[发明专利]用于驱动电子显示器的方法与装置

说明书

一般来说，本发明涉及电子显示器，更为具体地讲，是涉及用于驱动高信息量、直接相乘、均方根值（rms）响应电子显示器的方法与装置。

直接相乘、rms响应电子显示器的一个例子是已知的液晶显示器（LCD）。在这种显示器中，在两个平行玻璃平板之间放置一种向例液晶材料，这些平板具有加到每个表面与液晶材料接触的电极。通常，这些电极是在一个平板上以垂直的一些行和在另一个平板上以水平的一些列来安排的，用来驱动一个行电极与一个列电极相重叠的一个图象单元（象素）。一种高信息量显示器，例如，在便携式折叠计算机中用做监视器的显示器要求大量的象素，去显示任意信息的图形。在目前的计算机中广泛地利用了具有480行和640列形成307200个象素矩阵的LCD，不久的将来则希望有具有数百万个象素矩阵的LCD。

在称为rms响应的显示器中，一个象素的光的状态基本上响应于施加在该象素上电平的平方，即施加在该象素相对各侧面的电极电压的差。LCD具有一个固有的时间常数，该时间常数的特点还在通过改变所施加到象素的电压光状态已被修改以后，象素的光状态要返回到一种平衡状态。近来技术的进步，已经生产出了具有接近用于许多视频显示器帧周期的常数（约为16.7ms）。这种短的时间常数使LCD能够快速响应并对于显示运动图象不出现可以察觉的显示图象模糊是特别有优点的。

当显示时间常数接近帧周期时，常规直接相乘寻址的方法对于LCD会遇到一个问题。这个问题是由于常规的直接相乘寻址方法每帧使每个象素经受一个短持续期“选择”脉冲而引起的。选择脉冲的电压电平通常高于整个帧周期平均rms电平的1-13倍。在LCD中象素光状态具有的短时间常数导致在各选择脉冲之间向着平衡状态返回，从而产生较低的图象对比度，因为人的眼睛在一个感觉的中等水平上累计各瞬间的合成的亮度。另外，高电平的选择脉冲在某些类型的LCD中能够引起对准的不稳定性。

为了克服上述的一些问题，已经开发出了一种主动寻址（activeaddressing）的方法。该主动寻址方法利用由具有相应于帧周期的公共周期T的周期性脉冲串组成的信号连续地驱动列电极。该列信号是与将要显示的图象无关的、和最好是正交的和标准的，即标准化的。术语正交表示，若施加到各列中的一行的信号幅度被施加到各列中的另外一行的信号幅度相乘，则在整个幅周期中这个乘积的累积为零。术语标准化表示在整个帧周期T中累积的行信号具有相同的rms电压。

在每个帧周期期间，对于列电极的多个信号是由各列中的每一列的象素收集的状态来计算的和产生的。在帧周期期间任何时间t的列电压是与由该列中视为各个象素的和，乘以通过在时间t上的那个象素的行信号的值所代表的该象素的光状态（-1代表全“接通”、+1代表全“关断”、和-1和+1之间的各值按比例地代表相应的各种灰度），和加上由该和获得的各个积成比例。如果正交行信号仅在两个行电压电平之间（+1和-1）转换，上述和可以以具有第一行电压电平的相应的各行的象素位之和减去具有第二行电压电平的各行的象素之和。

如果在如上所述的主动寻址方式中进行驱动的话，则可以用数学方式表示为施加到每个显示象素的在整个帧周期平均的一个rms电压。主动寻址的优点是它对所显示的图象复原高的对比度，由于在帧周期期间取代施加的单个高电平的选择脉冲到每个象素，主动寻址在整帧周期期间施加分散的多个十分低电平（2-5倍的rms电压）选择脉冲。此外，这种十分低电平的选择脉冲实质上减少了对准不稳定性的概率。

与主动寻址有关的问题还显然要求在每秒进行大量的计算。例如，一种具有480列和640行的灰度显示器，和每秒60帧的帧速率，则要求每秒100亿次计算。当然，利用目前的技术在该速率实现计算是可能，但是乞今为止，从减小功耗来讲，用于主动寻址显示的计算机内所建议的结构是最有利的。功率消耗问题在便携式应用中是特别重要的，诸如电池供电折叠式计算机（laptop    computer），在这种计算机中电池寿命是一个主要的设计考虑。

因此，人们所需要的是一种用于以减小计算机器要求的功耗的方式驱动主动寻址显示器的方法与装置。