專利名稱：用于液晶顯示器的幀速率乘法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明裝置涉及LCOS(硅液晶)和/或LCD(液晶顯示器)視頻顯示系統(tǒng)領(lǐng)域，兩者既可以是反射型又可以是傳輸型。
背景技術(shù)：
可以認(rèn)為硅液晶(LCOS)是形成于硅晶片的一個(gè)大液晶。將該硅液晶分為超小板電極(tiny plate electrode)的遞增陣列。液晶的超小遞增區(qū)受到由每個(gè)超小板和共用板生成的電場的影響。每個(gè)這樣的小板和對應(yīng)的液晶區(qū)被一起稱為成象器的單元。每個(gè)單元對應(yīng)一個(gè)單獨(dú)可控的象素。將共用板電極布置在液晶的其它邊上。每個(gè)單元，或象素，保持以相同的強(qiáng)度發(fā)光，直到輸入信號改變?yōu)橹?，由此充?dāng)一個(gè)采樣并保持。與陰極射線管中磷光體一樣，該象素不衰減。每組共用和可變板電極形成一個(gè)成象器。對于一種顏色提供一個(gè)成象器，因此，為紅、綠、藍(lán)每種顏色各提供一個(gè)成象器。
一般地，響應(yīng)于給定的輸入圖象，通過首先發(fā)送一正常幀(正圖象)和接著發(fā)送一逆反的幀(負(fù)圖象)，利用幀加倍信號驅(qū)動(dòng)LCOS顯示器的成象器，以避免30赫茲閃爍。正圖象和負(fù)圖象的生成確保每個(gè)象素將隨著正電場與負(fù)電場交替地被寫入。合成的驅(qū)動(dòng)場具有零直流分量，該零直流分量是避免該圖象閃爍和最終避免成象器的永久退化所必需的。已經(jīng)確定，人眼對由這些正圖象和負(fù)圖象產(chǎn)生的象素的亮度平均值會作出反應(yīng)。
將驅(qū)動(dòng)電壓提供到LCOS陣列的每個(gè)邊上的板電極。在目前優(yōu)選的、本發(fā)明裝置附屬于其中的LCOS系統(tǒng)中，共用板總是帶有約8伏的電壓。該電壓可以調(diào)整。在超小板陣列中的其它板都以兩個(gè)電壓范圍進(jìn)行操作。對于正圖象，電壓在0伏和8伏之間變化。對于負(fù)圖象，電壓在8伏和16伏之間變化。
將光提供到成象器、并且由此提供到該成象器的每個(gè)單元，該光是場偏振的。響應(yīng)通過板電極施加到單元的電場的均方根(RMS)值，每個(gè)液晶單元旋轉(zhuǎn)輸入光的偏振。一般地說，該單元對所施加的電場的(正或負(fù))極性不敏感。相反地，每個(gè)象素的單元的亮度一般地僅是照射在該單元上的光的偏振的旋轉(zhuǎn)的函數(shù)。但是作為特例，據(jù)發(fā)現(xiàn)，對于相同偏振旋轉(zhuǎn)的光，亮度能夠在正電場和負(fù)電場之間作某種變化。這樣的亮度變化可以在所顯示圖象中引起不期望的閃爍。
在該實(shí)施例中，對于正圖象或負(fù)圖象，當(dāng)驅(qū)動(dòng)該單元的電場接近零電場強(qiáng)度時(shí)，對應(yīng)8伏，較接近的每個(gè)單元成為白色，在條件上對應(yīng)于滿。其它系統(tǒng)也是可能的，例如其中共用電壓設(shè)置為0伏。應(yīng)該理解，這里所提出的本發(fā)明裝置可應(yīng)用于所有這樣的正和負(fù)電場LCOS成象器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
當(dāng)施加到超小板電極的可變電壓低于施加到共用板電極的電壓時(shí)，這些圖象被定義為正圖象，因?yàn)槌“咫姌O的電壓越高，則該象素越亮。反之，當(dāng)施加到超小板電極的可變電壓高于施加到共用板電極的電壓時(shí)，這些圖象被定義為負(fù)圖象，因?yàn)槌“咫姌O的電壓越高，則該象素越暗。圖象的正或負(fù)極的指定不應(yīng)該與用以區(qū)分在隔行掃描視頻格式中的電場類型的術(shù)語相混淆。
在LCOS的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)中，要求將稱之為VITO的共用模式電極電壓精確調(diào)整到驅(qū)動(dòng)LCOS的正和負(fù)電場之間。下標(biāo)ITO表示氧化錫銦材料。為了將閃爍減至最小，也是為了防止公知的圖象粘連(image sticking)的現(xiàn)象，平衡調(diào)整(average balance)是必需的。
在下列描述中，術(shù)語fHin在此用于表示輸入視頻信號的水平掃描頻率。術(shù)語fVin用于表示輸入視頻信號的垂直掃描頻率。在標(biāo)準(zhǔn)清晰度隔行掃描NTSC(美國國家電視系統(tǒng)委員會)制式中，fHin可以是15750赫茲(1fH)或31500赫茲(2fH)。一般地，對于NTSC，fVin是60赫茲；對于PAL(逐行倒相制)，fVin是50赫茲。ATSC已經(jīng)定義高清晰度格式。術(shù)語480p表示在每個(gè)順序(非隔行掃描)幀中具有480線視頻的視頻信號。一個(gè)720p視頻信號在每一幀中具有720線視頻。術(shù)語1080i表示在頂場和底場中具有1080隔行掃描水平線的視頻信號，每一個(gè)場具有540水平線。根據(jù)慣例，術(shù)語720i表示每一幀720線隔行掃描視頻；以及術(shù)語1080p表示在每一幀中有1080線的順序的水平線。一般地，這樣的高清晰度系統(tǒng)具有fHin≥2fH。
這里字母n用于表示fHin或2fVin的倍數(shù)。例如假定480p輸入視頻信號以倍數(shù)n＝2進(jìn)行加速。由于fHin＝2fH，所以水平掃描頻率加倍到4fH。例如假定同樣的480p輸入視頻信號經(jīng)受1/n幀延遲，其中也是n＝2。由于480p輸入視頻信號具有fVin＝60赫茲，所以該延遲是1/120秒。該倍數(shù)n不一定是整數(shù)。如果fHin＝2.14fH，并且n＝2，則視頻信號加速到4.28fH。例如720p視頻信號具有fHin＝3fH。如果fHin＝3fH，并且n＝2，則視頻信號加速到6fH。
為了避免看得見的閃爍，通常利用較高的垂直掃描頻率、或幀速率，去抑制閃爍。例如在NTSC制式中，如果n＝2，則60赫茲的幀速率加倍到120赫茲的幀速率。在PAL制式中，50赫茲場速率加倍到100赫茲的場速率。但是，較高的幀速率或場速率使對共用模式電極電壓進(jìn)行調(diào)整變得更困難，因?yàn)樵撻W爍是人眼不可見的。沒有特殊的儀器，操作者不能進(jìn)行所需的調(diào)整。
較快的幀速率要求幀速率倍加器，即，能引起每個(gè)圖象在輸入視頻信號的每個(gè)幀周期內(nèi)經(jīng)受兩次掃描的電路。60赫茲的幀速率具有1/60秒的幀周期。加倍60赫茲的幀速率要求以120赫茲掃描。120赫茲幀速率具有1/120秒的幀周期。如果輸入的視頻信號具有2fH的水平掃描頻率，其中fH是例如標(biāo)準(zhǔn)NTSC水平掃描速率、和60赫茲的標(biāo)準(zhǔn)幀速率，則這些圖象必須以4fH和120赫茲顯示。換言之，在每60赫茲幀周期(即1/60秒)內(nèi)，每個(gè)圖象顯示兩次。每個(gè)線以4fH寫到顯示器上。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，幀速率倍加器利用在所謂交替(ping-pong)裝置中的兩個(gè)全幀存儲器。并且以替換的方法，將一幀寫入一個(gè)存儲器，作為從其它存儲器讀取的另一個(gè)幀；反之亦然。該技術(shù)總是發(fā)生視頻延遲的全幀周期，因?yàn)槊恳粋€(gè)交替幀存儲器都不能被讀取，直到寫入一個(gè)全幀為止。因此，必須延遲音頻信號以匹配視頻信號的延遲。公知的，通過在正確實(shí)現(xiàn)的視頻加速裝置中恰當(dāng)?shù)乩么鎯ζ?，能夠?qū)⒋鎯ζ鞯男枨鬁p少到一個(gè)全幀存儲器。然而，對于任何大于兩倍的幀倍加，一個(gè)全幀存儲器的替代利用是不可行的。在這樣的情形中，總是要求兩個(gè)全幀存儲器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的裝置，克服了在實(shí)現(xiàn)幀速率的倍加器中的、和更一般地在提供幀速率乘法器中的現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明裝置提供的解決方案特別適合于液晶顯示，例如LCOS。而且，根據(jù)特定實(shí)施例的費(fèi)用要求上的節(jié)省可以集成更多的幀速率乘法器。
根據(jù)本發(fā)明裝置的幀速率乘法器能夠通過將輸入視頻信號直接地寫入到例如LCOS顯示器的顯示器上、以及寫入到幀速率乘法器存儲器上。在例如幀速率倍加器的情形中，該優(yōu)點(diǎn)允許使用半幀存儲器取代全幀存儲器，并且有助于減少要求的存儲器帶寬?？s減存儲器尺寸是非常重要的，因?yàn)榘霂鎯ζ髂軌蚯度氲教峁┢渌δ艿募呻娐分?，而全幀存儲器太大，或至少太貴而不適于嵌入。而且，有利的是，沒有必要如在交替存儲器(ping-pongmemory)裝置中的那樣，去延遲音頻以匹配幀速率倍乘的視頻。加速存儲器，例如線存儲器，能夠用于在輸入端加速信號到顯示器，使得可以使用LCOS顯示器，例如以4fH運(yùn)行LCOS顯示器。
在和輸入信號的帶寬相同的情況下，較小的存儲器帶寬，被顯著減少以同時(shí)從半幀存儲器讀取和寫入到半幀存儲器。在本發(fā)明的該實(shí)施例的帶寬是交替裝置所需帶寬的大約2/3。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果能夠以寫入半幀存儲器的兩倍間歇地讀取半幀存儲器，則可以忽略半幀存儲器后的加速存儲器。即，該半幀存儲器也可當(dāng)作加速存儲器使用。當(dāng)必須以比輸入視頻信號(例如，2fH)快的速度(例如，4fH)讀取半幀存儲器時(shí)，該實(shí)施例要求至少一個(gè)加速存儲器，但是在存儲器帶寬上沒有減少。半幀存儲器和兩個(gè)加速存儲器都能夠合并成一個(gè)單存儲器。
應(yīng)該注意到，與只是嚴(yán)格順序地可寫入相反，僅有顯示器所需要的特定特征具有用于寫入任何所選行的直接行地址選擇能力。在幀速率倍加器的實(shí)施例中，所順序?qū)懭氲男?、或線，是以圖象的一半高度分開。更具體地，例如對于480p顯示器的線或行的寫入順序可以是1、241、2、242、以此類推。
結(jié)合大量不同的用于在需要時(shí)反轉(zhuǎn)場驅(qū)動(dòng)LCOS顯示器的極性的方案，可以有助于實(shí)現(xiàn)幀速率乘法器。而且，有利的是，以這樣的方式操作幀速率乘法器使得因?yàn)樵谡龍龊拓?fù)場之間亮度的不同而造成的閃爍是不易察覺的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明裝置并且適于作為幀速率倍加器操作的幀速率乘法器的方框圖。
圖2(a)是用于解釋根據(jù)第一實(shí)施例的如圖1所示的幀速率倍加器的操作的圖表。
圖2(b)是用于解釋根據(jù)第二實(shí)施例的如圖1所示的幀速率倍加器操作的圖表。
圖3是用于總結(jié)由圖2代表的幀速率倍加器的操作的圖表。
圖4(a)-4(g)有助于解釋用于控制場極性的第一方案。
圖5(a)-5(g)有助于解釋用于控制場極性的第二方案。
圖6是根據(jù)本發(fā)明裝置并且適于作為幀速率倍加器操作的幀速率乘法器的替代實(shí)施例的方框圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明裝置并且適于作為幀速率倍加器操作的幀速率乘法器的另一替代實(shí)施例的方框圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明裝置的幀速率乘法器的又一替代實(shí)施例的方框圖。
圖9(a)-9(c)是用于解釋如圖7和8所示的幀速率乘法器操作的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1以方框圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明裝置的幀速率乘法器10。該幀速率乘法器以幀速率倍加器實(shí)施，以簡化描述。對于幀速率乘以n的一般情況，其中n≥2，將隨后結(jié)合圖8和圖9(a)-9(c)進(jìn)行解釋。輸入視頻信號12具有fHin＝2fH的水平掃描頻率和fVin＝fV的垂直掃描頻率。為了說明的目的，假定輸入視頻信號12是480p格式。
輸入視頻信號12是到部分幀存儲器14的輸入信號。部分幀存儲器用于在時(shí)間上延遲視頻信號1/2個(gè)幀周期。如果fV＝60赫茲，則瞬時(shí)幀延遲是1/fV＝1/120秒。
來自部分幀存儲器的輸出信號16是2fH，并在時(shí)間上延遲。延遲的視頻信號通過2∶1加速存儲器18進(jìn)行加速。將加速存儲器18的輸出信號20既進(jìn)行延遲也進(jìn)行加速。經(jīng)延遲和加速的視頻信號20是到多路復(fù)用器(MUX)26的輸入。
輸入視頻信號12也是到2∶1加速存儲器22的輸入。經(jīng)加速的輸出信號24是到多路復(fù)用器26的第二輸入?？梢詫⒋鎯ζ?8和22區(qū)分并分別稱為延遲視頻存儲器和實(shí)時(shí)視頻存儲器?？梢詫⑤敵鲂盘?0和24區(qū)分并分別稱為4fH延遲和4fH實(shí)時(shí)。
多路復(fù)用器26具有耦合到以4fH操作的液晶顯示器(LCD)30上的輸出28。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中的LCD是早先描述的硅液晶(LCOS)。LCD30能夠隨機(jī)行訪問控制，即，不需要將連續(xù)的視頻線順序地寫入LCD陣列的連續(xù)行。而且，在這樣的液晶顯示器中，每個(gè)單元、或象素，保持以相同的亮度發(fā)光，直到輸入信號變化為止，由此充當(dāng)采樣和保持。象素不衰減。
控制器32是時(shí)鐘信號源和控制信號源，用于操作部分幀存儲器14、加速存儲器18和22、多路復(fù)用器26、和液晶顯示器?？刂破?2的操作被約束以提供例如由圖2(a)、2(b)、3、4(a)-4(g)和5(a)-5(g)中的圖表列示的結(jié)果和操作特征。
以使用幀速率倍加器為例，與作為經(jīng)加速的視頻線一樣，在輸入信號的1/2幀周期內(nèi)，提供到液晶顯示器的每個(gè)實(shí)時(shí)線和每個(gè)延遲線必需作為到多路復(fù)用器的輸入信號。然而，如果在1/2幀周期過去之前可得到視頻線，則它不是一個(gè)問題。因此，不需要嚴(yán)格地將實(shí)時(shí)視頻與延遲視頻的加速因子限制為2∶1。如果為其它原因證明在電路設(shè)計(jì)中是方便的，則加速因子可以快些。而且，只要每一個(gè)足夠快，則不需要實(shí)時(shí)視頻與延遲視頻的加速因子互相一樣。
在圖2(a)和2(b)中的圖表說明了電路10的兩個(gè)不同操作模式。圖3是總結(jié)適于圖2(a)和2(b)較高水平的操作。如圖1所示，假定存儲器14是半幀存儲器，并且?guī)舆t是1/2幀周期。由存儲器18和22中的每一個(gè)所提供的視頻加速是2∶1。輸入是480p的2fH信號。加速視頻是4fH，和LCD30工作在4fH。480p信號具有fV＝60赫茲。在存儲器14中的1/2幀延遲是1/120秒。
參看圖2(a)，第一列代表480p輸入視頻信號的圖象號和線號。第一行第一格“P1/L1”表示圖象1、線1。第四行第一格表示圖象1、線240。第二列代表到多路復(fù)用器26的2fH延遲輸入信號20的圖象和線號。第三列代表到多路復(fù)用器26的2fH實(shí)時(shí)輸入信號24的圖象和線號。第四列代表多路復(fù)用器26的輸出。第五列代表將所選的多路復(fù)用器26的輸出寫入LCD 30的結(jié)果。第六列是在圖2(a)中作為參照的序列命名，并在圖3、圖4(a)-4(g)和圖5(a)-5(g)中作為索引。使用該序列命名作為參考，在序列B的第一行中，第二圖象的第一個(gè)線重新寫入、即取代第一圖象的第一個(gè)線。
參照序列A和圖1，假定在輸入視頻信號中的第一圖象的第一個(gè)線通過加速存儲器22傳播。同時(shí)，第一圖象的第一個(gè)線通過延遲存儲器14傳播。當(dāng)接收到相繼的線時(shí)，線241將最終作為輸入信號24被讀取到多路復(fù)用器上。到那時(shí)，線1將通過延遲存儲器14和加速存儲器18傳播，并作為輸入信號20被讀取到多路復(fù)用器上。接著，可以選擇線1作為多路復(fù)用器的輸出，以寫入到LCD 30的線1。接著，可以選擇線241作為多路復(fù)用器的輸出，以寫入到LCD 30的線241。在線1和241已經(jīng)被寫入時(shí)，將可讀取線2和242，作為到多路復(fù)用器的輸入。線2被寫入，接著是線242；線3被寫入，接著是線243；依此類推。該圖象在頂半部和底半部同時(shí)寫入。寫入顯示器的空間間隔是圖象高度的1/2。即，可提供到多路復(fù)用器的輸入信號的每一對相繼寫入線的間隔是圖象高度的1/2。當(dāng)然對于LCD顯示器來說，具有比顯示視頻信號所需的象素的行和/列更多的行和/列是可能的。
對上述序列在圖2(a)中進(jìn)行更詳細(xì)的描述。帶有大點(diǎn)(·····)的行表示被跳過以節(jié)省篇幅的多個(gè)行。帶有(---)的行表示在時(shí)間序列上位置被保持，以允許兩個(gè)到電路復(fù)用器的輸入信號順序地得到選擇和寫入。
序列A表面上描述第一圖象是如何被寫入到顯示器30中的。序列B-F說明幀倍加實(shí)際是如果實(shí)現(xiàn)的。在序列B的開始，如序列B的第一行所示，第二圖象開始作為到幀速率乘法器的輸入。圖象2、線1是到乘法器的實(shí)時(shí)輸入，并且圖象2、線241通過存儲器14傳播，并且現(xiàn)在延遲輸入到多路復(fù)用器。當(dāng)進(jìn)行序列B時(shí)，圖象1的頂半部由圖象2的頂半部替代，以及圖象1的底半部由圖象1的底半部替代。
在序列C的開始，如序列C的第一行所示，第二圖象的底半部開始作為到幀速率乘法器的輸入。圖象2、線241是到乘法器的實(shí)時(shí)輸入，并且圖象2、線1通過存儲器14傳播，并且現(xiàn)在延遲輸入到多路復(fù)用器。當(dāng)進(jìn)行序列C時(shí)，圖象2的頂半部由圖象2的頂半部替代，以及圖象1的底半部由圖象2的底半部替代。
在序列D的開始，如序列D的第一行所示，第三圖象的頂半部開始作為到幀速率乘法器的輸入。圖象3、線1是到乘法器的實(shí)時(shí)輸入，并且圖象2、線241通過存儲器14傳播，并且現(xiàn)在被延遲輸入到多路復(fù)用器。當(dāng)序列D行進(jìn)時(shí)，圖象2的頂半部由圖象3的頂半部替代，以及圖象2的底半部由圖象2的底半部替代。
序列E和F采用序列B、C和D的模式。寫入相繼圖象的頂和底半部的模式總結(jié)在圖3中。標(biāo)題為“新”和“重復(fù)”的列指示給定的頂和底半部是否已經(jīng)在第一時(shí)間或第二時(shí)間寫入。右邊的列是后面帶數(shù)字的希臘字母，它與在相繼序列中的圖象的頂和底半部的寫入有關(guān)系。應(yīng)該再次注意到，每個(gè)序列要求1/2個(gè)幀周期來完成。因此，每一對相繼序列(例如，BC、CD、DE等)要求一個(gè)全幀周期來完成。
作為第一個(gè)例子，α1表示圖象1的底半部寫入顯示器的第一時(shí)間。β1表示圖象2的頂半部寫入顯示器的第一時(shí)間。α2表示圖象2的底半部寫入顯示器的第二時(shí)間。β2表示圖象2的頂半部寫入顯示器的第二時(shí)間。
作為第二個(gè)例子，認(rèn)為序列開始于η1，η1表示圖象4的底半部寫入顯示器的第一時(shí)間。θ1表示圖象5的頂半部寫入顯示器的第一時(shí)間。η2表示圖象4的底半部寫入顯示器的第二時(shí)間。θ2表示圖象5的頂半部寫入顯示器的第二時(shí)間。
在每個(gè)例子中，兩個(gè)頂半部圖象和兩個(gè)底半部圖象是在一個(gè)幀周期中寫入液晶顯示器的。由此，幀速率被乘以2。
必須記住，正和負(fù)極場的平均DC電平需要為0。在顯示器的行或列電平處，每一行需要根據(jù)場極性，以50％占空比進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。看起來到多路復(fù)用器的延遲和實(shí)時(shí)輸入似乎總是被交替地選為輸出。這在本發(fā)明的裝置中一般是成立的，并且在圖2(b)所示的實(shí)施例中是嚴(yán)格成立的，但在圖2(a)的實(shí)施例中不是嚴(yán)格成立的。事實(shí)上，這是在由圖2(a)和圖2(b)所代表的實(shí)施例之間的唯一不同處，并且如圖2(a)那樣逐行描述圖2(b)是沒有必要的。實(shí)際上，圖3的總結(jié)在兩個(gè)實(shí)施例上都可應(yīng)用。
在圖2(a)中可以看到，在每個(gè)序列中，從多路復(fù)用器輸出的第一行是給定圖象的第一線，即，P1/L1、P2/L1、P2/L1、P3/L1、P3/L1等。在序列B的開始，多路復(fù)用器的第一輸出是實(shí)時(shí)輸出P2/L1。在序列C的開始，多路復(fù)用器的第一輸出是延遲輸出P2/L1。但是，序列B的最后輸出，即P1/L480，還是被延遲輸出。相應(yīng)地，多路復(fù)用器的輸入的交替選擇被周期性地打斷，以保持所需要的50％占空比。
在圖2(b)中可以看到，在每個(gè)序列中，從多路復(fù)用器的第一行輸出是給定圖象的第一線，即，P1/L241、P2/L2、P2/L241、P3/L1、P2/L241等。如果多路復(fù)用器選擇總是交替的，如在圖2(b)所示，則將為兩個(gè)連續(xù)圖產(chǎn)生下列序列的寫入線1、241、2、242、3、243、...238、478、239、479、240、480、241、1、242、2、243、3...478、238、479、239、480、240、1、241等。在帶有單下劃線的序列的第一部分，在第一線再次寫入之前，有480線要寫入。在帶有雙下劃線的序列的第二部分，在第一線再次寫入之前，有479線要寫入。這代表偏離50％占空比的程度很微小。
在圖2(a)的實(shí)施例獲得50％占空比，但是要求更復(fù)雜地操作多路復(fù)用器。圖2(b)的實(shí)施例有些偏離50％占空比，但是如果液晶顯示器能夠容許該偏離，則幀速率乘法器的操作就不太復(fù)雜。
根據(jù)本發(fā)明裝置，可以管理電場極性。用于管理電場極性的第一方案示出在圖4(a)-(g)中。用于管理電場極性的第二方案示出在圖5(a)-(g)中。這些代表方案中的每一個(gè)都能用于圖1的實(shí)施例，根據(jù)圖2(a)或(b)進(jìn)行操作，而另一個(gè)實(shí)施例示出于圖6、7和8中。
圖4(a)是理解圖4(b)-(g)的關(guān)鍵。白背景40代表帶正場極性的液晶顯示器，和灰背景42代表帶負(fù)場極性的液晶顯示器。圖4(b)中液晶顯示器44具有頂半部46和底半部48。例如，在序列B中，顯示器44由在每個(gè)頂半部和底半部的負(fù)極性場驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)場極性在如圖4(c)所示序列C的開始反轉(zhuǎn)為正。驅(qū)動(dòng)場極性在如圖4(d)所示序列D的開始反轉(zhuǎn)為負(fù)。驅(qū)動(dòng)場極性在如圖4(e)所示序列E的開始反轉(zhuǎn)為正。該場極性繼續(xù)如圖4(f)和4(g)所示交替變化。例如，可以通過每次多路復(fù)用器提供組成全圖象高度的線的數(shù)量時(shí)(在此例中，是每480線)，改變驅(qū)動(dòng)場極性，可以實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例。即，在寫入每個(gè)序列的第一線之前。
圖5(a)是理解圖5(b)-(g)的關(guān)鍵。液晶顯示器50具有頂半部52和底半部54。頂半部和底半部中之一總是以正電場寫入，同時(shí)頂半部和底半部中的另一個(gè)總是以負(fù)電場寫入。此外，頂半部和底半部的每一個(gè)是以交替極性電場相繼地和完整地寫入的。白背景代表帶正場極性的液晶顯示器，和灰背景代表帶負(fù)場極性的液晶顯示器。圖5(b)中的液晶顯示器56具有頂半部58和底半部60。例如，在序列B中，顯示器56由在頂半部58中的負(fù)極性場和和底半部60中的正極性場驅(qū)動(dòng)。每個(gè)頂半部和底半部中的驅(qū)動(dòng)場極性在如圖5(c)所示序列C的開始進(jìn)行反轉(zhuǎn)。每個(gè)頂半部和底半部中的驅(qū)動(dòng)場極性又在如圖5(d)所示序列D的開始進(jìn)行反轉(zhuǎn)。每個(gè)頂半部和底半部中的驅(qū)動(dòng)場極性繼續(xù)如圖5(e)、5(f)和5(g)所示反轉(zhuǎn)。該方案要求每個(gè)線的驅(qū)動(dòng)場極性隨多路復(fù)用器的每個(gè)輸出線而反轉(zhuǎn)。
圖6說明一個(gè)替代實(shí)施例。以幀速率倍加器實(shí)現(xiàn)的幀速率乘法器100，除了部分幀存儲器14和加速存儲器18由單幀存儲器114取代以外，與圖1中的幀速率乘法器10是相同的。存儲器114提供部分幀延遲和視頻加速。當(dāng)必須以比輸入視頻信號(例如，2fH)快的速度(例如，4fH)讀取半幀存儲器時(shí)，該實(shí)施例要求至少一個(gè)加速存儲器，但是在存儲器帶寬上沒有減少。在其它所有方面，該實(shí)施例的操作與圖1所示的相同。圖6的實(shí)施例能夠以在例如圖2(a)、2(b)、3、4(a)-4(g)和5(a)-5(g)中所解釋的那樣進(jìn)行操作。
圖7說明另一個(gè)替代實(shí)施例。以幀速率倍加器實(shí)現(xiàn)的幀速率乘法器150，除了部分幀存儲器14、加速存儲器18和加速存儲器22由單幀存儲器154取代以外，與圖1中的幀速率乘法器10是相同的。存儲器154提供用于輸入視頻信號12的延遲和實(shí)時(shí)的部分幀延遲和視頻加速。讀取口必須地址可選，以根據(jù)本文所述方法交替地讀取實(shí)時(shí)視頻線和延遲視頻線，它們經(jīng)加速并接著提供給液晶顯示器。所有數(shù)據(jù)的操作結(jié)果來自于存儲器154的讀取口的控制，它在控制器32的對應(yīng)操作中得到反應(yīng)。該實(shí)施例僅要求一個(gè)存儲器，該存儲器既當(dāng)加速存儲器、又當(dāng)延遲存儲器工作。如在圖6中，當(dāng)必須以比輸入視頻信號(例如，2fH)快的速度(例如，4fH)讀取半幀存儲器時(shí)，在存儲器帶寬上沒有減少。而且，期望半幀存儲器必須比一幀的一半稍大一些，例如在一個(gè)線到幾個(gè)線的一半的范圍內(nèi)，尤其是根據(jù)由圖2(a)代表的實(shí)施例去操作時(shí)。因此，半幀存儲器154的大小約是(≌)一幀的一半。根據(jù)在集成電路中實(shí)施存儲器的優(yōu)點(diǎn)，額外所需的線沒有實(shí)際結(jié)果。在這方面，存儲器154一般還是作為半幀存儲器。在其它所有方面，該實(shí)施例的操作與圖1所示的相同。圖6的實(shí)施例能夠以在例如圖2(a)、2(b)、3、4(a)-4(g)和5(a)-5(g)中所解釋的那樣進(jìn)行操作。
在圖8中示出的幀速率乘法器200，說明當(dāng)n＞2時(shí)、幀速率乘法器是如何用于操作的。部分幀存儲器214具有多個(gè)輸出分支216A、216B、216C等，提供相等的延遲。n-1加速存儲器的陣列218包括加速存儲器218A、218B、218C等。提供n∶1加速存儲器用于存儲器214的每個(gè)延遲輸出。每個(gè)加速存儲器提供輸出220A、220B、220C等，這些輸出是多路復(fù)用器226的可選輸入。帶輸出24的實(shí)時(shí)加速存儲器22的操作是相同的。在陣列218中有n-1個(gè)加速存儲器，并且在電路200中有n個(gè)加速存儲器。是否將實(shí)時(shí)加速存儲器認(rèn)為是陣列218的一部分只是為了方便起見。
在圖象作為n個(gè)部分寫入顯示器的情況下，液晶顯示器的操作被改變。例如，如果n＝3，則圖象將分為頂、中、底三部分進(jìn)行處理。三個(gè)中的每一個(gè)具有160線。幀存儲器的輸出分支將定時(shí)在幀周期的1/3和幀周期的2/3。例如，對于n＝3的480p視頻信號的線的寫入序列可能是1、161、321、2、162、322、3、163、323等。例如，如果n＝4，則圖象將分為頂、中上、中下、底四部分進(jìn)行處理。四個(gè)中的每一個(gè)具有120線。幀存儲器的輸出分支將定時(shí)在幀周期的1/4、幀周期的1/2、和幀周期的3/4。例如，對于n＝4的480p視頻信號的線的寫入序列可能是1、121、241、361、2、122、242、362、3、123、243、363等。該實(shí)施例的更詳細(xì)操作，如在圖2(a)、2(b)、3中所作的圖解和說明一樣是非常乏味的。但是，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)無困難根據(jù)前述實(shí)施例的說明擴(kuò)大幀速率乘法器200的大小和性能。例如，應(yīng)該注意到，當(dāng)n＝3時(shí)，延遲存儲器的大小必定是幀存儲器的2/3。當(dāng)n＝4時(shí)，延遲存儲器的尺寸必定是幀存儲器的3/4。由此，除了由控制器232產(chǎn)生的更復(fù)雜的時(shí)鐘和控制信號組以外，較高的幀倍乘率的調(diào)整也是較大的幀存儲器所需要的。根據(jù)上述說明，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)該理解，在某種情況下，例如當(dāng)1＜n＜2時(shí)，不是每個(gè)圖象的所有線被寫入了多于一次。應(yīng)該注意到，由幀速率乘法器200所實(shí)現(xiàn)的操作也能由圖7所示的帶有單存儲器的幀速率乘法器實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，在圖9(a)-(c)中的圖表都適于圖7和8。
圖9(a)是說明當(dāng)fVin是50赫茲或60赫茲時(shí)，對于n＝2、3或4的加速視頻信號的幀周期的圖表。圖9(b)是說明當(dāng)fHin是fH、2fH和3fH時(shí)，對于n＝2、3或4的加速視頻信號的水平掃描頻率nfHin的圖表。
圖9(c)是總結(jié)對于n＝2、3和4的幀速率乘法器的操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)的圖表。當(dāng)n＝2時(shí)，存儲器214的大小是1/2幀，有兩個(gè)加速存儲器，并且輸出必須如圖1一樣相對另一個(gè)相互延遲1/2幀。當(dāng)n＝3時(shí)，存儲器214的大小是2/3幀，在陣列218中有兩個(gè)加速存儲器，總共3個(gè)加速器，并且輸出必須相對另一個(gè)相互延遲1/3幀。當(dāng)n＝4時(shí)，存儲器214的大小是3/4幀，在陣列218中有3個(gè)加速存儲器，總共4個(gè)加速器，并且輸出必須相對另一個(gè)相互延遲1/4幀。
現(xiàn)在本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)該能夠預(yù)計(jì)到，本文所述方法一般地可應(yīng)用于所有倍乘因子n＞1的幀速率乘法器。例如，倍乘因子n＝1.5，能夠代表一種情形，這里有利的是50赫茲幀速率輸入信號能夠幀速率倍乘到75赫茲，以避免閃爍。然而，現(xiàn)在也能夠預(yù)計(jì)到，當(dāng)n≥2時(shí)，本文所述方法的硬件實(shí)現(xiàn)更容易，并且當(dāng)n還是整數(shù)時(shí)，硬件實(shí)現(xiàn)尤其容易。
權(quán)利要求
1.一種用于倍乘具有fHin的線速率和fVin的幀速率的輸入視頻信號的幀速率的方法，所述方法包括以下步驟通過恰好足夠的存儲器，傳播(在14中)所述輸入視頻信號，以將所述輸入視頻信號延遲1/fVin個(gè)幀周期；加速(在18中)所述延遲的視頻信號到比fHin快的第一線速率；加速(在22中)所述輸入的視頻信號到比fHin快的第二線速率；每次一線，順序地提供(在26中)所述加速視頻信號和所述延遲加速視頻信號；和將順序提供的線以所述較快的線速率寫入到液晶顯示器(30)，由此在每個(gè)所述幀周期內(nèi)至少一些所述線被多次寫入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟提供多個(gè)延遲輸出視頻信號；和將每個(gè)所述多個(gè)延遲視頻信號加速到所述較快的第一和第二線速率；和順序地為所述寫入步驟提供所有所述加速視頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟周期性地中斷所述提供步驟(利用32)，以提供大量所述加速視頻信號的連續(xù)線；周期性地中斷所述提供步驟(利用32)，以提供大量所述延遲加速視頻信號的連續(xù)線；和改變所述中斷步驟(利用32)，以在到在所述液晶顯示器上相同線號位置的寫入線之間保持統(tǒng)一的時(shí)間間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括將所述線寫入到硅液晶顯示器上的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括通過嵌入在集成電路中的存儲器傳播所述輸入視頻信號的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括通過恰好足夠的存儲器傳播所述輸入視頻信號，以將所述輸入視頻信號延遲(n-1)/n個(gè)所述幀周期，其中n是所述幀倍乘的倍乘因子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟至少倍加所述輸入視頻信號的所述幀速率；和將每個(gè)所述線多次寫入到所述液晶顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括加速所述延遲視頻信號和所述輸入視頻信號到較fHin快的相同線速率的步驟。
9.一種用于倍加具有fHin的線速率和fVin的幀速率的輸入視頻信號的幀速率的方法，包括以下步驟通過恰好足夠的存儲器，傳播(利用14)所述輸入視頻信號，以將所述輸入視頻信號延遲1/fVin個(gè)幀周期的1/2；加速(利用18)所述延遲視頻信號到比fHin快的第一線速率；加速(利用22)所述輸入視頻信號到比fHin快的第二線速率；每次一線，順序地提供(利用26)所述加速視頻信號和所述延遲加速視頻信號；和將順序提供的線以所述較快的線速率寫入到液晶顯示器(30)，由此在每個(gè)所述幀周期內(nèi)兩次寫入每個(gè)所述線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括以下步驟周期性地中斷所述提供步驟(利用32)，以提供大量所述加速視頻信號的連續(xù)線；周期性地中斷所述提供步驟(利用32)，以提供大量所述延遲加速視頻信號的連續(xù)線；和交替所述中斷步驟(利用32)，以在到在所述液晶顯示器上相同線號位置的寫入線之間保持統(tǒng)一的時(shí)間間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括寫入所述線到硅液晶顯示器上的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括通過嵌入在集成電路中的存儲器傳播所述輸入視頻信號的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括加速所述延遲視頻信號和所述輸入視頻信號到相同的線速率fHin的步驟。
14.一種幀速率乘法器，用于具有fHin的線速率和fVin的幀速率的輸入視頻信號，所述幀速率乘法器包括第一存儲器(214)，用于所述輸入視頻信號，所述第一存儲器具有最大要求數(shù)據(jù)容量恰好大到足以將所述輸入視頻信號延遲1/fVin個(gè)幀周期的一部分；第二存儲器(218)，用于加速所述延遲視頻信號到比fHin快的第一線速率；第三存儲器(22)，用于加速所述輸入視頻信號到比fHin快的第二線速率；多路復(fù)用器(26)，耦合用于接收所述加速視頻信號、并每次一線地提供所述加速視頻信號，以寫入到液晶顯示器(30)，和時(shí)鐘信號和控制信號源(32)，所述源耦合到每個(gè)所述存儲器、所述多路復(fù)用器和所述液晶顯示器，使得由所述多路復(fù)用器提供的到所述液晶顯示器的相繼線，交替地從所述第二和第三存儲器以所述較快的線速率產(chǎn)生，在每個(gè)所述幀周期內(nèi)至少一些所述的提供線被多次提供到所述液晶顯示器上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中所述第一存儲器(214)的所述最大要求數(shù)據(jù)存儲容量是(n-1)/n幀，其中n是所述幀速率乘法器的倍乘因子。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的幀速率乘法器，其中所述第一存儲器(214)具有n-1個(gè)輸出，以提供n-1個(gè)延遲輸出視頻信號(216A、216B、216C)，其中n≥2。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的幀速率乘法器，包括n-1存儲器(218A、218B、218C)，耦合于所述第一存儲器和所述多路復(fù)用器上，用于加速所述n-1延遲輸出視頻信號到所述較快的線速率；和所述線，由所述多路復(fù)用器提供到所述液晶顯示器，所述線從所述第三存儲器(22)和所述n-1存儲器中順序地產(chǎn)生。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中時(shí)鐘信號和控制信號的所述源提供一種操作模式，其中控制所述多路復(fù)用器以便周期性地中斷到所述液晶顯示器的所述線的所述提供；在所述周期性的中斷期間，提供給所述液晶顯示器大量來自所述第二存儲器的相繼線和大量來自所述第三存儲器的相繼線；和交替地選擇來自所述第二或第三存儲器的所述大量的相繼線，以便在所述液晶顯示器上相同線號位置的寫入線之間保持統(tǒng)一的時(shí)間間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中所述幀速率乘法器至少部分地集成在集成電路中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的幀速率乘法器，其中所述第一存儲器是集成在集成電路中。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中所述第一和第二存儲器功能性地結(jié)合成一個(gè)單存儲器，以延遲和加速所述輸入視頻信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中所述第一、第二和第三存儲器功能性地結(jié)合成一個(gè)單存儲器，以延遲和加速所述延遲輸入視頻信號、和加速所述輸入視頻信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的幀速率乘法器，其中所述第一和第二較快線速率是相同的。
24.一種幀速率倍加器，用于具有fHin(2fH)的線速率和fVin的幀速率的輸入視頻信號(輸入視頻)，所述幀速率倍加器包括第一存儲器(14)，用于延遲所述輸入視頻信號以1/fVin個(gè)幀周期的1/2；第二存儲器(18)，用于加速所述延遲視頻信號(延遲2fH)到比fHin快(延遲4fH)的線速率；第三存儲器(22)，用于加速所述輸入視頻信號到比fHin快(4fH實(shí)時(shí))的第二線速率；多路復(fù)用器(26)，耦合用于接收所述加速視頻信號、并每次一線地提供所述加速視頻信號，以寫入到液晶顯示器(30)，和時(shí)鐘信號和控制信號源(32)，所述源耦合到每個(gè)所述存儲器、所述多路復(fù)用器和所述液晶顯示器，使得由所述多路復(fù)用器提供的到所述液晶顯示器的相繼線，交替地從所述第二和第三存儲器以所述較快的線速率產(chǎn)生，在每個(gè)所述幀周期內(nèi)每個(gè)所述提供線被兩次提供到所述液晶顯示器上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述第一存儲器(14)具有1/2幀的最大要求數(shù)據(jù)存儲容量。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中時(shí)鐘信號和控制信號的所述源(32)提供一種操作模式，其中控制所述多路復(fù)用器(26)以便周期性地中斷到所述液晶顯示器(30)的所述線的所述提供；在所述周期性的中斷期間，提供給所述液晶顯示器n個(gè)來自所述第二存儲器(18)的相繼線和n個(gè)來自所述第三存儲器(22)的相繼線；和交替地選擇來自所述第二(18)或第三存儲器(22)的所述n個(gè)相繼線，以便在所述液晶顯示器上相同線號位置的寫入線之間保持統(tǒng)一的時(shí)間間隔。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述液晶顯示器包括硅液晶顯示器。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述幀速率倍加器至少部分地集成在集成電路中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的幀速率倍加器，其中所述第一存儲器集成在所述集成電路中。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述第一和第二存儲器功能性地結(jié)合成一個(gè)單存儲器，以延遲和加速所述輸入視頻信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述第一(14)、第二(18)和第三(22)存儲器功能性地結(jié)合成一個(gè)單存儲器，以延遲和加速所述延遲輸入視頻信號、和加速所述輸入視頻信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的幀速率倍加器，其中所述第一和第二較快線速率是相同的。
全文摘要
一種用于倍乘具有線速率fHin和幀速率fHin的輸入視頻信號的幀速率的方法,包括這些步驟:通過恰好足夠的存儲器傳播輸入視頻信號,以延遲輸入視頻信號以1/fVin個(gè)幀周期;將經(jīng)延遲視頻信號加速到比fHin快的第二線速率;每次一線,順序地提供經(jīng)加速的視頻信號和經(jīng)延遲的加速視頻信號;并且,將順序提供的線以較快的線速率寫入液晶顯示器,由此在每個(gè)幀周期內(nèi)至少一些線被多次寫入。相應(yīng)的設(shè)備包括:部分幀存儲器;兩個(gè)加速存儲器;多路復(fù)用器;以及,時(shí)鐘源和控制信號。
文檔編號G09G5/39GK1374636SQ021071
公開日2002年10月16日 申請日期2002年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月12日
發(fā)明者唐納德·H·威利斯 申請人:湯姆森特許公司