專利名稱：用于克服在前、后投影顯示屏中l(wèi)cd滯后的后掠式照射的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于橫過液晶顯示面板的顯示區(qū)的掃描照射光的方法，以便(1)改善這種面板的顯示活動(dòng)的能力，如(2)調(diào)節(jié)液晶材料在改變狀態(tài)時(shí)所顯示出的滯后。
背景技術(shù)：
對液晶顯示面板來說，存在著一個(gè)已知的問題，即由于在整個(gè)幀“保持”電荷的有源基質(zhì)象素元而引起的顯示活能，所以不象CRT那樣，以一個(gè)脈動(dòng)來作響應(yīng)。例如，參閱第6,636,190號美國專利，它于2002年3月28日作為Furuhasli等人的第2002/0036608號美國專利申請公告所公布的；“用于電影的高質(zhì)量TFT-LCD系統(tǒng)”，SID 02 Digest，Paper 48.3，pp.1284-1287，May 2002，以及Fisekovic等人的“用于在AM LCD中獲得最佳圖片質(zhì)量的掃描背光參數(shù)”Eurodisplay 2002，Paper P-41，pp.533-535，2002。這對運(yùn)動(dòng)映象來說，尤其是一個(gè)問題，例如，在這種映象中，可把高爾夫球變成模糊不精，甚至消失。
對這個(gè)問題已提出過幾種解決方案，其中包括過驅(qū)動(dòng)和插入減低亮度的“黑幀”。
本發(fā)明針對在采用液晶顯示面板(例如，前或后投影電視或監(jiān)測器)的投影顯示器中的顯示活動(dòng)的問題，并在它的最佳實(shí)施例中，每當(dāng)有活動(dòng)時(shí)，總是提供保持高亮度不變的較清晰的畫面。

發(fā)明內(nèi)容
在最廣泛的概念中，本發(fā)明涉及在與被顯示信息的翻新協(xié)調(diào)一致下，掃描投影顯示器的照射掃描。具體地說，把這照射壓擠到一條紋中，然后把該條紋與在LCD上圖象的更新同步，即與幀翻新同步地掠過整個(gè)幀(一般是從頂?shù)降?。
較佳的是，這種掃描是通過用合適的照射來提供所壓擠的照射，在不損失亮度的情況下完成的。例如，考慮照亮顯示面板的一根1/3的條紋，然后掠過那個(gè)部分而橫過整個(gè)顯示表面。假設(shè)該區(qū)域具有象如果在顯示面板的整個(gè)區(qū)域上照射時(shí)它含有的相同總亮度，則可保留亮度。尤其是，對于一根1/3的條紋來說，較佳的是，該條紋具有三倍的假設(shè)在整個(gè)顯示面板已被照射時(shí)會(huì)有的照度。類似地確定具有不同大小條紋的相應(yīng)照度，例如，一根1/4的條紋，較佳的是，具有四倍的，假設(shè)在整個(gè)顯示面板已被照射時(shí)會(huì)有的照度。這種高照度的條紋在顯示面板上的掠過保留了亮度。
通過照亮顯示面板的諸區(qū)域一限定的時(shí)段，當(dāng)顯示面板達(dá)到它最大或最小強(qiáng)度時(shí)，在最佳的時(shí)段期間，顯示面板的各根線可具有光，因此增加了該顯示面板的保真度。通過增加暗的時(shí)段和縮短時(shí)間，特定的象素或象素行產(chǎn)生輸出光，使覺察出的液晶滯后效應(yīng)被減少或消除。
由液晶顯示面板展示出的某個(gè)滯后是由于慢液晶活動(dòng)引起的，但至少一部分滯后是由于象素元持有的瞬時(shí)信號功能引起的，且一部分滯后可被認(rèn)為是由人類眼睛所造成的。通過對任何特定的象素，行，或行的組合使光“形成脈沖”，可使液晶(LC)較快地顯現(xiàn)，且更象具有翻新的浮動(dòng)光點(diǎn)的CRT，這CRT具有脈動(dòng)響應(yīng)，而不是固定的響應(yīng)。
較快響應(yīng)的LC和/或提高的幀率可進(jìn)一步協(xié)助排除或完全消除滯后。但是，即使采用低響應(yīng)顯示材料和典型的60Hz翻新率，也可發(fā)生至少部分的減少。
因此，本發(fā)明提供一種用于照射液晶面板的方法和有關(guān)裝置，這面板具有一顯示區(qū)并包括在幀翻新周期期間順序地被訪問的多個(gè)行，所述幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的行具有在幀翻新周期之內(nèi)的預(yù)定翻新時(shí)間，它具有在對各行接連的翻新時(shí)段之間的等于T的時(shí)間段(行的循環(huán)翻新周期)，所述方法包括(a)從光源提供照射光(一般是白光)；(b)把照射光壓擠到其面積小于顯示器面積的條紋中，所述條紋與多個(gè)行平行(例如，是使條紋面積對顯示面板面積之比R小于或等于1/3的面積)；(c)采用移動(dòng)的光學(xué)元件(例如，移動(dòng)的圓柱形透鏡或轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡)來形成照射光的條紋，以在垂直于多個(gè)行的方向上，在顯示區(qū)上掃描，所述方向?qū)?yīng)于在幀翻新周期期間多個(gè)行被順序地訪問的一個(gè)方向；以及(d)使照射光條紋的掃描與幀翻新周期同步，使得對顯示器的各行來說，由于掃描結(jié)果而照射到該行上的大部分照射光是在對該行的循環(huán)翻新周期后面的一半上(或者，換一種方法，后面的1/3上)。
應(yīng)注意，前面用于照射顯示屏的方法不同于卷軸形彩色系統(tǒng)，該系統(tǒng)是與在照射的彩色中的變化同步，而不是與顯示面板的翻新周期同步。在Shimizu，J.A.的“Suolling Clolr LCOS for HDTV Rear Projection，”SID 01Digest，Paper 40.1，pp.1072-1075，2001；Breunesholtz，M.S.的“Color-Sequential LCos Projector with a Rotating Drum，”SID 02 Digast，Paper 51.4，pp.1346-1349，2002；Janseen，P.的“Anouelsingle Light valvehigh brightness HD color proiector，”Eurodisplay 1993，PaperLCP-1，pp.249-256，1993；以及第5,548,347號美國專利中可找到與單面板LCos系統(tǒng)有關(guān)的卷軸形彩色的應(yīng)用。
由此可見，已針對與顯示活動(dòng)有關(guān)的諸問題，和與改變液晶材料狀態(tài)有關(guān)的諸問題作出了建議。也針對當(dāng)光源/壓擠系統(tǒng)的組合產(chǎn)生其亮度約為假設(shè)整個(gè)顯示面板被照射時(shí)將會(huì)產(chǎn)生的亮度的 倍的條紋時(shí)，降低亮度的諸問題作出了建議，其中R小于1.0，如在上面所限定的。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種用于照射顯示面板的方法，該顯示面板具有顯示區(qū)并包括在幀翻新周期期間被順序地訪問的多個(gè)行。該幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的每行具有在幀翻新周期之內(nèi)的預(yù)定翻新時(shí)間，它具有在對各行接連的翻新時(shí)段之間，對該行的循環(huán)翻新周期并等于T的時(shí)間段，本方法包括(a)從光源提供照射光；(b)把該照射光壓擠到具有其面積，比顯示器面積小的條紋上，所述條紋與多個(gè)行是平行的；(c)在幀翻新周期期間，在多個(gè)行中的每行上順序地掃描照射光的條紋；以及(d)使照射光條紋的掃描與幀翻新周期同步，使得對顯示面積的各行，由于掃描結(jié)果而照射到行上的大部分照射光是在對那行的循環(huán)翻新周期后面的一半上。
此外，本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種顯示器，它包括光源，顯示面板，可移動(dòng)的光學(xué)元件，和處理器。該顯示面板包括顯示區(qū)和多個(gè)行。這可移動(dòng)的光學(xué)元件能把來自光源的光壓擠到具有其面積比顯示面板面積小的照射光的條紋上。把這處理器設(shè)置成并安排在幀翻新周期期間，順序地訪問顯示面板的各個(gè)行中的每一行，以顯示圖象，此處，該幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的每行具有在幀翻新周期之內(nèi)的翻新時(shí)間，它具有在對各接連的翻新時(shí)段之間的，對該行是循環(huán)翻新周期，且等于T的時(shí)間段。還把該處理器設(shè)置成并安排來移動(dòng)該光學(xué)元件，以同步的方法，在多個(gè)行中的每行上順序地掃描照射光的條紋，使得在對那個(gè)行的循環(huán)翻新周期的后面一半期間，大部分的照射光照射在各行上。該處理器可任選地包括兩個(gè)或更多的子處理器。
本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)在隨后的描述中陳述，而對在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，從該描述就會(huì)容易地明白一部分或通過實(shí)踐在本文所描述的本發(fā)明來認(rèn)識。附圖被包括來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合在本說明書中，構(gòu)成它的一個(gè)部分。應(yīng)知道，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述都是示范性的，意欲為理解本發(fā)明的本質(zhì)和特性提供一個(gè)概觀即框架。
附圖簡述

圖1是現(xiàn)有技術(shù)照射系統(tǒng)的示意圖解；圖2和3是用于實(shí)踐本發(fā)明照射方法的代表性裝置的示意圖解。尤其是，圖2示出采用移動(dòng)的圓柱形透鏡以獲得掃掠，而圖3則示出用于相同目的而采用轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡；圖4是示出照射到象素化面積上顯示區(qū)的代表性預(yù)行和代表性中間行上的照射光的示意圖；圖5和6是示出根據(jù)本發(fā)明的面板，在照射光的掃描和翻新周期之間的瞬時(shí)關(guān)系的示意圖。尤其是，圖5A(5D)示出液晶(LC)對顯示面板的代表性頂(中間)行的驅(qū)動(dòng)信號，圖5B(5E)示出所述代表性頂(中間)行的LC光學(xué)響應(yīng)，而圖5C(5F)示出根據(jù)本發(fā)明所述頂(中間)行的代表性照射定時(shí)。圖6A，6B和6C分別重復(fù)圖5A，5B和5C，而圖6D則示出預(yù)期的亮度，圖6E示出帶有現(xiàn)有技術(shù)的靜態(tài)照射方法的實(shí)際平均覺察到的亮度，而圖6F則示出帶有本發(fā)明的掠照射技術(shù)的實(shí)際平均覺察到的亮度。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明示出于附圖中，其中(a)圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的靜態(tài)照射方法；(b)圖2示出后掠照射方法，在本例中，由圓柱形透鏡形成條紋，該透鏡垂直地移動(dòng)著，造成該條紋在橫過顯示表面上的“掃掠”(參見第5,398,082號美國專利，它對使用包括折射和反射系統(tǒng)的移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)來掃掠照射作討論；(c)圖3示出使用轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡以形成所要的掃掠(參閱第5,548,347號美國專利，和在上面提到的，用于討論使用轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡來掃掠照射的Shimizu，Brennesholtz，和Janssen的文章)；以及(d)圖4-6示出如何能通過照射一象素(或行或行的組合)以與它已獲得的全開通或全關(guān)斷的值直轄市一致來加強(qiáng)顯示面板的亮度和/或準(zhǔn)確性，即通過把照射條紋與翻新周期協(xié)調(diào)一致。
在這些圖中，參考數(shù)字11表示投影器的光源(燈)，13表示象素化的面板，15表示移動(dòng)的光學(xué)元件，17表示照射光，以及箭頭19示出移動(dòng)的光學(xué)元件15的移動(dòng)。雖在這些圖中沒有示出，但在光源11和面板13之間使用了中繼鏡片和均化器。例如，參看Magarill的第5,625,738號美國專利。這些圖中也未出出用于把形成在面板上的圖象投身到前或后投影屏幕上的投影透鏡。雖在諸圖中祗示出一塊面板，但是如果需要?jiǎng)t可使用多塊面板。
正如在這些圖中所示，本發(fā)明的過程包括(a)把照射光壓擠到其面積小于整個(gè)顯示面板的顯示區(qū)上，例如，形成條紋照射；(b)采用移動(dòng)的光學(xué)元件以形成較小的區(qū)域(例如，條紋照射)以在顯示裝置的表面上掃描即掃掠(例如，向下)；以及(c)使掃掠對顯示面板適時(shí)修正翻新(一般是在一個(gè)時(shí)限時(shí)一行)同步；即與顯示器翻新同步來掃描照射。
尤其是，圖5示出如何能使照射脈沖與顯示面板的代表性的頂和中間行的驅(qū)動(dòng)(翻新)同步，而圖6則示出這種同步如何改善由圖5中代表頂行提供給觀看者的圖象。由于具有翻新周期的照射同步的結(jié)果，類似的改善不僅適用于顯示面板的所有其它行(或行的組合)，而且還適用于圖5的代表性中間行。
例如，正如在圖5A/5C和圖5D/5F中示出的，對各行來說，由于照射光掃描的結(jié)果而照射到該行上的大部分照射光是在對該行的循環(huán)翻新周期T的后面一半中(例如，后面的1/3)。正如在圖6D，6E和6F中所示，通過照射光的掃描(掃掠)與翻新周期的這種協(xié)調(diào)一致，本發(fā)明的實(shí)際平均覺察到的亮度(圖6F)比靜態(tài)照射(圖6E)更接近于預(yù)期的亮度(圖6D)。
雖然已描述并圖示說明了本發(fā)明的諸專用實(shí)施例，但是應(yīng)知道，從前面的揭示中，各種不背離本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)的修改，對在本領(lǐng)域中普通的技術(shù)人員來說是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種用于照射具有顯示區(qū)和包括多個(gè)行的液晶面板的方法，這些行在幀翻新周期期間，被依次訪問，所述幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的每行具有在幀翻新周期之內(nèi)的預(yù)定翻新時(shí)間，它具有在對各行接連的翻新時(shí)段之間的等于T的時(shí)間段(循環(huán)翻新周期)，所述方法包括(a)從光源提供照射光(b)把照射光壓擠到其面積比顯示面板面積小的條紋上，所述條紋與多個(gè)行平行；(c)采用移動(dòng)的光學(xué)元件，形成照射光的條紋，以在顯示區(qū)上，在垂直于多個(gè)行的方向上掃描，在所述的方向上，對應(yīng)于在幀翻新周期期間，多個(gè)行被順序地訪問的方向，以及(d)使照射光條紋的掃描與幀翻新周期同步，使得對顯示器的各行，由于掃描的結(jié)果而照射在該行上的大部分照射光是在對該行的循環(huán)翻新周期的后面一半上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中由于掃描的結(jié)果而照射在該行上的大部分照射光是在對該行的循環(huán)翻新周期后面的1/3上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中條紋面積對顯示面板面積之比小于或等于1/3。
4.一種用于照射具有顯示區(qū)和包括多個(gè)行的顯示面板的方法，這些行在幀翻新周期期間被依次訪問，所述幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的各行具有在幀翻新周期之內(nèi)的預(yù)定翻新時(shí)間，它具有在對各行接連的翻新時(shí)段之間的、對該行是循環(huán)翻新周期且等于T的時(shí)間段，所述方法包括(a)從光源提供照射光；(b)把照射光壓擠到其面積比顯示面板面積小的條紋上，所述條紋與多個(gè)行平行；(c)在幀翻新周期期間，在多個(gè)行的各行上，順序地掃描照射光的條紋，以及(d)使照射光條紋的掃描與幀翻新周期同步，使得對顯示面板的各行，由于掃描的結(jié)果而照射在那個(gè)行上的大部分照射光是在對那個(gè)行的循環(huán)翻新周期的后面一半上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中順序地掃描照射光的條紋包括采用移動(dòng)的光學(xué)元件以形成照射光的條紋來在多個(gè)行中的各行上順序地掃描該條紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其中該移動(dòng)的光學(xué)元件包括一移動(dòng)的系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其中該移動(dòng)的光學(xué)元件包括一轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中使照射光條紋的掃描同步包括使照射光條紋的掃描與幀翻新周期同步，使得對顯示面板的各行，由于掃描的結(jié)果而照射在那個(gè)行上的大部分照射光是在對那個(gè)行的循環(huán)翻新周期的后面1/3上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中把照射光壓擠到條紋上包括把照射光壓擠到其面積為顯示面板面積的1/3或更小的條紋上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中把照射光壓擠到條紋上包括采用移動(dòng)的光學(xué)元件把照射光壓擠到條紋上。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中該顯示面板包括液晶顯示面板。
12.一種顯示器包括照射系統(tǒng)，包括光源，和可移動(dòng)的光學(xué)元件，其中該照射系統(tǒng)能把來自光源的光壓擠到其面積比顯示面板面積小的照射光的條紋上；顯示面板，包括顯示區(qū)和多個(gè)行；以及處理器，被設(shè)置成并被安排在幀翻新周期期間，順序地訪問顯示面板多個(gè)行中的每行以顯示圖象，其中幀翻新周期具有周期為T，且多個(gè)行中的各行具有在幀翻新周期之內(nèi)的預(yù)定翻新時(shí)間，它具有在各行接連的翻新時(shí)段之間的、對該行是循環(huán)翻新周期且等于T的時(shí)間段，該處理器還被設(shè)置成并被安排來移動(dòng)該光學(xué)元件，以同步的方式，在多個(gè)行中的各行上順序地掃描照射光的條紋，使得大部分照射光，在對那個(gè)行的循環(huán)翻新周期的后面一半期間照射在各行上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該可移動(dòng)的光學(xué)元件包括一可移動(dòng)的透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該可移動(dòng)的光學(xué)元件包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的三棱鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該處理器被設(shè)置成并被安排來移動(dòng)該光學(xué)元件，以同步的方式，在多個(gè)行中的各行上順序地掃描照射光的條紋，使得大部分的照射光，在對那個(gè)行的循環(huán)翻新周期后面的1/3期間，照射在各行上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該可移動(dòng)的光學(xué)元件能把來自光源的光壓擠到其面積是顯示面板面積的1/3或更小的照射光的條紋上。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，還包括接收來自顯示面板的光的投影透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該顯示面板包括液晶顯示面板。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述顯示器，其特征在于，其中該可移動(dòng)的光學(xué)元件能把來自光源的光壓擠到其面積比顯示面板面積小的照射光的條紋上。
全文摘要
提供一種用于照射液晶面板(13)的顯示區(qū)的方法。把照射光(17)壓擠到一條紋上，它在與顯示的翻新周期同步下，橫過顯示區(qū)被掃描。尤其是，這樣來完成掃描，使得對顯示面板的各行，由于掃描的結(jié)果而照射在該行的大部分照射光是在對該行循環(huán)翻新周期的后面一半上。由此可見，改善了顯示移動(dòng)物體的能力。
文檔編號G09G3/34GK1711580SQ200380102922
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者A·R·科納, F·R·恩斯特倫 申請人:3M創(chuàng)新有限公司