减少运动伪像的轮辐光补偿的制作方法

专利名称：减少运动伪像的轮辐光补偿的制作方法
技术领域：
本发明涉及操作顺序彩色显示系统的技术，尤其涉及降低补偿在彩色过渡期间造成的亮度增加所引起的运动伪像的严重性的技术。
背景技术：
目前，存在利用一种称为数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)的半导体器件的电视投影系统。典型的DMD包括排列成长方形阵列的数个独立可移动微镜。每个微镜在锁存其中的位的相应驱动单元的控制下，围绕通常约为10°-12°的有限弧度旋转。当应用事先锁存的“1”位时，驱动单元就将它的相关微镜旋转到第一位置。相反，将事先锁存的“0”位应用于驱动单元使驱动单元将它的相关微镜旋转到第二位置。通过适当地将DMD放置在光源与投影透镜之间，当DMD器件的每个独立微镜被它的相应驱动单元旋转到第一位置时，它通过透镜将来自光源的光反射到显示屏上，以照射显示器中的独立像元(像素)。当被旋转到它的第二位置时，每个微镜将光反射成偏离显示屏，使相应像素变成黑暗。这样的DMD器件的例子是可从德克萨斯仪器公司(Texas Instruments，Dallas Texas)获得的DLPTM系统的DMD。
包含所述类型的DMD的当前电视投影系统通过控制下文称为微镜工作循环、与独立微镜保持在“关闭”状态(即，旋转到它们的第二位置)的间隔相对的独立微镜保持在“打开”状态(即，旋转到它们的第一位置)的间隔，控制独立像素的亮度(照度)。为此，这样的当前DMD型投影系统通过按照一系列脉冲宽度分段中脉冲的状态改变每个微镜的工作循环，利用脉冲宽度调制来控制像素亮度。每个脉冲宽度分段包括一串时间间隔不同的脉冲。每个脉冲的启用状态(即，每个脉冲处在打开状态还是处在关闭状态)分别决定微镜在那个脉冲的间隔内保持在打开状态还是保持在关闭状态。换句话说，脉冲宽度分段中在画面间隔期间打开(启用)的脉冲的总宽度的和值越大，与这样脉冲相联系的微镜的工作循环就越长，和在这样间隔期间的像素亮度就越强。
在利用这样DMD的电视投影系统中，画面间隔，即，显示相继图像之间的时间依赖于所选电视标准。当前美国使用的NTSC(全国电视系统委员会)标准要求画面间隔为1/60秒，而某些欧洲电视标准应用1/50秒的画面间隔。当前DMD型电视投影系统通常通过在每个画面间隔期间同时地或依次地投影红色、绿色、和蓝色图像，提供彩色显示。典型的顺序DMD型投影系统利用插在DMD的光路中、通常具有电机驱动彩色轮盘形式的彩色改变器。彩色轮盘存在数个分离原色窗，通常是红色、绿色和蓝色，以便在相继间隔期间，红绿蓝色光分别落在DMD上。
如上所述，DMD与彩色轮盘的组合实现了顺序彩色显示。为了将顺序显示的色畸变伪像减到最低程度，每个输入画面彩色序列都出现许多次。因此，彩色轮盘在每个画面间隔期间必须改变DMD照射色彩许多次。例如，每个画面间隔改变照射色彩12次的DMD型电视机每个输入画面将显示三原色的每一种彩色4次，因此形成所谓的4X显示。
当投射在DMD上的光经历从一种原色到下一种原色的过渡时，会出现“轮辐(spoke)”。一般情况下，显示器不利用与轮辐相联系的光(“轮辐光”)，因为难以用这样的“混合”光生成饱和彩色。但是，至少一种当前DMD型系统(即，德克萨斯仪器公司DLP系统)存在称为“轮辐光重捕获(SLR)”的选择，它在某些条件下使用一些轮辐光，使白色对象有可能具有明显更强的峰亮度。在每个轮辐期间彩色不断地改变。为了获得一致的彩色再现，要么全部使用轮辐，要么一点也不使用轮辐。并且，德克萨斯仪器公司对它们的DMD的支持电路同时使用或者一点也不使用不同彩色的三条轮辐。当使用时，三条轮辐为一组产生大量附加白光，通常约等于总非轮辐光的8％。
德克萨斯仪器公司数字微镜系统添加在规定亮度阈值之上的轮辐光，该规定亮度阈值通常约等于总亮度的60％。在这个阈值之下，仍然不使用轮辐光。因此，当亮度从刚好在阈值以下增加到等于阈值的值时，轮辐被“启用”，从而添加轮辐光。为了使亮度特性不出现大的不连续性，必须相应减少非轮辐光，以便使最终递增亮度约增加一个最低有效位(LSB)。然而，如果在画面间隔中在与启用的轮辐占据的时间极为不同的时间上出现相应减少，那么，就变成适合出现严重运动-轮廓化伪像的状况。
因此，需要一种在启用的每个轮辐内在适当时间在非轮辐分段中安排正确补偿减少量的技术。

发明内容
简而言之，按照本发明的原理，提供了操作包括彩色改变器的顺序彩色显示系统的方法，彩色改变器使一组原色的每一种照射在对于每种彩色控制数个像素的每一个的亮度的成像器上。该方法从将控制信号应用于成像器开始，每个控制信号通常是一列脉冲宽度分段，以及每个分段以基于控制信号状态的亮度级照射对应彩色的相关像素。每当彩色改变器从一种原色过渡到另一种原色时，会出现间隔(轮辐)，且两种彩色的混合光将照射成像器。当相关像素的至少一种彩色的亮度级超过规定阈值时，使用在至少一组轮辐期间出现的光。当使用轮辐光时，控制信号发生变更，降低大致上在出现轮辐的时间附近至少一种原色的亮度，以补偿使用那个轮辐期间的光引起的亮度增加。虽然基于本发明原理的轮辐光补偿技术可以有利地用在应用脉冲宽度调制的DMD系统中，但可以发现，该技术也可应用在其它类型的顺序显示系统中。


图1描绘了实践基于本发明原理的轮辐光补偿技术的顺序彩色显示系统的方块图；图2描绘了构成图1的显示系统的一部分的彩色轮盘的正视图；图3描绘了描述一组位平面的表格，该组位平面控制驱动图1的系统中的成像器的每个脉冲宽度分段内的脉冲；图4-8共同例示了控制脉冲宽度分段的位平面的枚举表，脉冲宽度分段管理图1的显示系统内的每个像素的相应彩色的亮度；图9描绘了对于第一组的轮辐被禁用的亮度级，脉冲宽度分段之间的光分布；图10描绘了对于第一组轮辐被启用的亮度级，脉冲宽度分段之间的光分布；和图11描绘了示出非轮辐光和轮辐光的影响、作为光输入的函数的光输出的特性曲线。
详细描述图1描绘了适合实践基于本发明原理的轮辐光补偿技术、公开在德克萨斯仪器公司在2001年6月发表的应用报告“单面板DLPTM投影系统光学”中那种类型的顺序彩色显示系统10。该系统10包括位于椭圆反射镜13的焦点上的灯泡12，椭圆反射镜13通过彩色改变器14将来自灯泡的光反射到收集棒15。正如下面更详细描述的那样，彩色改变器14用于依次将三原色，通常为红、绿、蓝原色窗的每一种放置在灯泡12与收集棒15之间。在所例示的实施例中，彩色改变器14呈现通过电机16转动的彩色轮盘的形式。参照图2，所例示实施例中的彩色轮盘14拥有分别径向相对的红、绿、蓝彩色窗171和174、172和175、和173和176。因此，随着电机16沿顺时针方向转动图2的彩色轮盘14，红、绿、蓝光将依次投射在图1的收集棒15上。实际上，电机16以足够高的速度转动彩色轮盘14，以便在1/60秒的画面间隔期间，红、绿、蓝光每一种都投射在收集棒上达4次，在画面间隔内生成12个彩色图像，以BGR顺序交替的4次红色、4次绿色、和4次蓝色。
参照图1，收集棒15在一端收集入射光，在另一端生成投射在一组延迟光学器件18上的截面均匀光斑。延迟光学器件18将光扩展成投射在折叠式反射镜20上的数个平行光束，折叠式反射镜20通过一组透镜22将光束反射到全内反射(TIR)棱镜23上。TIR棱镜23将平行光束反射到数字微镜器件(DMD)24，譬如，德克萨斯仪器公司制造的DMD器件上，以便有选择地反射到投影透镜26中和屏幕28上。尽管出现在图1中的彩色轮盘14处在光路中灯泡12与收集棒15之间的那个部分内，但彩色轮盘14可以位于光路中灯泡与显示屏28之间的任何地方。
DMD 24呈现含有排列成阵列的数个独立微镜(未示出)的半导体器件的形式。举例来说，德克萨斯仪器公司制造和销售的DMD含有1280列×720行的微镜阵列，在投影到屏幕28上的最后画面中生成921,600个像素。其它DMD可以含有不同的微镜排列。正如前面所讨论的那样，DMD中的每个微镜响应事先锁存在驱动单元中的二进制位的状态，在相应驱动单元(未示出)的控制下围绕有限弧度旋转。依赖于应用于驱动单元的锁存位是“1”还是“0”，每个微镜分别旋转到第一位置和第二位置之一。当旋转到它的第一位置时，每个微镜将光反射到透镜26中和屏幕28上，以照射相应像素。当每个透镜被旋转到它的第二位置时，相应像素呈现黑暗。在每个微镜通过投影透镜26将光反射到屏幕28上的画面间隔期间的时间(微镜工作循环)决定像素的亮度。
DMD 24中的独立驱动单元从在现有技术中众所周知和通过描述在论文“基于微镜器件的高清晰度显示系统”(R.J.Grove et al.InternationalWorkshop on HDTV(October 1994))中的电路举例说明的驱动电路30接收驱动信号。驱动电路30按照通常具有由处理器31施加于驱动电路的脉冲宽度分段的序列形式的控制信号，为DMD 24中的驱动单元生成驱动信号。每个脉冲宽度分段包括一串时间间隔不同的脉冲，每个脉冲的状态决定在那个脉冲的间隔内微镜保持在打开状态还是保持在关闭状态。可以出现在脉冲宽度分段内的最短可能脉冲(即，1个脉冲)(有时称为最低有效位或LSB)通常具有15微秒的间隔，而分段中的较大脉冲每一个都具有比一个LSB大的间隔。实际上，脉冲宽度分段内的每个脉冲受数字位流内其状态决定打开还是关闭相应脉冲的位(下文描述成“像素控制”位)控制。“1”位产生打开的脉冲，而“0”位产生关闭的脉冲。脉冲宽度分段中启用脉冲的总和(间隔)控制那个分段期间相应像素的亮度。因此，脉冲宽度分段中启用脉冲的复合脉冲宽度(用LSB量度)越大，那个分段内的像素亮度分布也越大。
对于4X显示，驱动电路31为每个像素生成每种彩色的4个分离脉冲宽度分段的每一个。因此，在每个画面间隔期间，驱动电路31生成12个分段，4种红色、4种绿色和4种蓝色的脉冲的像素控制位。像素控制位到DMD 24的传送与彩色轮盘14的旋转同步发生，以便给定彩色的每个分段对应于那种彩色照射在DMD 24上。
参照图2的彩色轮盘14，轮辐18位于每对不同彩色窗之间，譬如，红色窗171与绿色窗172之间。轮辐18的数量将依赖于彩色轮盘14中红、绿、蓝窗的数量。因此，拥有两个BGR彩色三元组(即，两组蓝、绿、红窗)的图2的彩色轮盘14将拥有6条轮辐18。在所例示的实施例中，彩色轮盘14在每个画面间隔期间转动两次，导致在这样的时间内出现12条轮辐。当经过来自灯泡12的光斑时，每条轮辐18形成光混合，即，光包含两种不同彩色的混合物的间隔。例如，位于蓝窗与绿窗之间的轮辐18将导致蓝绿色的间隔。位于红窗与蓝窗之间的轮辐18将导致红紫色的间隔。位于红窗与绿窗之间的轮辐18将导致黄色的间隔。过去，由于难以从这样的“混合光”中生成饱和彩色，DMD型投影系统不使用轮辐期间的光(下文称为“轮辐光”)。
目前，德克萨斯仪器公司DMD系统存在称为“轮辐光重捕获(SLR)”的选择，它在某些条件下使用一些轮辐光，使白色对象有可能具有明显更强的峰亮度。由于在每个轮辐期间色彩不断地改变，为了获得一致的彩色再现，要么全部使用轮辐，要么一点也不使用轮辐。而且，德克萨斯仪器公司对它们的DMD的支持电路一起使用或者一点也不使用不同色彩的三条轮辐。使用三条轮辐的一组将导致附加白光量增加，通常约等于总非轮辐光的8％。在阈值亮度上，通常大约在总亮度的60％上，附加这样的光。在这个阈值之下，仍然不使用轮辐光。因此，当亮度从刚好在阈值以下增加到等于阈值的值时，一组轮辐被启用。为了使亮度特性不出现大的不连续性，应该相应减少非轮辐光，以便使合成递增亮度约增加一个最低有效位(LSB)。如果在画面间隔中在与打开轮辐占据的时间极为不同的时间上出现相应减少，那么，就变成适合出现严重运动-轮廓化伪像的状况。运动伪像可以出现在运动对象具有刚好在轮辐光启用阈值之上和之下的相邻亮度部分的时候。
按照本发明的原理，提供了降低这样的运动伪像的严重性的技术。正如下面更详细描述的那样，基于本发明原理的补偿技术通过降低大致上在出现轮辐的时间附近的大部分像素亮度，补偿轮辐被“启用”(即，使用特定轮辐的轮辐光)时造成的亮度增加。最佳结果一般出现在像素亮度中的这些降低基本上全部正好出现在启用轮辐之前和之后的时候。但是，只要大多数亮度降低出现在轮辐启用附近的实际时间，即使降低的像素亮度没有全部正好出现在启用的轮辐之前和之后，也可以达到良好的补偿。
为了理解基于本发明原理的轮辐光补偿技术，简要讨论控制系统10中DMD 24的方式将证明是有用的。正如前面所讨论的那样，所例示实施例中的DMD 24包括921,600个微镜的阵列。微镜的像素控制位存在于“位平面”之中，每个位平面呈现长度与微镜的数量相对应的位串的形式。将每个位平面的位装入DMD 24中，和依赖于每个位平面中的独立位是否是逻辑“1”，决定受那个位控制的每个微镜是否照射相应像素。在例示的实施例中，系统10使用14个位平面，每个位平面控制一个或多个脉冲宽度分段内的一个或多个脉冲。但是，位平面的数量可以更多或更少。
为了理解每个位平面如何控制脉冲宽度分段内的脉冲，请参照图3，图3描绘了为每个位平面示出脉冲宽度分段中的脉冲之间的预期权重分布的表格。图3中的倒数第2行标识分别标成#0-#13的14个位平面中的每一个，而图3中的最后一行列出每个位平面的总权重(用LSB量度)。因此，例如，位平面#0具有1LSB的总权重，而位平面#13具有66LSB的总权重。图3的前4行示出了对于每个位平面，分段#0-#3之间的预期权重分布。例如，在所例示的实施例中，位平面#0具有限于分段#2的1-LSB权重。另一方面，位平面#5具有预期分布是在分段#2中为3LSB和在分段#3中为3LSB的6LSB的权重。比较起来，位面#13具有预期分布是在分段#0-#3中分别为17、17、15和17LSB的66LSB的总权重。注意，虽然图3描绘了脉冲宽度分段之间每个位平面的预期分布，但实际分布可以稍有不同。例如，对于位平面#9，分段#2和#3之间的实际分布可以分别是11.5LSB和12.5LSB。
图4-8共同描绘了脉冲宽度枚举表，对于非轮辐光的亮度级0-255的每一个，其值对应于用于控制分段#0-#3的对应一个内的脉冲的特定位平面。回想每个脉冲宽度分段对应于每个画面间隔(即，一秒的每第1/60)期间独立像素的给定色彩的4个实例中的单独一个。在两个不同亮度级(例如，亮度级#150和#203)的每一个上分别启用第一和第二组轮辐(下文分别标识为轮辐组#和轮辐组#1)时，包含在图4-8的表中的脉冲宽度枚举值将取得非常好的补偿。换句话说，当轮辐启用按如下彩色序列顺序[(B G 1R )(B 1 G R 1)(B G R)(B G R)]出现时，包含在图4-8的表中的脉冲宽度枚举值将提供非常好的轮辐补偿，其中，在彩色序列中组#和#1的轮辐被分别表示成和1。
正如下面更好体会到的那样，虽然分段#0-#3按时间顺序出现，分段#2在亮度上首先出现在分段#3后面，然后是分段#0和#1。换句话说，随着亮度增加，分段#2首先越来越亮。分段#0和#1在亮度上出现在最后，并且当启用轮辐组#和#1时，就经历亮度下降，以补偿轮辐光。参照图4，为了达到亮度级#1，平面#0控制的脉冲(具有1-LSB宽度)在分段#2中被启用，而这个分段和其它分段中的其它脉冲仍然被禁用。
为了达到亮度级#2，位平面#1控制的脉冲(具有2-LSB宽度)被启用，而在分段#2期间，位平面#0控制的脉冲现在被禁用。与前面一样，分段#2和其它分段中的其它脉冲仍然被禁用。为了达到亮度级#3，位平面#0控制的脉冲(1LSB)和位平面#1控制的脉冲在分段#2期间被启用，而分段#2中和其它分段中的其它脉冲仍然被禁用。为了达到亮度级#4，位平面#1控制的脉冲在分段#2期间保持在打开状态，而位平面#0控制的脉冲在分段#2期间保持在关闭状态。同时，位平面#2控制的脉冲(2LSB)在分段#3期间被启用，而分段#2和3中和其它分段中的其它脉冲仍然被禁用。为了达到亮度级#5-#77的每一个，其它位平面控制的脉冲在分段#2和#3的每一个期间被启用，以便总位宽(用LSB量度)对应于所需亮度级。但是，分段#0和分段#1中的脉冲在这些亮度级上保持在关闭状态。为了达到在亮度级#78之上，但在亮度级206之下的亮度级，与分段#0和#1相联系的位平面控制的脉冲被有选择地启用。在亮度级207-255之间，与分段#0和#1相联系的位平面控制的脉冲被全部启用。在亮度级255(最大亮度级)上，与分段#0-#3相联系的位平面控制的所有脉冲都被启用，以取得总共255LSB脉冲宽度。
在本实施例中，当至少一种彩色的亮度，通常，当三原色的每一种的亮度达到规定阈值，典型地为，总亮度的60％时，轮辐组#的轮辐被启用。就描绘在图4-8的脉冲宽度枚举表中的亮度级而言，假设没有彩色温度调整，当至少一种彩色，通常，三原色的每一种具有在图6中的亮度级#149之上的亮度级时，轮辐组#的轮辐被启用。因此，一旦每种色彩从亮度级#149过渡到亮度级#150，轮辐组#的轮辐就被启用，从而附加轮辐光使像素亮度增加达8％。举例来说，在亮度级#149之上对红色启用轮辐组#的轮辐该色彩的亮度增加。
为了补偿启用轮辐组#的轮辐引起的轮辐光，应该相应降低非轮辐光中的亮度，以便当从亮度级#149过渡到亮度级#150时，能够使亮度增加约1LSB。按照本发明的原理，通过从图4-8的脉冲宽度枚举表中选择具有降低了几乎与轮辐启用相联系的递增亮度相同的数量的相关亮度级的相应值，来补偿认为是为给定色彩(例如，不妨说，红色)启用轮辐组#的轮辐造成的附加亮度。采用下列实例，这会变得更好理解。假设对于红色，所需递增亮度从亮度级#149增加到亮度级#150。还假设轮辐组#的轮辐在亮度级#149之上被启用。因此，为了补偿启用轮辐引起的附加16LSB亮度，选择与亮度级#134相联系的脉冲宽度分段，而不是选择与亮度级#150相联系的脉冲宽度分段。与亮度级#134相对应的脉冲宽度分段具有比与亮度级#150相联系的脉冲宽度分段相联系的脉冲权重小16的总脉冲权重(用LSB量度)。
将来自图4-8的表格的脉冲宽度枚举值用于补偿轮辐光提供了大致上在与出现轮辐非常接近的时间附近出现结果亮度降低的优点。对于选来补偿在亮度级#150上被启用的第一组轮辐的亮度级#134考虑图6的表格中的脉冲宽度枚举值。图6中与亮度级#134相联系的脉冲宽度分段拥有分别被总宽度29、29、38和38LSB的脉冲填充的分段#0、#1、#2和#3。同与亮度级#150相对应的脉冲宽度分段内的分段#2和#3相比较，与亮度级#134相联系的分段#2和#3每一个都被具有相同总宽度的脉冲(每一个都是38LSB)填充着。只有与亮度级#134相联系的脉冲宽度分段枚举表值的分段#0和#1具有较小的总脉冲宽度(每一个少8LSB)。但是，将启用第一轮辐组的轮辐引起的16LSB增量加入与亮度级#134相联系的134LSB亮度中将形成达到与亮度级#150相对应的亮度所需的150LSB的总脉冲宽度。此外，分段#0和#1的较低脉冲宽度值全部在时间上正好出现在轮辐组#的第一轮辐之前和正好出现在轮辐组#的最后轮辐之后，因此降低了在不同情况下如果在相对于轮辐启用极为不同的时间上出现亮度降低补偿将会出现的运动轮廓化伪像的严重性。
参照图9和10将有助于更好地理解如何大致上在与轮辐启用非常接近的时间附近出现基于本发明原理的亮度补偿。图9例示了每种彩色在亮度级#149上的4个彩色三元组(即，蓝色、绿色和红色出现4次)。第1和第2彩色三元组(分别对应于分段#0和#1)具有每种彩色72LSB的复合亮度，它反映了分别与分段#0和#1相联系的35LSB和37LSB的总位权重之和。同样，第3和第4彩色三元组(分别对应于分段#2和#3)具有每种彩色77LSB的复合亮度，它反映了分别与分段#2和#3相联系的39LSB和38LSB的总位权重之和。
图10例示了在亮度级#150上的4个彩色三元组(即，蓝色、绿色和红色出现4次)，以及轮辐组#中的轮辐被启用。从图10可以看出，轮辐组#中的第一轮辐出现在蓝色和绿色的第一实例之间。轮辐组#中的第二轮辐出现在红色的第一实例和蓝色的第二实例之间，而同一组的第三轮辐出现在绿色的第二实例和红色的第二实例之间。通过从图6的表格中选择与亮度级#134相对应的脉冲宽度枚举值补偿启用轮辐组#的轮辐时的16LSB光增量导致分段#0和#1分别具有29LSB和29LSB的总位权重，而分段#2和#3分别具有39LSB和38LSB的总位权重。
同与亮度级#150相联系的分段#0和#1的总脉冲宽度相比较，与亮度级#134相联系的分段#0和#1的总脉冲宽度每一个都少9LSB(28LSB对37LSB)。相比之下，与亮度级#134相联系的分段#2和#3同与亮度级#150相联系的分段#2和#3相比较，具有相同的总脉冲宽度(39LSB和39LSB)。当利用与亮度级#134相联系的图6的表格的脉冲宽度枚举值补偿轮辐光时，分别与分段#0和#1相联系的蓝色、绿色和红色的前两次出现的每一次将具有降低的亮度。
从图10可以看出，第一次出现蓝色和绿色的亮度降低分别正好出现在第一轮辐之前和正好出现在第一轮辐之后。类似地，第一次出现红色和第二次出现蓝色的亮度降低分别正好出现在第二轮辐之前和正好出现在第二轮辐之后。并且，第二次出现绿色和第二次出现红色的亮度降低分别正好出现在第三轮辐之前和正好出现在第三轮辐之后。换句话说，使用与亮度级#134相联系的来自图6的表格的脉冲宽度枚举值基本上可以使所有亮度降低限于蓝色、绿色和红色的前两次出现，这对应于启用轮辐组#的轮辐期间的间隔。蓝色、绿色和红色的第三和第四次出现(对应于分段#2和#3)基本上具有相同的亮度(不包括达到亮度级#150时出现的递增亮度增加。
图1的系统10还补偿第二轮辐组(轮辐组#1)的轮辐在第二彩色亮度阈值，通常，亮度级#203之上被启用时轮辐光的增加。为了体会图4-8的枚举表在这样的条件下取得轮辐光补偿的方式，针对红色考虑递增亮度从亮度级#203增加到亮度级#204。还假设绿色和蓝色具有在启用轮辐组#1的轮辐的阈值之上的亮度级。在亮度级#204上，轮辐组#1被启用(除了轮辐组#之外)，导致红色的亮度增加，比方说，16LSB。因此，为了取得从亮度级#203增加到亮度级#204的递增亮度，选择与亮度级#188相联系的图7的表格的脉冲宽度枚举值(而不是选择与亮度级#204相联系的脉冲宽度枚举值)。
在非轮辐光状况下，与亮度级#204相联系的图7的表格中的脉冲宽度枚举值代表用于获取这个亮度级的实际值。因此，在非轮辐光状况下，与亮度级#204相联系的脉冲宽度分段#0、#1、#2和#3分别具有64、64、39和38LSB的总脉冲宽度，这形成204LSB的总脉冲宽度。但是，当使用亮度级#149之上的与轮辐组#相联系的轮辐光时，和当使用亮度级#203之上的与轮辐组#和#1的轮辐相联系的轮辐光时，由于需要使用较低的亮度级值来补偿轮辐光，图6-8的脉冲宽度枚举表实际上不代表事件的真正状态。正如前面所讨论的那样，在非轮辐光中需要出现相应亮度降低以补偿轮辐光，因此，要求使用提供必要亮度降低的来自图6-8的脉冲宽度枚举表的较低亮度级值，节省1LSB，或因此，使亮度增加或递增地增加到下一个更高的级。
当从亮度级#203过渡到亮度级#204时，采用图7的表格中与亮度级#188相对应的脉冲宽度枚举值(同与亮度级#204相联系的值相对)。同与亮度级#204相联系的分段#2和#3相比较，与亮度级#188相对应的分段#2和#3具有相同的总宽度脉冲(分别为39和38LSB)。只有与亮度级#188相联系的分段#0和#1具有较小的宽度(每一个少8LSB)。但是，将启用轮辐引起的16LSB亮度增量加入与亮度级#188相联系的分段#0、#1、#2和#3的总188LSB宽度中将形成必要脉冲宽度(204LSB)，以取得从亮度级#203到达亮度级#204的所需递增亮度增加。与前面一样，与亮度级#174相联系的分段#0和#1的较低脉冲宽度值引起在时间上大致出现在轮辐组#1的相应轮辐附近的红色的亮度降低。
为了更好地体会轮辐光对总光输出的贡献，请参照图11，图11描绘了总光输出作为非轮辐光和轮辐光的函数的图形。在达到亮度级#150之前，总光输出来自非轮辐光。在亮度级#150与#203之间，总光包括第一固定轮辐光量(来源于对轮辐组#的轮辐的启用)，以及以线性方式递增地增加以取得总光中的相应增加的非轮辐光量。一旦轮辐组#的轮辐在亮度级#150上被启用，除了递增增加以反射从亮度级#149到#150的亮度增加之外，非轮辐光下降几乎与由轮辐光引起的增加相同的量。在亮度级#203上和在亮度级#203之上，轮辐组#1的轮辐被启用(与轮辐组#的轮辐一起)，导致第二固定轮辐光量。此外，除了与亮度级的增加相联系的递增增加之外，非轮辐光降低与轮辐光的增加相对应的量。
正如上面讨论的那样，在每个脉冲宽度分段的分段#0和#1期间启用轮辐的状况下，图4-8的脉冲宽度枚举表提供了非常好的轮辐光补偿。但是，轮辐启用模式不同于[(B G 1 R )(B 1 G R 1)(B G R)(B G R)]，在这样的状况下，依赖于轮辐出现在什么地方和哪些轮辐被启用，不同的位平面组和不同的脉冲宽度枚举表变得必不可少。但是，为了以如上所述的方式提供轮辐光补偿，这样的表格必须含有在出现轮辐的时间附近的实际时间取得适当亮度降低的项目，以便计入由使用轮辐光引起的相应亮度增加。
上文描述了在顺序彩色显示系统中取得对轮辐光的补偿，以便在出现轮辐的附近的实际时间出现非轮辐光降低，减少运动轮廓化伪像的侵入。虽然通过结合脉冲宽度调制顺序彩色显示系统描述了所例示的实施例，但倘若实质上在与出现轮辐非常接近的时间出现非轮辐光降低，无需使用脉冲宽度调制，也可以容易地取得基于本发明原理的轮辐光补偿。
权利要求
1.一种操作包括色彩改变器和成像器的顺序彩色显示系统的方法，色彩改变器和成像器一起工作，用一组原色的每一种依次照射至少一个像素，该方法包括如下步骤将控制信号施加于成像器，使成像器对于每种原色，以基于控制信号的亮度级照射至少一个像素；当对于至少一种色彩，所述至少一个像素具有在第一规定阈值之上的亮度级时，使用在至少一条第一轮辐期间出现的光，该第一轮辐与色彩改变器从一种色彩过渡到另一种色彩的第一间隔相对应；和当在这样的轮辐期间使用光时，变更控制信号，以降低在出现轮辐的附近的实际时间至少一种原色的亮度，以补偿使用这样轮辐期间的光所引起的亮度增加。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，变更控制信号的步骤包括变更控制信号以降低刚好在这一轮辐之前和之后的亮度的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一亮度阈值对于每种彩色是不同的。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括如下步骤当所述至少一种色彩具有在第二阈值之上的亮度级时，除了在至少一条第一轮辐期间使用的光之外，还使用在至少一条附加轮辐期间出现的光。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，第二亮度阈值对于每种彩色是不同的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，施加控制信号的步骤包括施加多个脉冲宽度分段序列，对于相关像素，每个脉冲宽度分段使成像器以基于脉冲分段内的脉冲的总启用的亮度级照射每种原色的这一相关像素。
7.一种操作含有色彩改变器和成像器的顺序脉冲宽度调制显示系统的方法，色彩改变器和成像器一起工作，对于一组原色的每一种，依次照射至少一个像素，该方法包括如下步骤将多个脉冲宽度分段序列施加于成像器，对于至少一个像素，每个脉冲宽度分段使成像器以基于脉冲分段内的脉冲的启用状态的亮度级照射每种原色的所述至少一个像素；当对于至少一种色彩，所述至少一个像素具有在规定阈值之上的亮度时，使用在至少一条第一轮辐期间出现的光，该第一轮辐与色彩改变器从一种色彩过渡到另一种色彩的第一间隔相对应；和当在至少一条第一轮辐期间使用光时，变更至少一个序列的脉冲宽度分段，以降低在出现至少一条第一轮辐附近的实际时间至少一种色彩的亮度，以补偿使用至少一条第一轮辐期间的光所引起的亮度增加。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，第一亮度阈值对于每种色彩是不同的。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括如下步骤当所述至少一种色彩具有在第二阈值之上的亮度级时，除了在所述至少一条第一轮辐期间使用的光之外，还使用在至少一条附加轮辐期间出现的光。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，第二亮度阈值对于每种彩色是不同的。
11.一种操作含有色彩改变器的顺序脉冲宽度调制显示系统的方法，色彩改变器使一组原色中的每一种依次照射对于每种原色点亮数个像素的每一个的成像器，该方法包括如下步骤将多个脉冲宽度分段序列施加于成像器，每个脉冲宽度分段使成像器以基于脉冲分段内每个像素的脉冲的启用状态的亮度级照射每种原色的每个像素；选择与色彩改变器从一种原色过渡到另一种原色的第一间隔相对应的至少一条第一轮辐；和对于至少一种色彩，变更在规定像素亮度级之上的至少一个序列的脉冲宽度分段，以利用在至少一条第一轮辐期间的光有选择地增加像素亮度，并降低大致上刚好出现在至少一条第一轮辐之前和之后的脉冲宽度分段期间的像素亮度，以便补偿来自轮辐光的亮度增加。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，第一亮度阈值对于每种色彩是不同的。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括如下步骤当每种色彩具有在第二阈值之上的亮度级时，除了在至少一条第一轮辐期间使用的光之外，还使用在至少一条第二轮辐期间出现的光。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，第二亮度阈值对于每种色彩是不同的。
15.一种顺序彩色显示系统，包括光源；成像器，用于引导来自光源的光，以有选择地照射显示屏上的数个像素中的每一个；色彩改变器，用于依次改变照射数个像素的每一个的光的色彩；和控制器，用于(a)将控制信号施加于成像器，使成像器以基于控制信号的亮度级照射每种原色的相关像素；(b)当至少一种色彩具有在第一预定阈值之上的亮度级时，使用在色彩改变器从一种彩色过渡到另一种彩色的至少一个第一间隔(轮辐)期间出现的光；和(c)当在至少一条第一轮辐期间使用光时，变更控制信号，以降低在出现至少一条第一轮辐附近的时间至少一种色彩的亮度，以补偿使用所述至少一条第一轮辐期间的光引起的亮度增加。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，控制器变更控制信号，以便降低刚好在所述至少一条第一轮辐之前和之后的亮度。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，第一亮度阈值对于每种色彩是不同的。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，当每种色彩具有在第二阈值之上的亮度级时，除了在至少一条第一轮辐期间使用的光之外，控制器还使用在至少一条第二轮辐期间出现的光。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，第二亮度阈值对于每种色彩是不同的。
20.根据权利要求15所述的装置，其中，控制器应用多个脉冲宽度分段序列，对于相关像素，每个脉冲宽度分段使成像器以基于脉冲分段内的脉冲的启用状态的亮度级照射每种原色的这一相关像素。
全文摘要
顺序彩色显示系统(10)包括色彩改变器(14，16)，色彩改变器(14，16)使一组原色的每一种出现在照射显示屏上的数个像素的每一个的成像器上。控制器(30，31)将控制信号施加于成像器，以控制每种色彩的像素亮度。每当色彩改变器从一种原色过渡到另一种原色时，出现轮辐(18)，并且两种色彩的混合光将照射成像器。当相关像素的每种色彩的亮度级超过规定阈值时，控制器使成像器使用这样的轮辐光。当使用轮辐光时，控制器变更控制信号，降低在出现轮辐的实际时间附近至少一种原色的亮度，以补偿使用轮辐期间的光引起的亮度增加。
文档编号H04N9/31GK1830215SQ200480021632
公开日2006年9月6日 申请日期2004年6月4日 优先权日2003年7月30日
发明者唐纳德·H·威利斯 申请人:汤姆森特许公司