[发明专利]补偿LCD显示系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及在LCD显示器上显示图像的系统和方法。

背景技术

液晶显示器（LCD）面板或硅基液晶（LCOS）显示器的局部透射率可以被改变，以便调制从背光源透过面板的一区域的光的强度，从而产生能够以可变强度显示的像素。来自背光源的光是透过面板到达观察者还是被阻挡，是由光阀中的液晶分子的取向决定的。

由于液晶不发光，因此可视显示器需要外部光源。小而便宜的LCD面板常常依赖于在透过面板之后朝着观看者反射回的光。由于面板不完全透明，因此相当大一部分光在其透过面板期间被吸收，并且在这种面板上显示的图像除了在最佳照明条件下以外可能会难以看见。另一方面，用于计算机显示器和视频屏幕的LCD面板通常用内置在面板的侧面或背面的发光二极管（LED）阵列或荧光管来提供背光。为了提供亮度级更均匀的显示器，来自这些点光源或线光源的光在照射到控制对观看者的透射率的光阀上之前，通常在扩散板中被分散。

光阀的透射率由介于一对起偏器之间的液晶层控制。从光源照射到第一起偏器上的光包含在多个平面中振动的电磁波。只有在起偏器的光轴的平面中振动的那部分光才能通过起偏器。在LCD中，第一和第二起偏器的光轴成一定角度布置，使得通过第一起偏器的光通常会被阻止通过成系列的第二起偏器。然而，一层半透明的液晶占据把这两个起偏器分开的液晶盒间隙。液晶分子的物理取向可以被控制，并且透过跨越该液晶层的分子列的光的振动平面可以被旋转成与起偏器的光轴对准或不对准。

形成液晶盒间隙的两壁的第一和第二起偏器的表面开有槽，使得紧邻液晶盒间隙壁的液晶分子与槽对准，从而与相应起偏器的光轴对准。分子力使相邻液晶分子试图与其近邻对准，结果使跨越液晶盒间隙的分子列中的分子的取向在该分子列的长度范围内扭曲。同样地，透过该分子列的光的振动平面将从第一起偏器的光轴“扭曲”到第二起偏器的光轴。借助这种取向的液晶，来自光源的光可以通过半透明面板组件的成系列的起偏器，从而产生当从面板的前面观察时的显示表面的被照亮区域。

为了使像素变暗并产生图像，对沉积在液晶盒间隙的一个壁上的电极阵列中的电极施加通常由薄膜晶体管控制的电压。与电极相邻的液晶分子被电压产生的电场吸引并旋转成与所述电场对准。由于液晶分子被电场旋转，因此液晶分子列被“解扭曲”，并且与液晶盒壁相邻的液晶分子的光轴被旋转成脱离与对应起偏器的光轴对准的状态，从而逐渐降低光阀的局部透射率和对应显示像素的强度。通过改变构成显示像素的多个原色元件（通常为红色、绿色和蓝色）中的每一个的透射光的强度，来形成彩色LCD显示器。

LCD能够产生明亮、高分辨率的彩色图像并且比阴极射线管（CRT）更薄、更轻且消耗更少电力。结果，LCD普遍应用于便携式计算机、数字时钟和手表、电器、音频和视频设备、以及其它电子设备的显示器。另一方面，LCD在某些“高端市场”（诸如医学成像和图版工艺）中的应用可能会需要比利用基于阴极管背光的LCD能够获得的动态范围更大的动态范围。

增大LCD的动态范围的主要努力传统上被投入到改善LCD构造中使用的材料的特性方面。作为这些努力的结果，自从做出这些努力以来LCD的动态范围已经被增大，并且高质量的LCD能够实现300:1以上的动态范围。这与在照明良好的房间中工作时的中等质量CRT的动态范围相当，但是显著低于在黑暗的房间中用充分校准的CRT能够获得的1000:1动态范围或者用某些等离子体显示器能够获得的高达3000:1的动态范围。

另一种LCD显示器构造是包括基于发光二极管的背光阵列。这样的阵列允许对背光阵列的各个单独的元件单独选择亮度。借助各个单独的元件的选择性照明，显示器的不同区域可以有选择地被变暗或者关闭，这增大了显示器的动态范围。与高质量CRT或者典型的基于冷阴极荧光灯的LCD显示器相比，这样的显示器技术可以实现更大的动态范围。可以修改图像像素的强度值的范围，以便应对显示器的动态范围的增大。不幸的是，所得到的显示图像倾向于展现出相当大的噪声和轮廓伪像，尤其是在图像的较暗区域中。

需要一种减小噪声和轮廓伪像、尤其是高动态范围显示器中的噪声和轮廓伪像的显示系统。

发明内容

本发明提供了一种在显示器上显示输入图像的系统和方法。