[发明专利]用于驱动显示器的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示器驱动装置以及驱动显示器的方法，并且特别但不排他地涉及用于三维图像的呈现的显示器的驱动。

背景技术

为了提供平滑的用户体验，希望用于视频图像的显示器提供高的帧速率。然而，为了提供高的图像质量，需要显示器能够足够快地更新所呈现的图像，以避免循序图像之间的串扰。这对于其中不同视图按时间循序呈现的三维（3D）显示器来说特别重要。在这样的显示器中，串扰将不仅仅是时间上的串扰，而且还将影响三维体验，并且可能引起感知的幻像。

目前正在低/中端市场引入3D电视。在3D模式中，这些电视机具有有限的3D性能，其中左右图像之间的串扰典型地是最显著的图像降级。

使用主动快门式眼镜的立体显示系统非常有吸引力，因为它们在用于常规的二维观看模式时不损害功率效率和图片质量。在3D观看模式中，左和右图像显示为交变场，其中同步的快门式眼镜被用于分离分别针对观看者的左眼和右眼的图像。在每个新字段的寻址期间，快门式眼镜被用于阻挡朝向左眼和右眼中的任一者或二者的光。为了减小针对左眼和右眼的图像之间的串扰并减小功耗，背光优选为在相关图像内容将不被传送到左眼或右眼时局部关闭。这典型地在快门式眼镜和调制背光的液晶单元的转变周期期间。

在立体图像的差异域中，左右视图将典型地具有非常不同的内容。这些位置处的视差导致液晶（LC）面板的像素以基本上不同的值被驱动。不幸的是，LC面板的时间光学响应相对较慢，这导致典型地在可用时间内未完成的左右图像之间的透射率值中的改变。这导致左右图像之间的相互作用，并导致可由用户感知的图像之间的串扰。

相同的效应适用于彩色序列显示系统，导致原色图像之间的相互作用，其可被感知为变色和去饱和。

因此，当显示两个相继图像（或字段或帧）时，串扰可能在图像之间发生，从而提供例如在其它图像中的图像之一的幻像。这对于3D成像来说是特别烦扰的，并且下面的许多示例将通过3D视频处理来说明。然而，要注意到，相同的串扰效应也可能在正常的二维（2D）视频成像中发生，并且原理本身并非约束到3D成像方法和设备。对于3D视频，该效应尤其令人困扰，因为存在相当实质的效应，并且假峰效应强烈地降低了3D观感。

为了调整背光显示器的背光强度，已知使用脉冲宽度调制（PWM）来调节背光水平。在PWM方法中，背光用脉冲宽度调制信号来驱动，即，背光周期性地开启和关闭。PWM的脉冲宽度确定背光的强度。在简单的设置中，用于显示器的单个背光的强度作为整体被脉冲宽度调制，在较为复杂的设置中，将背光照明划分成若干个区，并且对于每个区，通过脉冲宽度调制来调整强度。背光强度的脉冲宽度调制调光可以造成总体能量消耗的大幅降低，降低设备的操作成本，并且降低设备的总体温度。

脉冲宽度调制也可在某种程度上被用于提供串扰降低。注意，串扰出于若干原因而发生：对于邻近的图像部分，用于亮图像部分的背光的调制光强度可能溢出到邻近的较黯淡的图像部分。另外，一个图像中的亮像素之后可能跟随有下一个图像中的较暗像素。然而，LCD单元花费时间来关上，因此“暗”像素不是暗的而是深灰的。同样地，LCD单元花一定时间来打开，因此与在亮像素之后相比，在暗像素图像之后的一个图像中的亮像素总体上具有（以相同的PWM设置）稍微较低的光强度。串扰可通过将视频数据中的这种效应考虑在内以及使用透射性元件的过驱动来减小。如果知道或能以合理的确定程度计算从一个像素溢出到随后的或邻近的像素的光量，那么可通过在视频数据中将这种溢出效应考虑在内来减小串扰。

过驱动技术寻求通过减小LC响应时间来改善图像质量。具体而言，过驱动可提供时间高通滤波器，以补偿LC材料的物理低通行为。当子像素从一个水平向另一个水平驱动时，驱动信号被暂时驱动到另一个较为极端的水平，以改善LC转变。只要高通信号没有由于有限的可用动态范围而被限幅，所寻址的透射性元件就可以以这种方式在单个地址周期中到达其新的设置。

过驱动校正的基本目的在于，在图像像素（通过下一个地址周期）更新之前，达到所需要的LC传输水平。与背光结合，透射性元件暴露于具有例如25%的占空比的相对较短的光脉冲。子像素曝光期间LC的平均状态确定像素的感知亮度。通过将透射性元件驱动到高于或低于与图像数据对应的恒定值的值，可在与图像数据对应的背光间隔期间实现具有平均透射率的较快转变。

然而，尽管过驱动技术可改善图像质量，特别是可降低时间串扰，但是其在一些情境中倾向于提供次优的结果。特别地，过驱动技术典型地不移除所有的串扰，这是由于例如不准确性、变化的运行特性、过驱动值的应用中的约束等等。