TW583876B - Reducing sparkle artifacts with post gamma correction slew rate limiting - Google Patents

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Description

B7 B7
五、發明説明 發明 =^ _於使用-液晶顯示（L c D)之影像系統的 特別疋’關於使用—般白液晶㈣成像器上的影像系統。 描述 在石夕上的液WS)可以看形成在以片 型液晶。此矽晶片分割成一微小平板電極之增加的陣列。 此液晶之微小增加的區域被每_微小平板和共同平板產生 的電場所影響。該微小平板和相關液晶區域的每H 起被稱為此成像器的一細胞。每一個細胞相當於一個別地 可控制像素。一共同平板電極置於此液晶的另一側上。每 一細胞，或像素，維持用相同強度照亮直到此輸入信 變，因此動作如同一取樣和保持。此像素不會衰減，像u是 有磷在一陰極射線管中的情況。每一組共同和可變的平板 電極形成一成像器。在此情況中，一成像器提供給每一個 顏色，一成像器每個給紅色，綠色和藍色。 典型地用一雙倍畫面信號來驅動一 LCOS顯示的成像器以 避免30 Hz閃爍，藉由首先送出一正常晝面（正圖片）及然後 一反相畫面（負圖片）相應於一給定的輸入圖片。此正和負圖 片的產生確保每一像素將會用一正電場跟隨一負電場來寫 入。此產生的驅動場具有一零的直流（DC)成份，其必須避 免影像定住，和此成像器的最終，永久的退化。其已經決 定人眼反應由這些正和負圖片產生之像素的亮度之平均值。 此驅動電壓供給在此LCOS陣列之每一側上的平板電極。 -4 -
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五、發明説明（2 在目前此發明的裝置適合之較佳的⑽^統，此共同 總是在大約8伏特的電位。此電壓是可調整的。在此極小平 板之陣列中其他平板的每_個被工作在2伏特的範圍。對於 正圖片，此電壓變化在〇伏特至8伏特之間。對於負圖片此 電壓變化在8伏特至16伏特之間。 、 供給成像器的光，及因此供給此成像器的每一室，是電 場極化的。每一液晶細胞相應於由平板電極外加於細=之 電場的均方根（RMS)旋轉此輸人光的極化。_般說來，細胞 不是相應於此外加電場的極性（正或負）。相反地，每一像素 細胞的亮度通常僅是入射在細胞上之極化旋轉的函數。然 而’作為-實用的物f，已經發現對於相$的光極化旋轉 此亮度可以在正和負電場極性之間稍微變化。此亮度的變 化可以造成在顯示的圖片中一不希望的閃機。 在此實施例中，在不是正就是負圖片的情況中，當此驅 動細胞的電場趨近於一零電場強度，相當於8伏特時Y較接 近每一細胞變成白色，相當於一全開的條件。其他的系統 是可能的，例如其中此共電壓開始於〇伏特。將會知道在此 教導之發明的裝置可應用於所有的此種正和負電場1匚〇5成 像器驅動系統。 當加於此微小平板電極之可變電壓小於加於共同平板電 極之電壓時，圖片被定義為正圖片，因為微小平板電極的 電壓愈高，像素愈亮。相反地，當加於此微小平板電極之 可變電壓大於加於共同平板電極之電壓時，圖片被定義為 負圖片’因為微小平板電極的電壓愈高，像素愈暗。圖片 O:\77\77028-930227.DOC -5- 583876
A7 B7 五、發明説明（3 ) 指定為正或負不應該與在交錯式視訊格式中用以區別場型 式的名詞混淆。 在LCOS中之技術的目前敘述需要共同模式電極電壓的調 整，表示為VITO ’對於此LCOS是精確地在此正和負場驅動 之間。此下標ITO意指氧化銦錫材料。為了最小化閃爍此平 均平衡是必須的，以及預防已知之影像定住的現象。 一具有L C 0 S成像器的光引擎具有一嚴重的非線性在顯示 轉換功能中，其可以用一數位查找表，稱為伽僞表，來修 正。此伽偶表對於在此轉換功能中增益的差異來修正。雖 然此修正，對於正常是白色LCOS成像器之LCOS成像轉換 函數的強非線性思味黑色區域具有一非常低的光對電壓增 益。因此，在較低明亮度階處，僅在明亮度中適當地不同 的相鄰像素需要用非常不同的電壓位準來驅動。此產生一 具有一分量與希望的電場垂直之邊緣的電場。此垂直的場 產生一比希望的像素亮的，其依次可以在物體上產生希望 的壳緣。此垂直電場的出現表示為磁偏角。此由於磁偏角 造成的影像缺陷和被觀察者認知的被表示為星點。此發生 磁偏角於其中之圖像的面積顯示具有光的星點覆蓋在下面 的影像。實際上，由磁偏角影響的暗像素太亮，經常五倍 於其應該是的亮度。星點變成為紅色，綠色和藍色，對於 由此影像器產生的每一個顏色。然而，當問題發生時此綠 色星點是最明顯的。因此，由磁偏角造成的影像缺陷也是 指綠色星點的問題。 LCOS成像是一個新的技術而由磁偏角造成的綠色星點是 -6- 裝 線
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五、發明説明（4 一新種類的問題。由其他人提出的各種解決方案包括信號 處理此圖像的整個亮度部分，且因此做，降低整個圖像= 品質。對於降低磁偏角和產生星點的權衡是一實際上完全 不具有水平銳利度的圖像。圖像細節和銳利度由於流行而 不能被犧牲。 一個技術上熟練的人會預期在此成像器中歸因於磁偏角 的星點缺陷問題被引用和最終被解決，當其中磁偏角發生 時。然而，在一像LCOS之新形成的技術中，完全沒有對於 不同於LCOS成像器之製造者的團體的機會以修正在此成像 器中的問題。此外，沒有任何顯示一成像器為基礎的解決 方案可應用於所有的LCOS成像器。因此，有一緊急的需求 以提供一解決方案給此問題，其可以於未修正此Lc〇s成像 裔下被完成。 發明摘要
本發明的裝置在此教導解決在液晶成像器中由歸因於磁 偏角之星點的問題而不會降低此產生之顯示的高清晰的銳 利度。此外，和缺少一藉由成像器之修正以說明問題的機 會’本發明的裝置有利地藉由修正此視訊驅動信號在伽偈 修正之後以解決星點問題，因此有利地出現一解決方案其 可以應用於所有的液晶成像器，包括LC〇S成像器。轉換率 限制有利地未不可接受地降低一高清晰顯示的細節。此外 ’以轉換率限制之形式的信號處理可以有利地根據此成像 器的操作來調整或校準，且因此，可以被使用與及可調整 地微調於不同視訊系統中的不同成像器。 0 ：\77\77028-930227.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 χ跗7公釐） 5 五、發明説明（ 在一目前地較佳實施 例如和B，是轉換率限制上的視訊驅動信號， 郇像素之間之明亮度位準的 n相 此^^款θ古 、、。此轉換率是可調整的。 ΐ;Γ! 立’且可以有利地與此成像器的摔 =關。此星料減料㈣程度㈣低此星二 處理以像在_成像器…降低磁偏角發 率限制是可選擇的且度位準的。此轉換 ^^^ j以表不為一數位值，例如一由1023 b之犯圍中60的數位值⑽n 〇23)，將會被表示為_五〇_ 正和負轉換率之選擇的限制值與此成像 因為造成星點缺陷的磁偏角是一成像 呆作的函數。 圖例概诫 圖^是-根據本發明裝置之視訊顯示系統用於一具有星點 降低處理之液晶成像器的方塊圖。 圖2是-方塊圖有助於解釋圖1中之轉換率限㈣的操作。 故隹實施例的詳& -視訊顯示系統包括信號處理以降低可歸因於在液晶視 訊糸統，例如LC0S視訊系統，中之磁偏角誤差的星點缺陷 ’顯示於圖1且通常用參考數字齡示。此視訊系㈣包含 :成分視訊信號具有照度和色度成分。此照度和色度成分 是一輸入至一彩色空間轉換器，或矩陣14。此彩色空間轉 換器產生視訊驅動信號，例如，R，〇和3。此晝面率乘法 -8 -
O:\77\77028-93O227.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
583876 五、發明説明（6 ) 器15照慣例置於剛好在此伽僞表16之前，而關於圖1 ,立刻 在此彩色空間轉換器14之後。此來自於晝面比率乘法器的& ,G和B信號是輸入於個別的伽僞表16。此伽僞表產生伽僞 修正的視訊驅動信號ΙΙγ，〇γ和Βγ。一個以上之伽偈修正的 視訊驅動信號是輸入於個別的轉換率限制器22，其產生伽 偈修正的，轉換率限制的視訊驅動信號R，Y，〇、和Β，γ。在 此目則的較佳貫；ϊβ例中，所有伽偈修正的視訊驅動信號是 轉換率限制的以降低歸因於在液晶顯示器24中的磁偏角誤 差之星點缺陷，至此伽僞修正，供給轉換率限制的視訊驅 動信號。在此目前的較佳實施例中，成像器是一在矽成像 器上的液晶。此伽僞修正的視訊驅動信號是數位的信號， 例如10-位元或11-位元的信號。每一個伽偈修正的視訊驅動 L唬疋一數位信號，且每一個伽僞修正的視訊驅動信號的 波形是一連串表示明亮度位準的數位取樣。此輸出信號 ，G’y和Β’γ具有類似的數位格式。 每一轉換率限制器22的細節顯示於圖2中。轉換率限制器 2 2使確信來自此轉換率限制器的連續輸出信號不會改變大 於預定的轉換率。-伽僞修正的視訊驅動信號是一輸入至 一代數單元221。另一輸入至此代數單元221是儲存於鎖定 232中之轉換率限制器的前面輸出233。此最後輸出值，其 f -伽偈修正的，轉換率限制的值，自此輸人值減去以決 疋差，、、此在輸出線222上的差異是一輸入至一第一比較器 224表示為MIN和一第二比較器225表示為ΜΑχ。此差異被 測碱在ΜΙΝ電路中看看是否此差異大於一正的旋轉限制_s ,
O:\77\77028-930227.DOC 本紙張尺度咖㈣a家鮮(c^iiT2_1QX 297公复） 五、發明説明（7 ) 和也被測試在MAX電路中看看是否此差異比負的旋轉限制_s 負的更多。其並不需要此正的和負的旋轉限制具有相同的絕對 值，雖然相同的絕對值用於顯示於圖2中的實施例中。 此差異信號222的最重要位元（MSB)是控制輸入223至一多 工器(MUX) 228。此差異之最重要位元顯示此差異的優先順 序及選擇比較器224的輸出226或比較器225的輸出227。當 差異是正時MIN比較器的輸出被選擇，而當差異是負^ MAX比較器的輸出被選擇。此在線229上之多工器的輸出是 -轉換率限制的差異，其被加至在代數單元中前面的轉 換率限制輸出像素的明亮度位準，為了產生下一個新的像 素在線23 1上之代數單元230的輸出被儲存在鎖定232中。 此鎖疋232的輸出是一伽僞修正的流，轉換率限制的像素。 此計時信號自圖2中被省略為了清楚的目的。 此顯示於圖2中之轉換率限制器的實施例遭遇到一個一週 期的延遲’相當於-像素的延遲，即使此轉換率未被限制 。因此’如果任何伽偈修I的視訊驅動#號不是轉換率限 制的’該伽偈修正的視訊驅動信號必須是配合延遲的，例 如相同的-計時週期延遲。其可能在某些環境下由於此轉 換率限制器而遭受的延遲可以超過—個計時週期的延遲， 但疋此延遲匹配電路不需要因此而調整。 雖然在顯示於圖2中的例子裏正和負轉換率具有相同的絕 對值’但不需要是此情況。有㈣’此轉換率可以獨立地 設定對於取樣值大於前面的像素值，和對於取樣值小於前 面的像素值。如果正和負轉換率等於i，例如，則此轉換率 O:\77\77028-930227.DOC Λ _ - 10 - 本紙張尺度適财國國家標準(c^iTI4規格(210χ"^^ 583876 年月曰二、 _— 補无丨以 五、發明説明（8 ) 限制器的連續輸出不會彼此不同超過一個數位值步驟。如 果一伽偈修正的視訊驅動信號具有一 1 〇-位元的值，則此轉 換率限制器的連續輸出不會彼此不同超過從1，〇24個狀態中 的一個步驟，表示1，023個步驟。 在此說明的方法和裝置教導此相鄰像素之明亮度位準如 何可以被約束和限制在水平方向，且實際上，這些方法和 裝置可以解決星點的問題。然而，這些方法和裝置也可以 延伸以約束或限制相鄰像素之明亮度位準在垂直方向，或 在水平和垂直二者的方向中。 元件符號說明 10 星點缺陷 223 控制輸入 12 解交錯器 224 第一比較器 14 彩色空間轉換器 225 第二比較器 15 畫面率乘法器 227 輸出 16 伽偈表 228 多工器 22 轉換率限制器 229,231 線 24 液晶顯不為 230 代數單元 221 代數單元 232 鎖定 222 輸出線 233 輸出 O:\77\77028-930227.DOC "11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

  1. C8 1)8 六、申請專利範圍 種用以降低在一液晶成像器中的星點缺陷之方法，包 含以下的步驟： 伽偈修正一視訊驅動信號；及 轉換率限制至少該伽僞修正之視訊驅動信號的一部分 0 2·根據中請專利範圍第㈣的方法，其中，該伽僞修正的 ^驟更包含產生含有-紅色伽偶修正之視訊驅動信號成 分，一藍色伽僞修正之視訊驅動信號成分，和一綠色伽 偶修正之視訊驅動信號成分之輸出的步驟。 •根據申租專利範圍第2項的方法，其中，該伽僞修正之 視訊驅動信號成分的至少一個是轉換率限制的。 4·根據申請專利範圍第旧的方法，更包含以下步驟： 解交錯該視訊驅動信號以提供一非交錯視訊信號； 彩色空間轉換該非交錯視訊信號；及 畫面比率乘上該彩色空間轉換的視訊信號，該進一 步的步驟發生在伽祕正該晝面率乘上視訊驅動之 out* 刖 ° 5·根據中請專利範圍第3項的方法，更包含獨立選擇轉換 :限制的步驟’對於該伽偈修正之視訊驅動信號成分的 母一個 〇 ^ 一種用以降低在一液晶成像器中的星點缺陷之裝置，包 含： 一用於伽僞修正一視訊驅動信號的裝置，以提供一 伽偶修正的視訊驅動信號；及 O:\77\77028-930227.DOC M3876 92. 12. - 8 年月曰 修正補充 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 一轉換率限制器，用於轉換率限制該伽偶修正的視 訊驅動信號。 根據申請專利範圍6項的裝置，更包含： 一用於一液晶成像器的視訊顯示系統，具有一電路 用以降低在該液晶成像器中的星點缺陷，該電路包含： 一形色空間轉換器用於彩色空間轉換該視訊驅動信 唬，其中该伽侷修正裝置伽偈修正該彩色空間轉換的視 訊驅動信號。 根據申請專利範圍7項的裝置，該電路更包含用於晝面 率乘上σ亥彩色空間轉換的視訊信號先於該晝面率被乘上 被伽僞修正的視訊信號的裝置。 根據申請專利範圍8項的裝置，其中該伽侷修正的視訊 驅動信號更包含-紅色伽偈修正的視訊驅動信號成分， 一藍色伽偈修正的視訊驅動信號成分，和一綠色伽侷修 正的視訊驅動信號成分。 ' ίο.根據申請專利範圍9項的裝置，更包含用於對於該伽僞 修正之視訊驅動信號成分的每一個獨立地選擇轉換率限 制的裝置。 、 "•根據申請專利範圍6項的裝置，其中該轉換率限制器更 包含一用以確保來自該轉換率限制器的連續輸出信號不 會改變超過一個預定轉換率以上的裝置。 °化 12.根據中請專利範㈣項的裝置，其中該轉換率限制器更 包含： 一代數單元用以提供該伽僞修正之視訊驅動信號和 8. 9 0 :\77\77028-930227. DOC -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公复） 裝 線 及· i2. - 9【ΓΡ I 年月日 圍 申請專利範 先則伽侷修正轉換率限制的輸出之間差異的不同信號 表示； •用以儲存該先前伽僞修正轉換率限制輸出的鎖定 ^個比較器用以決定是否該差異超過該預定的 轉換率；及 ―第二代數單元用以加入來自該至少一個比較器的 雨出至前一轉換率限制之輸出像素的明亮度位準以產生 下—個新像素。 13· Π申請專利範圍12項的裝置，其中該至少一比較器包 5第一比較器用以決定是否該不同的信號大於一預定 的正轉換率和-第：比較器用以決定是否該不同的信號 比一預定的負轉換率負的更多。 根據申租專利範圍13項的裝置，其中該預定之正轉換率 的、、、巴對值和δ亥預疋之負轉換率的絕對值相等。 15·=據申請專利範圍12項的裝置，其中轉換率限制器更包 s —多工器，其使用該不同信號的最重要位元當作一控 制輸入用以在該第一比較器和該第二比較器之中選擇一 輸出。 -3 - O:\77\77028-930227. DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
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