代表性顶(中间)行的LC光学响应，而图5C(5F)示出根据本发明所述顶(中间)行的代表性照射定时。图6A，6B和6C分别重复图5A，5B和5C，而图6D则示出预期的亮度，图6E示出带有现有技术的静态照射方法的实际平均觉察到的亮度，而图6F则示出带有本发明的掠照射技术的实际平均觉察到的亮度。
具体实施方式
本发明示出于附图中，其中：
(a)图1示出现有技术的静态照射方法；
(b)图2示出后掠照射方法，在本例中，由圆柱形透镜形成条纹，该透镜垂直地移动着，造成该条纹在横过显示表面上的“扫掠”(参见第5,398,082号美国专利，它对使用包括折射和反射系统的移动光学系统来扫掠照射作讨论；
(c)图3示出使用转动的三棱镜以形成所要的扫掠(参阅第5,548,347号美国专利，和在上面提到的，用于讨论使用转动的三棱镜来扫掠照射的Shimizu，Brennesholtz，和Janssen的文章)；以及
(d)图4-6示出如何能通过照射一象素(或行或行的组合)以与它已获得的全开通或全关断的值直辖市一致来加强显示面板的亮度和/或准确性，即通过把照射条纹与翻新周期协调一致。
在这些图中，参考数字11表示投影器的光源(灯)，13表示象素化的面板，15表示移动的光学元件，17表示照射光，以及箭头19示出移动的光学元件15的移动。虽在这些图中没有示出，但在光源11和面板13之间使用了中继镜片和均化器。例如，参看Magarill的第5,625,738号美国专利。这些图中也未出出用于把形成在面板上的图象投身到前或后投影屏幕上的投影透镜。虽在诸图中祗示出一块面板，但是如果需要则可使用多块面板。
正如在这些图中所示，本发明的过程包括：
(a)把照射光压挤到其面积小于整个显示面板的显示区上，例如，形成条纹照射；
(b)采用移动的光学元件以形成较小的区域(例如，条纹照射)以在显示装置的表面上扫描即扫掠(例如，向下)；以及
(c)使扫掠对显示面板适时修正翻新(一般是在一个时限时一行)同步；即与显示器翻新同步来扫描照射。
尤其是，图5示出如何能使照射脉冲与显示面板的代表性的顶和中间行的驱动(翻新)同步，而图6则示出这种同步如何改善由图5中代表顶行提供给观看者的图象。由于具有翻新周期的照射同步的结果，类似的改善不仅适用于显示面板的所有其它行(或行的组合)，而且还适用于图5的代表性中间行。
例如，正如在图5A/5C和图5D/5F中示出的，对各行来说，由于照射光扫描的结果而照射到该行上的大部分照射光是在对该行的循环翻新周期T的后面一半中(例如，后面的1/3)。正如在图6D，6E和6F中所示，通过照射光的扫描(扫掠)与翻新周期的这种协调一致，本发明的实际平均觉察到的亮度(图6F)比静态照射(图6E)更接近于预期的亮度(图6D)。
虽然已描述并图示说明了本发明的诸专用实施例，但是应知道，从前面的揭示中，各种不背离本发明的范围和精神实质的修改，对在本领域中普通的技术人员来说是显然的。

Claims (19)

1.一种用于照射具有显示区和包括多个行的液晶面板的方法，这些行在帧翻新周期期间，被依次访问，所述帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的每行具有在帧翻新周期之内的预定翻新时间，它具有在对各行接连的翻新时段之间的等于T的时间段(循环翻新周期)，所述方法包括：
(a)从光源提供照射光：
(b)把照射光压挤到其面积比显示面板面积小的条纹上，所述条纹与多个行平行；
(c)采用移动的光学元件，形成照射光的条纹，以在显示区上，在垂直于多个行的方向上扫描，在所述的方向上，对应于在帧翻新周期期间，多个行被顺序地访问的方向，以及
(d)使照射光条纹的扫描与帧翻新周期同步，使得对显示器的各行，由于扫描的结果而照射在该行上的大部分照射光是在对该行的循环翻新周期的后面一半上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中由于扫描的结果而照射在该行上的大部分照射光是在对该行的循环翻新周期后面的1/3上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中条纹面积对显示面板面积之比小于或等于1/3。
4.一种用于照射具有显示区和包括多个行的显示面板的方法，这些行在帧翻新周期期间被依次访问，所述帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的各行具有在帧翻新周期之内的预定翻新时间，它具有在对各行接连的翻新时段之间的、对该行是循环翻新周期且等于T的时间段，所述方法包括：
(a)从光源提供照射光；
(b)把照射光压挤到其面积比显示面板面积小的条纹上，所述条纹与多个行平行；
(c)在帧翻新周期期间，在多个行的各行上，顺序地扫描照射光的条纹，以及
(d)使照射光条纹的扫描与帧翻新周期同步，使得对显示面板的各行，由于扫描的结果而照射在那个行上的大部分照射光是在对那个行的循环翻新周期的后面一半上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中顺序地扫描照射光的条纹包括采用移动的光学元件以形成照射光的条纹来在多个行中的各行上顺序地扫描该条纹。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中该移动的光学元件包括一移动的系统。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中该移动的光学元件包括一转动的三棱镜。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中使照射光条纹的扫描同步包括使照射光条纹的扫描与帧翻新周期同步，使得对显示面板的各行，由于扫描的结果而照射在那个行上的大部分照射光是在对那个行的循环翻新周期的后面1/3上。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中把照射光压挤到条纹上包括把照射光压挤到其面积为显示面板面积的1/3或更小的条纹上。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中把照射光压挤到条纹上包括采用移动的光学元件把照射光压挤到条纹上。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中该显示面板包括液晶显示面板。
12.一种显示器包括：
照射系统，包括
光源，和
可移动的光学元件，
其中该照射系统能把来自光源的光压挤到其面积比显示面板面积小的照射光的条纹上；
显示面板，包括显示区和多个行；以及
处理器，被设置成并被安排在帧翻新周期期间，顺序地访问显示面板多个行中的每行以显示图象，其中帧翻新周期具有周期为T，且多个行中的各行具有在帧翻新周期之内的预定翻新时间，它具有在各行接连的翻新时段之间的、对该行是循环翻新周期且等于T的时间段，该处理器还被设置成并被安排来移动该光学元件，以同步的方式，在多个行中的各行上顺序地扫描照射光的条纹，使得大部分照射光，在对那个行的循环翻新周期的后面一半期间照射在各行上。
13.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该可移动的光学元件包括一可移动的透镜。
14.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该可移动的光学元件包括一可转动的三棱镜。
15.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该处理器被设置成并被安排来移动该光学元件，以同步的方式，在多个行中的各行上顺序地扫描照射光的条纹，使得大部分的照射光，在对那个行的循环翻新周期后面的1/3期间，照射在各行上。
16.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该可移动的光学元件能把来自光源的光压挤到其面积是显示面板面积的1/3或更小的照射光的条纹上。
17.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，还包括接收来自显示面板的光的投影透镜。
18.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该显示面板包括液晶显示面板。
19.根据权利要求12所述显示器，其特征在于，其中该可移动的光学元件能把来自光源的光压挤到其面积比显示面板面积小的照射光的条纹上。
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