[发明专利]超扭曲液晶向列显示的灵活灰度浓淡处理

说明书

发明领域

本发明涉及数字控制显示的灰度浓淡处理，尤其涉及液晶显示(简称LCD)无源矩阵的画面比率调制技术，亦称为超扭曲液晶向列(简称STN)LCD显示。

发明背景

通常的阴极射线管(简称CRT)的色彩亮度以及因此产生的色彩强度是通过当电子束扫过一显示行的不同像素位置时，改变射线管栅极的一个模拟亮度控制电压来控制的。与此不同，液晶显示这类数字控制显示没有与阴极射线管栅极相似的模拟控制电极。由于这个原因，在控制液晶显示像素色彩强度方面，人们采用了许多种技术。

对于超扭曲液晶向列(简称STN)液晶显示(即无源矩阵LCD)来说，由于红色、绿色、蓝色每种颜色的改变只需要1比特(即转变2灰度级)，一共可以显示8种颜色。因此，人们用一种称为“画面比率调制”的像素亮度控制技术使每种颜色有更多种灰度，进而使显示屏上有更加丰富的颜色。一般来说，在画面比率调制方法下，改变送到与相应像素相连的电线上的像素激发脉冲频率就可以控制色彩强度。换句话说，色彩强度(灰度)取决于像素被开启的频率。

具体地说，在传统的画面比率调制方法中，人们都使用一种数学公式来产生画面比率调制数据。使用数学公式虽然仍然具有某种程度的编程性和灵活性，但其局限相当大，原因是画面比率调制数据的范围受到公式本身的数学限制。这一局限性反过来又会降低画面调制方法的性能。更加具体地说，每种显示颜色的可变强度范围可能受到限制，防止诸如闪烁等视觉干扰的能力也可能下降，等等。

过去，试图改善传统的画面比率调制方法的努力包括美国5,185,602号专利所披露的技术，其使空间上相邻像素的激发随时间扩散以及同一时刻激发的像素在空间扩散，以此避免诸如闪烁和屏动等干扰视觉的感觉。

在美国5,185,602号专利中，与亮度有关的设置亮度的信号存储在波形存储器中，亮度被赋予到显示屏上预先决定的区域，亮度存储在一个图像存储器中，它的位置由显示行和列标定。由此生成与每一亮度相对应的D×D元素的相位分布图(矩阵)，映射着每一像素被激发的画面号。因此，每一相位分布图就会有D幅画面。这样一来，空间上相邻像素的激发随时间扩散，同一时刻激发的像素在空间扩散，以此避免视觉受干扰的感觉。预先决定的相位分布图尽量减少了视觉干扰。所有相位分布图存储在一个模式存储器中，存储量会因此很大。

相位分布图中的每一个元素对应于一个像素，用行和列的以D为模的基本数字、画面数和亮度标定。然后，通过亮度可以从波形存储器提取所需的亮度设置信号，使用从模式存储器输出的比特位置信号就可以提取相应的激发比特。

如上所示，美国5,185,602号专利的方法以及它的硬件支持实现起来复杂而昂贵。与此同时，它所提供的灵活性也有某种局限性，因为画面比率调制数据主要需要通过相位分布图预先决定。尽管已经有一些改变画面比率调制数据的编程方法，这样的变化不可能在给定相位分布图原有的特性和需要的条件下轻易实现。因此，根据美国5,185,602号专利,适用于不同无源矩阵LCD显示屏的能力是有限的。

因此，需要一种简单、经济、并方便适用于不同无源矩阵LCD显示屏的画面比率调制装置和方法。

发明概述

因此，本发明提供了一项简单、经济、并方便适用于不同无源矩阵LCD显示屏的画面比率调制装置和方法，称为超扭曲液晶向列(简称STN)LCD显示屏。

本发明通过根据像素按行与列排列的数字显示的彩色像素输入数据产生画面比率调制数据的装置满足了以上要求。在本发明中，像素按照预先决定的像素数分成块，装置包括一个第一存储器、一个与第一存储器相耦合的指针产生电路、一个画面计数器、一个水平像素计数器、一个垂直行计数器、一个第二存储器、一个与第二存储器和指针产生电路相耦合的多路复用电路。

第一存储器接收像素映射数据值作为输入，对应不同的行与列地址，第一存储器在接收的像素映射数据值中选择输出值。第二存储器存储预先决定的亮度波形数，每一个波形有一个预先决定的与该波形在一个画面周期的画面数相对应的指令比特数。指针产生电路产生一个根据水平像素计数、垂直行计数、画面计数、像素映射数据、像素颜色偏移值访问波形的指针。波形访问指针送到多路复用电路。对应波形访问指针和输入像素颜色数据，多路复用电路从第二存储器选择输出一个亮度波形，驱动超扭曲液晶向列的液晶显示。

与本发明相关的装置还可以进一步包括一个模式选择电路，对应于模式选择信号根据预先决定的方案选择输出到多路复用电路的像素颜色数据。