專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示lcd單元的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(IXD)單元和IXD系統(tǒng)，尤其涉及一種包括層疊IXD器件的IXD單元和系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種用于驅(qū)動(dòng)這種IXD單元或IXD系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
LCD單元具有低電力消耗和高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，因而從便攜式蜂窩電話到大屏幕監(jiān)視器TV都使用它。在暗環(huán)境中，LCD器件或LCD單元中單單LCD面板的對比度最高大約為1000 :1，因而比CRT (陰極射線管)或放電型顯示面板如TOP (等離子體顯示面板)、FED (場發(fā)射型顯示器)和SED (表面導(dǎo)電電子發(fā)射極顯示器)的對比度差。例如，類似于IXD單元一般用作監(jiān)視器TV的PDP具有3000 1的對比度。因而，IXD單元具有下述問題，即當(dāng)使用在暗部分中具有充分表現(xiàn)能力的視頻源如電影來在LCD單元上顯示圖像時(shí)，在現(xiàn)場存在不充分的感覺。為了解決上述問題，提出了一種技術(shù)，該技術(shù)不提高LCD單元本身的對比度，該技術(shù)根據(jù)將要顯示的圖像來控制LCD單元的背光的強(qiáng)度，從而整體提高LCD單元的對比度。然而，在具有面發(fā)射光源的LCD單元中，一般使用具有較窄動(dòng)態(tài)范圍的亮度的冷陰極管作為背光源。即使根據(jù)將要顯示的圖像來控制背光單元的光強(qiáng)度，這種較窄的動(dòng)態(tài)范圍將LCD單元的對比度最多限制在2000 1到3000 1的范圍中。此外，因?yàn)槔潢帢O管是棒形或圓柱形的，所以如果圖像在相同屏幕上同時(shí)包含較高亮度部分和較低亮度部分，則就不能控制光強(qiáng)度。這限制了通過背光的亮度控制來提高對比度。更具體地說，如果考慮到較低亮度部分的再現(xiàn)性而特別地控制具有較高和較低亮度部分的圖像，則就會(huì)降低有效對比度。為了不招致上述問題，一般需要強(qiáng)烈升高IXD單元中IXD面板本身的對比度。然而，如前面所述，即使提高LCD面板本身的對比度，LCD面板本身的對比度也最多大約為1000 I。專利公開 No. JP-1989-102233A 和 JP-1984-189625A 描述了一種不必顯著提高 LCD面板本身對比度來大大提高LCD單元對比度的技術(shù)。在該技術(shù)中，多個(gè)LCD面板或LCD器件被疊置在IXD單元中，由此減小暗亮度，從而提高了 IXD單元的整體對比度。圖12顯示了包括疊置的兩個(gè)IXD面板(IXD器件)的IXD單元的結(jié)構(gòu)。從光入射側(cè)看時(shí)，LCD單元900包括偏振膜901、LCD面板941、偏振膜902、LCD面板942和偏振膜903。IXD面板941包括扭曲向列模式(TN模式)液晶(LC)層931、和每個(gè)都在靠近IXD層931的透明基板表面上具有透明電極921以及922的一對透明基板911和912。IXD面板942包括TN模式LC層932、和每個(gè)都在靠近IXD層932的透明基板表面上具有透明電極923以及924的一對透明基板913和914。透明電極921和923是從驅(qū)動(dòng)電路951供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)的像素電極，而透明電極922和924是共用電極。IXD單元的該結(jié)構(gòu)將對比度從大約10 :1或15 1提高到大約100 :1。包含三個(gè)具有類似結(jié)構(gòu)的IXD面板的IXD單元具有大約1000 1的對比度。簡言之，具有多個(gè)LCD面板的LCD單元具有超過由單個(gè)LCD面板獲得的對比度極限的對比度。在JP-1989-10223A中描述的IXD單元中，通過使用從單個(gè)視頻源供給的相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LCD面板941和942，從而獲得較高的對比度。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在從傾斜于LCD面板的垂線的傾斜方向上觀看顯示單元時(shí)，在厚度方向上看到的LCD面板931與LCD面板932之間的距離在它們之間提供了位置偏差。由于反常圖像和雙線圖像，位置偏差導(dǎo)致了在傾斜方向上觀看LCD單元的觀看者的不舒服的感覺。此外，還存在下述情形，其中光在傾斜方向上在不同位置或不同濾色器處穿過兩個(gè)LCD面板，由此減小了亮度，降低了觀看者觀看圖像的可視性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于常規(guī)技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種IXD單元和IXD系統(tǒng)，其包括疊置的多個(gè)LCD面板，并且向在傾斜觀看方向上觀看LCD單元的觀看者提供了提高的可視性。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的LCD單元或LCD系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路。在第一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(IXD)系統(tǒng)，包括顯示彩色圖像并包括疊置的多個(gè)U個(gè)兒⑶面板的IXD單元；和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動(dòng)所述IXD單元，所述多個(gè)IXD面板包括包含濾色器層的第一 IXD面板；和不包含濾色器層的第二 LCD面板，所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二 LCD面板輸出單色圖像數(shù)據(jù)，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級(jí)，所述第一灰度級(jí)對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級(jí)；以及彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)從而將該彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到第一 LCD面板。在第二個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(IXD)器件，包括IXD單元，顯示彩色圖像并包含至少一個(gè)LCD面板和由點(diǎn)矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)的光源；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，接收輸入圖像數(shù)據(jù)從而產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)LCD單元的輸出圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到光源，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級(jí)，所述第一灰度級(jí)對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中確定的所述第二像素的原始灰度級(jí)；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到LCD面板，光源根據(jù)單色圖像數(shù)據(jù)來控制LCD面板中每個(gè)像素點(diǎn)的亮度。
在第三個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(IXD)系統(tǒng)，包括包含疊置的多個(gè)LCD面板的LCD單元；和圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以驅(qū)動(dòng)LCD單元，多個(gè)IXD面板包括都不包含濾色器層的第一 IXD面板和第二 IXD面板，圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到第二 LCD面板，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級(jí)，該第一灰度級(jí)對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級(jí)；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出到第一 LCD面板。在第四個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種液晶顯示(LCD)系統(tǒng)，包括包含疊置的多個(gè)(η個(gè))LCD面板的LCD單元；用于根據(jù)圖像源產(chǎn)生中間圖像數(shù)據(jù)的圖像源單元；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)中間圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)從而驅(qū)動(dòng)LCD單元的， 該多個(gè)IXD面板包括包含濾色器層的第一 IXD面板和不包含濾色器層的第二LCD面板。圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而將單色圖像數(shù)據(jù)輸出到第二 LCD面板，該單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級(jí)，該第一灰度級(jí)對應(yīng)于在輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的第二像素的原始灰度級(jí)；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)中間圖像數(shù)據(jù)和單色圖像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)的，從而將彩色圖像數(shù)據(jù)輸出給第一 LCD面板。在第五個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示(LCD)單元的驅(qū)動(dòng)電路，該液晶顯示單元包括從LCD單元的光發(fā)射側(cè)按下述順序設(shè)置的第一 LCD器件、第二 LCD器件和光源，該第一 IXD器件包括夾在一對第一偏振膜之間的第一 IXD面板,該第二 IXD器件包括夾在一對第二偏振膜之間的第二 IXD面板,靠近第二 IXD面板的一個(gè)第一偏振膜和靠近第一 LCD面板的一個(gè)第二偏振膜具有彼此平行的光軸，或者由共用的偏振膜構(gòu)成，其中該驅(qū)動(dòng)電路包括用于接收穿過其中的輸入圖像數(shù)據(jù)的單個(gè)輸入端口組；圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的圖像處理運(yùn)算來產(chǎn)生兩組輸出圖像數(shù)據(jù)；和兩個(gè)輸出端口組，用于傳送穿過其中的分別用于驅(qū)動(dòng)第一和第二 IXD器件的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。參照附圖，本發(fā)明上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的描述更加顯而易見。


圖1是按照本發(fā)明第一個(gè)示例性實(shí)施例的LCD系統(tǒng)的方塊圖；圖2是圖1的IXD系統(tǒng)中的IXD單元的示意性截面圖；圖3是顯示圖2的IXD單元和在IXD單元內(nèi)傳播的光的解釋性截面圖；圖4A和4B是分別顯示在兩個(gè)IXD面板和單個(gè)IXD面板的情形中色度與透射率之間的關(guān)系的曲線；圖5是設(shè)置在圖1的IXD系統(tǒng)中的信號(hào)處理器的功能性方塊圖；圖6是按照本發(fā)明第二個(gè)示例性實(shí)施例的LCD系統(tǒng)中的LCD單元的截面圖7是從第一個(gè)示例性實(shí)施例的LCD單元修改而得到的LCD單元的方塊圖；圖8A和SB分別顯示了在屏幕上平均處理的明亮區(qū)域和范圍。圖9是通過加權(quán)平均處理而獲得的屏幕上的圖像的一個(gè)例子；圖1OA到IOC每個(gè)都顯示了屏幕上的明亮區(qū)域的圖像，其中圖1OA顯示了原始圖像的亮度，圖1OB顯示了通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均而獲得的亮度，圖1OC顯示了通過加權(quán)平均和隨后的直方圖裁減及放大而獲得的亮度；圖11顯示了原始亮度分布和通過對原始亮度進(jìn)行平均處理而獲得的亮度分布的曲線；圖12是包括兩個(gè)IXD面板的常規(guī)IXD單元的示意性截面圖。
具體實(shí)施例現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1顯示了按照本發(fā)明第一個(gè)示例性實(shí)施例的IXD系統(tǒng)。一般由數(shù)字100表示的IXD系統(tǒng)包括通過信號(hào)電纜120到122連接在一起的圖像源單元117、圖像數(shù)據(jù)處理單元105 和 LCD 單元 116。圖像源117包括圖像源101和發(fā)射器102。發(fā)射器102將從圖像源101供給的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或變換為適于發(fā)射的視頻信號(hào)，并將其傳輸?shù)綀D像數(shù)據(jù)處理單元105。發(fā)射器102例如由Xilinc公司提供的THC63DV164 (商標(biāo))構(gòu)成。發(fā)射器102將從圖像源101輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)，并通過通訊電纜將該串行信號(hào)傳輸?shù)綀D像數(shù)據(jù)處理單元105。發(fā)射器120可以是任何類型的接口，如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的接口，只要發(fā)射器能傳送一般的DVI輸出就行。圖像源單元117可以是提供DVI輸出的個(gè)人計(jì)算機(jī)。信號(hào)傳輸可以使用除DVI格式之外的其他任何格式，如模擬或數(shù)字信號(hào)格式，只要其能在發(fā)射器102和接收器103之間交換就行。圖像數(shù)據(jù)處理單元105包括接收器103、局部存儲(chǔ)器104、緩沖存儲(chǔ)器106和109、發(fā)射器107和108、定時(shí)控制器110和信號(hào)處理器118。IXD單元116包括兩個(gè)或多個(gè)IXD面板和光源115。圖像數(shù)據(jù)處理單元105對從圖像源單元117傳送的圖像信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)IXD單元116中的IXD面板113和114的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由圖像數(shù)據(jù)處理單元105產(chǎn)生的信號(hào)分別通過信號(hào)電纜121和122傳送到IXD器件113和114中的驅(qū)動(dòng)電纜111、112。圖像數(shù)據(jù)處理單元105可以是Xilinc公司提供的Spartan_3E (商標(biāo))顯示方案板(display solution board),其與構(gòu)成接收器103的DVII/F板連接。圖像數(shù)據(jù)處理單元105的其他方塊由Spartan-3E顯示方案板構(gòu)成，其中通過設(shè)置在該板中的FPGA芯片(Spartan-3E)構(gòu)成圖像處理器118。從發(fā)射器107和108傳送的信號(hào)例如是IXD面板的LVDS格式的。之后將討論圖像數(shù)據(jù)處理單元105中進(jìn)行的圖像處理的細(xì)節(jié)。IXD單元116包括疊置的第一 IXD器件113和第二 IXD器件114、和設(shè)置在遠(yuǎn)離觀看者的IXD單元116后側(cè)上的背光源115。第一 IXD器件113包括彩色I(xiàn)XD面板，第二 IXD器件114包括單色I(xiàn)XD面板。圖像數(shù)據(jù)處理單元105給第一 IXD器件113的驅(qū)動(dòng)電路111和第二 IXD器件114的驅(qū)動(dòng)電路112提供不同的視頻信號(hào)。這些器件113、114分別由輸入到驅(qū)動(dòng)電路111、112的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
圖2顯示了 IXD單元116的截面結(jié)構(gòu)。IXD單元116包括從IXD單元116的光發(fā)射側(cè)或前側(cè)按下述順序設(shè)置的偏振膜201、透明基板211、濾色器層251、取向膜221、LC層
231、取向膜222、透明基板212、偏振膜202、偏振膜203、透明基板213、取向膜223、LC層
232、取向膜224、透明基板214、和偏振膜204。在下文中，為了描述簡便，透明基板211、濾色器層251、取向膜221、LC層231、取向膜222和透明基板212的組合被稱作第一 IXD面板261，而與IXD面板261相關(guān)聯(lián)的IXD面板261、偏振膜201和偏振膜202的組合被稱作第一IXD器件113。類似地，透明基板213、取向膜223、LC層232、取向膜224和透明基板214的組合被稱作第二 IXD面板262，而與IXD面板262相關(guān)聯(lián)的IXD面板262、偏振膜203和偏振膜204的組合被稱作第二 IXD器件114。圖2中所示的面發(fā)射光源241對應(yīng)于圖1中的光源115。面發(fā)射光源241照射第一 IXD器件113和第二 IXD器件114的后側(cè)。從面發(fā)射光源241發(fā)射的光穿過第二 IXD器件114和第一 IXD器件113，從而被IXD單元116前側(cè)的觀看者觀看到。對第一和第二 IXD器件113、114上的光透射率進(jìn)行控制使得觀看者在IXD單元116的屏幕上觀看到圖像。在透明基板212靠近IXD層231的表面上，與各個(gè)三端控制器件如TFT相關(guān)聯(lián)地形成電極陣列。像素電極和相應(yīng)的TFT —起構(gòu)成像素。LCD器件是橫向電場模式如面內(nèi)切換(IPS)模式的，其中每個(gè)像素都包括用于在LC層中產(chǎn)生橫向電場的梳齒狀像素電極和梳齒狀共用電極。在濾色器層251中，條形的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)濾色器如此設(shè)置，即單個(gè)像素都包括含有R、G和B條的三個(gè)子像素(點(diǎn))。在下文中將描述用于制造IXD器件的工序。在上面設(shè)置有電極陣列的透明基板211的表面上形成取向膜221，而在上面形成有濾色器層251的透明基板212的表面上形成取向膜222。然后取向膜221、222經(jīng)過取向處理如摩擦處理。如此組裝透明基板211、212，從而使得形成在透明基板上的取向膜彼此相對并且彼此之間具有間隙，且取向處理的方向彼此平行。然后用Merck公司提供的ZLI4792 (商標(biāo))的液晶填充上述間隙，由此獲得了第
一IXD面板261。將使用從Nitto Denko公司提供的SEG1224 (商標(biāo))的偏振膜201和偏振膜202附著到IXD面板261上，從而在它們之間夾入IXD面板261，由此獲得了第一 IXD器件113。在該步驟中，偏振膜201、202如此設(shè)置，從而使得它們的光透射軸或吸收軸彼此垂直，且其中一個(gè)偏振膜的光透射軸或吸收軸平行于LC層的取向方向。除了透明基板213不包括濾色器層之外，與第一 IXD面板261類似地制造第二 IXD面板262。在透明基板214靠近LC層232的一側(cè)上與各個(gè)TFT相關(guān)聯(lián)地形成電極陣列。此外，由于在第二 IXD面板262上沒有濾色器層，所以第二 IXD面板262的像素不包括子像素。可選擇地，第二 IXD面板262具有尺寸對應(yīng)于第一 IXD面板261中的子像素尺寸的像素。第二 IXD面板262被夾在偏振膜203、204之間，其設(shè)置類似于第一 IXD器件113，從而獲得了第二 LCD器件114。然后將如此制造的第一 IXD器件113和第二 IXD器件114疊置，從而獲得IXD單元116。在該步驟中，面發(fā)射光源241被設(shè)置在IXD單元116的后側(cè)上，并且IXD器件113、114的取向方向彼此平行或垂直。此外，偏振膜202、203的光透射軸或吸收軸彼此大致平行，從而穿過偏振膜203的光盡可能多地穿過偏振膜202。 在兩個(gè)IXD器件113、114中，IXD單元116包括單個(gè)偏振膜251，由此在傾斜觀看方向上觀察的觀看者不會(huì)看到雙色層，因而不會(huì)感覺到依賴于觀看方向而產(chǎn)生的不同亮度。在本實(shí)施例中，如上面所述，兩個(gè)LCD器件由不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。如果LCD器件由相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，則由于LCD器件間的視差，所以LCD器件之間的距離會(huì)導(dǎo)致不舒服的感覺。圖3示意性地顯示了在對比技術(shù)中產(chǎn)生視差的情況，其中為了簡化僅圖示了透明基板和LC層。圖3中的IXD器件301、302分別對應(yīng)于圖2中的IXD器件113、114，透明基板321到324分別對應(yīng)于透明基板211到214，并且LC層325、326分別對應(yīng)于LC層231、
232。當(dāng)觀看者311觀看時(shí)，在與屏幕表面垂直的方向上觀看第一 IXD器件301和第二IXD器件302會(huì)使第一 IXD器件301的LC層325上的點(diǎn)β與第二 IXD器件302的LC層326上的點(diǎn)α在觀看線331上彼此重疊。更具體地說，垂直方向上的觀看不會(huì)導(dǎo)致給觀看 者帶來不舒服感覺的任何視差。另一方面，由于在這些點(diǎn)之間的厚度方向上的距離“d”，在相對于屏幕表面的垂線成Θ角的傾斜方向上觀看會(huì)使點(diǎn)ct和點(diǎn)β彼此偏離。觀看者在觀看線332上觀看到點(diǎn)α，而觀看者312在觀看線333上觀看到了點(diǎn)β。更具體地說，傾斜方向上的觀看導(dǎo)致點(diǎn)α和β在不同位置處被觀看到，由此在屏幕上觀看的圖像的邊緣為雙線。在根據(jù)折射率差且基于斯涅耳定律在傳播方向上進(jìn)行反射的同時(shí)，穿過第一 LCD器件301和第二 IXD器件302的光離開透明基板321而達(dá)到空氣。假定θ、φ、“ng”和“na”分別是光從透明基板321的外表面的出射角、光在透明基板321的外表面上的入射角、透明基板321的折射率和空氣的折射率，斯涅耳定律提供了下面的關(guān)系naX sin θ = ngX sin Φ上述表達(dá)式的變形提供了下面的關(guān)系φ = sirf1 ((na/ng) X sin θ )根據(jù)內(nèi)錯(cuò)角(alternate-1nterior angle)的關(guān)系,從點(diǎn)β傳播到透明基板321外表面的光與外表面的垂線之間的角度也是Φ。類似地，從點(diǎn)α傳播到透明基板外表面的光與垂線之間的角度也是Φ。以視角Θ進(jìn)行觀看時(shí)，第二 IXD器件301中的點(diǎn)α與第一IXD器件上的點(diǎn)β之間的偏離“r”由下面的公式表示tan Φ = (r/d)r = dX tan Φ= dX tan (sirf1 ((na/ng) X sin Θ )) (I)為了消除以角度Θ在傾斜方向上觀看時(shí)的視差感覺，理論上將在點(diǎn)β上顯示的數(shù)據(jù)的位置移動(dòng)距離r到達(dá)位置Y是足夠的。因而，信號(hào)處理器118將數(shù)據(jù)散射高達(dá)距離r，從而對屏幕上的整個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行平均處理。這可減小視差感覺并減小觀看者不舒服的感覺。對第一和第二 IXD器件每一個(gè)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行平均處理。在消除視差感覺這一點(diǎn)上，不管在第一 LCD器件還是對第二 LCD器件即具有或不具有濾色器層的器件的數(shù)據(jù)上進(jìn)行平均處理，平均處理的效果都是相當(dāng)?shù)?。類似地，不管是在前方IXD器件還是對后方IXD器件上進(jìn)行平均處理，平均處理的效果都是相當(dāng)?shù)?。如果對后方LCD器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，則可在前方LCD器件與后方LCD器件之間夾入具有光學(xué)色散特性的光學(xué)組件，如光學(xué)色散膜，由此增加平均處理的視距“I"’ ”。在這種情形中距離“I"’”通過下面的公式獲得r，= (d，X tan Φ ) + ((d — d，)X tan ( φ + η ))，
其中d’和η是色散膜距第二 IXD層326的距離和光學(xué)色散膜的半值色散角(half-value dispersion angle)。因而提供光學(xué)色散膜增加了平均處理的有效距離r’。該事實(shí)應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是為了在圖像數(shù)據(jù)處理單元105中進(jìn)行平均處理。本發(fā)明人分析了包含疊置LCD器件的LCD單元的驅(qū)動(dòng)方案，并發(fā)現(xiàn)通過對不具有濾色器層的第二 IXD器件302的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理、并且在第一 IXD器件301上進(jìn)行彩色顯示并將第一和第二 LCD器件層疊在一起可獲得出色的圖像。通過對第二 LCD器件的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理而獲得出色圖像的原因是，對第一 IXD器件301 (113)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理會(huì)導(dǎo)致昏暗的顏色并使色度的再現(xiàn)范圍變窄。圖4A和4B顯示了亮度和色度(a*)范圍，其表示在HSV色坐標(biāo)系統(tǒng)中，即由CIE1976限定的色空間中，該范圍是在IXD單元上獲得的。圖4A顯示了由包含兩個(gè)IXD器件的LCD單元表示的范圍，而圖4B顯示了由單個(gè)LCD器件表示的范圍。縱坐標(biāo)表示利用顯示為100的最大透射率標(biāo)準(zhǔn)化的透射系數(shù)(透射率)，而橫坐標(biāo)表示色度，即色質(zhì)。對比圖4A和圖4B，應(yīng)當(dāng)理解在較高亮度范圍和/或較高色度范圍中，單個(gè)IXD器 件也獲得了出色的色度再現(xiàn)性。該較高亮度范圍在縱坐標(biāo)上用較大的數(shù)字表示，而較高的色度范圍在橫坐標(biāo)上用較大的絕對值表示。因而，在較高亮度(或色度)范圍中以下是足夠的僅使用第一 IXD器件113來顯示原始圖像數(shù)據(jù)，而第二 IXD器件114保持為不顯示任何圖像的最大透射率狀態(tài)。另一方面，在較低亮度范圍中，必須控制第二 LCD器件114使其顯示對應(yīng)于原始圖像數(shù)據(jù)的灰度級(jí)的灰度級(jí)，且與第二 LCD器件114相關(guān)聯(lián)地使用顯示彩色圖像的第一 LCD器件113來顯示原始圖像數(shù)據(jù)。該技術(shù)在較高亮度范圍(或較高色度范圍)和較低亮度范圍中提供了出色的色度再現(xiàn)性。在上面的例子中，第二 LCD器件114的透射系數(shù)在較高亮度或色度范圍中保持為最大；然而第二 IXD器件114不必嚴(yán)格保持為全透射狀態(tài)或?qū)λ邢袼貫樽畲笸干湎禂?shù)。例如，將第二 LCD器件114保持為大致全透射狀態(tài)或大致最大明亮狀態(tài)如90%的透射系數(shù)就足夠了。在下文中，在其中僅使用第一 LCD器件113來顯示圖像的第一范圍與其中使用第一和第二 IXD器件113、114來顯示理想圖像的第二范圍之間的邊界稱作閾值。第一和第
二IXD器件的這種控制，在驅(qū)動(dòng)第一 IXD器件113過程中的灰度級(jí)變化以及在驅(qū)動(dòng)第二 IXD器件114過程中的灰度級(jí)變化的至少一個(gè)中提供了適當(dāng)?shù)闹袛?。圖5顯示了功能方塊圖中的信號(hào)處理器118的結(jié)構(gòu)。信號(hào)處理器118包括單色圖像產(chǎn)生部501、運(yùn)算處理部(平均處理部)502、定時(shí)控制器503、和彩色圖像產(chǎn)生部504。信號(hào)處理器118從圖1中所示的接收器103接收例如每一個(gè)基色都包含8位信號(hào)由此每個(gè)像素總共為24位的圖像數(shù)據(jù)。該圖像信號(hào)通過兩條通路傳送，一條將分開的圖像信號(hào)傳送到單色圖像產(chǎn)生部501，另一條將分開的圖像信號(hào)傳送到定時(shí)控制器503。單色圖像產(chǎn)生部501從分開的圖像信號(hào)產(chǎn)生單色灰度級(jí)信號(hào)(亮度信號(hào))，而定時(shí)控制器503按照基于輸入側(cè)的定時(shí)信號(hào)接收的各個(gè)信號(hào)的順序，根據(jù)輸出側(cè)的定時(shí)信號(hào)來讀出分開的圖像信號(hào)。單色圖像產(chǎn)生部501根據(jù)輸入的24位彩色圖像信號(hào)的亮度數(shù)據(jù)來產(chǎn)生例如8位單色圖像信號(hào)。通過檢查像素的每個(gè)基色R、G和B的灰度級(jí)，選擇三個(gè)基色中具有最大灰度級(jí)的三個(gè)基色之一，并將選定基色的灰度級(jí)確定為像素的灰度，由此產(chǎn)生單色圖像信號(hào)?？蛇x擇地，在進(jìn)行了包含亮度、色度和色調(diào)轉(zhuǎn)換的HSV轉(zhuǎn)換之后，從那里提取出亮度數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為單色圖像數(shù)據(jù)。進(jìn)一步可選擇地，選擇R、G和B輸入圖像數(shù)據(jù)之一并將其轉(zhuǎn)換為單色信號(hào)。代替地可選擇R、G和B輸入圖像數(shù)據(jù)中的兩個(gè)并使其信號(hào)轉(zhuǎn)換為單色信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，較高灰度級(jí)或較高透射系數(shù)的區(qū)域?qū)?yīng)于較高亮度或較高色度的區(qū)域。在轉(zhuǎn)換為單色圖像之后，單色圖像產(chǎn)生部501將具有特定灰度級(jí)或以上的像素的透射系數(shù)變?yōu)槿干錉顟B(tài)，并將具有低于該特定灰度級(jí)的灰度級(jí)的像素的透射系數(shù)保持為原始彩色圖像的透射系數(shù)。在該處理中，將進(jìn)行單色轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的灰度級(jí)與預(yù)定閾值比較，例如，如果灰度級(jí)高于閾值，則像素的透射系數(shù)就被轉(zhuǎn)換為全透射系數(shù)的水平。另一方面，如果進(jìn)行單色轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的灰度級(jí)低于閾值時(shí)，則灰度級(jí)就被再指定在對應(yīng)于全透射狀態(tài)的最大值與對應(yīng)于全關(guān)狀態(tài)的最小值之間。灰度級(jí)的轉(zhuǎn)換處理不限于上述的處理。例如，使單色圖像經(jīng)過伽瑪曲線轉(zhuǎn)換，Y值設(shè)為大約4. 0，并將具有特定值的伽瑪轉(zhuǎn)換透射系數(shù)的區(qū)域變?yōu)槿干錉顟B(tài)?？蛇x擇地，使透射系數(shù)經(jīng)過直方圖調(diào)整或直方圖轉(zhuǎn)換，并可以使得具有特定值的透射系數(shù)變?yōu)槿干錉顟B(tài)。在單色圖像產(chǎn)生部501中，將較高透射系數(shù)的區(qū)域變?yōu)榇笾氯干錉顟B(tài)就足夠了，因而可使用其他技術(shù)來產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)或?qū)⒕哂休^高透射系數(shù)的區(qū)域的透射系數(shù)轉(zhuǎn)換為全透射狀態(tài)。運(yùn)算處理部502對單色圖像產(chǎn)生部501產(chǎn)生的單色圖像進(jìn)行平均處理。在平均處理中，可使用專利申請2006-114523中描述的技術(shù)。在該技術(shù)中，使位于距受關(guān)注像素距離“r”(圖3)內(nèi)的多個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過平均處理或均衡處理，其中使多個(gè)像素的灰度級(jí)經(jīng)過加權(quán)平均處理。加權(quán)平均處理是這樣的，即在使用像素距受關(guān)注像素的距離作為將要平均的灰度級(jí)的加權(quán)系數(shù)的同時(shí)，將多個(gè)像素的灰度級(jí)進(jìn)行平均。使用高斯分布作為加權(quán)分布。平均處理使圖像的邊緣或輪廓變得模糊或不明顯。經(jīng)過平均處理的單色圖像通過緩沖存儲(chǔ)器109和發(fā)射器108 (圖1)從運(yùn)算處理部502傳送到第二 IXD器件114。彩色圖像產(chǎn)生部504產(chǎn)生基于對于每個(gè)RGB顏色來說都包含8位的24位圖像數(shù)據(jù)的并通過定時(shí)控制器503傳送的彩色圖像，以及產(chǎn)生在運(yùn)算處理部502中進(jìn)行平均處理的單色圖像數(shù)據(jù)。彩色圖像數(shù)據(jù)被傳送到第一 IXD器件113，從而在其上進(jìn)行顯示。為了消減產(chǎn)生單色圖像的時(shí)間延遲的目的，設(shè)置定時(shí)控制器503。如果使用圖1中的局部存儲(chǔ)器104有效地消減時(shí)間延遲，或者如果本身不必定時(shí)調(diào)整，則可移除定時(shí)控制器503。因?yàn)镮XD單元116的觀看者觀看到穿過第一 IXD器件113和第二 IXD器件114的光，所以亮度即觀看者觀看到的圖像的總透射系數(shù)為兩個(gè)LCD面板的透射系數(shù)的乘積。彩色圖像產(chǎn)生部504根據(jù)第二 IXD器件114的圖像數(shù)據(jù)來修改將要在第一 IXD器件113上顯示的彩色圖像，從而補(bǔ)償?shù)诙?LCD器件114中的亮度變化或亮度下降。這阻止了觀看者看到的亮度從原始圖像數(shù)據(jù)的亮度發(fā)生變化。彩色圖像產(chǎn)生部504根據(jù)從運(yùn)算處理部502輸出的單色圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行24位彩色圖像數(shù)據(jù)的處理，從而產(chǎn)生彩色圖像信號(hào)。更具體地說，彩色圖像產(chǎn)生部504將彩色圖像數(shù)據(jù)的圖像信號(hào)除以單色圖像的亮度信號(hào)，從而產(chǎn)生亮度校正的校正彩色圖像信號(hào)，只要亮度不為零就行。如果單色圖像的亮度為零，則單色圖像的亮度就改變特定值，避免被零除。當(dāng)彩色圖像處理部504產(chǎn)生彩色圖像信號(hào)時(shí)，原始圖像信號(hào)經(jīng)受另外圖像校正處理。由彩色圖像產(chǎn)生部504產(chǎn)生的彩色圖像經(jīng)由緩沖存儲(chǔ)器106和發(fā)射器107被傳送到第一 IXD器件 113。在IXD單元116中，如上所述，第一 IXD器件113由在彩色圖像產(chǎn)生部504中產(chǎn)生的彩色圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，而第二 IXD器件114由在運(yùn)算處理部502中經(jīng)過平均處理的單色圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。如果觀看者僅觀看第二 LCD器件114上的顯示，則具有較高亮度的區(qū)域處于全透射狀態(tài)中，其他區(qū)域由于平均處理而具有模糊圖像。另一方面，如果觀看者僅觀看第一IXD器件11，則在其中第二 IXD器件114沒有處于全透射狀態(tài)的區(qū)域中觀看到的圖像是加重的圖像。這里的“加重的圖像”是指，圖像中的亮度和色度被加重，該“加重的圖像”根據(jù)第二 IXD器件114上的亮度通過校正第一 IXD器件113的亮度來獲得。在下文中分析通過單色圖像產(chǎn)生部501設(shè)定用于轉(zhuǎn)換的閾值。如果在運(yùn)算處理部502中的平均處理之后，相對于第二 IXD器件114的原始圖像來說亮度的變化率超過20%，則色度和色調(diào)的變化量較大，即使彩色圖像產(chǎn)生部504調(diào)整第一 LCD器件113的亮度信號(hào)，也會(huì)導(dǎo)致不舒服的感覺。為了阻止這種情況，轉(zhuǎn)換為單色圖像的閾值優(yōu)選設(shè)定在輸入圖像數(shù)據(jù)的20%和80%之間的范圍中，由此顯示圖像使得即使在輸入圖像數(shù)據(jù)中發(fā)生大約20%的波動(dòng)也不會(huì)有不舒服的感覺。此外，因?yàn)閮H通過第一 LCD器件113顯示較高亮度或色度的區(qū)域，如上參照圖4所述的，所以閾值上限(80%)優(yōu)選降低為60%，由此增加第二 IXD器件114中全透射的區(qū)域。這提供了令人滿意的情形，其中僅通過單個(gè)LCD器件顯示的區(qū)域可僅通過第一 IXD器件113盡可能地顯示。此外，設(shè)定在30%和50%之間的范圍中的閾值可使第一 IXD器件113盡可能有效地顯示圖像，由此提供了基本沒有不舒服感覺的圖像。為了驗(yàn)證本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，將經(jīng)過上述圖像處理的圖像信號(hào)輸入到圖像顯示系統(tǒng)100的第一 IXD器件113和第二 IXD器件114，用于顯示圖像。在該情形中，獲得了與僅在第一 IXD器件113上顯示的情形中相當(dāng)?shù)倪m宜的圖像亮度和色度。此外，對于對比度來說，獲得了高達(dá)500，000 1的對比度。由于進(jìn)行平均處理，在傾斜觀看方向上的觀看提供了出色的顯示質(zhì)量，而幾乎不受視差的影響。盡管該實(shí)驗(yàn)中使用的LCD單元具有700 1的對比度，但如果LCD單元包括具有較高獨(dú)立對比度的LCD器件或具有類似獨(dú)立對比度的三個(gè)或多個(gè)LCD器件，則本實(shí)施例可進(jìn)一步提供較高的對比度。盡管圖像源單元117、圖像數(shù)據(jù)處理單元105、和IXD單元116在圖1中顯示為彼此分開，但這些單元可通過單個(gè)硬件構(gòu)造或者容納在單個(gè)框架中。在一個(gè)例子中，圖像源單元117和圖像數(shù)據(jù)處理單元105被容納在單個(gè)框架中，而LCD單元被容納在分離的框架中。可使用硬件圖像處理器件進(jìn)行或者使用在CPU上運(yùn)行的軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理單元105中的圖像處理。可在圖像數(shù)據(jù)處理單元105外部進(jìn)行平均處理，并可使用在CPU上運(yùn)行的軟件或者使用如由MPEG記錄器代表的圖像芯片，在圖像源117中進(jìn)行平均處理。在該情形中，在圖像源單元117與圖像數(shù)據(jù)處理單元105之間設(shè)置有兩組信號(hào)電纜120 (圖1中所示)，由此將在第一 IXD器件113上顯示的圖像與在第二 IXD器件114上顯示的圖像分開地輸出。盡管在上面的實(shí)施例中信號(hào)處理器118中的單色圖像產(chǎn)生部501和彩色圖像產(chǎn)生部504通過進(jìn)行信號(hào)處理來產(chǎn)生圖像信號(hào)，但本發(fā)明并不限于此。例如，在單色圖像產(chǎn)生部501中可使用列有輸入信號(hào)和相應(yīng)輸出信號(hào)的查看表。查看表可以是根據(jù)RGB輸入圖像信號(hào)的每個(gè)灰度級(jí)提供單色灰度級(jí)的三維表。彩色圖像產(chǎn)生部504可以通過使用4維查看表來產(chǎn)生彩色圖像，該4維查看表根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)灰度級(jí)和單色圖像數(shù)據(jù)的灰度級(jí)來提供彩色圖像的灰度級(jí)。在該典型的實(shí)施例中，第一 IXD器件113包括濾色器層251 ;然而，濾色器層不是通過顯示平均的圖像數(shù)據(jù)來消除視差感覺的必不可少的元件。更具體地說，第一和第二 IXD器件113和114可以是單色LCD器件以獲得單色LCD單元。在上述示例性實(shí)施例中，單個(gè)像素包括對應(yīng)于濾色器層中三個(gè)基色的三個(gè)子像素；然而，濾色器層可包括其他多個(gè)顏色的組合，如RGBYMC。在這種情形中，單個(gè)像素包括數(shù)量對應(yīng)于濾色器層的顏色的子像素?？蛇x擇地，單個(gè)像素可包括對應(yīng)于RGGB顏色或?qū)?yīng)于RGB顏色和不具有顏色的區(qū)域也就是RGBW的四個(gè)子像素區(qū)域。本發(fā)明可用于除IPS模式IXD器件之外的其他器件。本發(fā)明的IXD器件可以是任何模式的，包括垂直取向模式(VA模式)、扭曲向列模式(TN模式)、光學(xué)彎曲補(bǔ)償模式(OBC模式)。圖2顯示了不包括延遲補(bǔ)償層的IXD單元的結(jié)構(gòu)；然而，IXD單元可在IXD面板261、262與偏振膜之間包括延遲補(bǔ)償層，用于改進(jìn)視角特性。根據(jù)LC層231、232的模式，選擇延遲補(bǔ)償層的光學(xué)特性。 例如，如果將延遲補(bǔ)償層設(shè)置在偏振膜201、202與由IPS模式驅(qū)動(dòng)的第一 IXD器件113之間，則延遲補(bǔ)償層優(yōu)選具有nx ^ ny>nz的特性，其中nx、ny和nz分別是延遲補(bǔ)償層的平行于基板表面的折射率、垂直于nx的方向并平行于基板表面的方向上的折射率、和垂直于nx和ny的方向的方向上的折射率，nx的方向平行于偏振膜201、202的光學(xué)吸收軸或者光學(xué)透射軸。具有這種特性的延遲補(bǔ)償層改進(jìn)了第一 IXD器件113的視角特性。延遲補(bǔ)償層可以包括組合起來具有這種整體特性的多個(gè)膜。對于由VA模式驅(qū)動(dòng)的第一 IXD器件113來說,具有nx彡ny>nz特性的延遲補(bǔ)償層如此設(shè)置，從而使得nx的方向平行于偏振膜201、202的光學(xué)吸收軸或光學(xué)透射軸，以改進(jìn)第一 IXD器件113的視角特性。如果第一 IXD器件113通過TN模式或OCB模式驅(qū)動(dòng)，則延遲補(bǔ)償層可以是由具有負(fù)延遲的圓盤狀(discotheque )LC層構(gòu)成的WV膜,其中圓盤狀LC層的軸方向在其厚度方向上連續(xù)變化，用于提高視角特性。延遲補(bǔ)償層可設(shè)置在IXD面板261、262的一側(cè)上，或者設(shè)置在兩側(cè)上。延遲補(bǔ)償層可設(shè)置在LC層231、232與偏振膜201 — 204的相鄰一個(gè)之間的任何間隙中。代替單個(gè)延遲補(bǔ)償層可設(shè)置多個(gè)延遲補(bǔ)償層。應(yīng)當(dāng)注意，具有閾值以上灰度級(jí)的第二 LCD器件114中的像素的全透射可以具有一些變化范圍，只要其大致恒定就行，即可以是比固定值高或低百分之幾。圖6顯示了在按照本發(fā)明第二個(gè)示例性實(shí)施例的IXD系統(tǒng)中的IXD單元的截面結(jié)構(gòu)。在第一個(gè)實(shí)施例中，如圖2中所示，在第一 IXD面板261和第二 IXD面板262之間設(shè)置有兩個(gè)偏振膜，其中偏振膜202設(shè)置在第一 IXD器件113中，偏振膜203設(shè)置在第二 IXD器件114中。在本實(shí)施例的LCD單兀中,兩個(gè)偏振膜之一被省略,而另一個(gè)偏振膜由第一 LCD面板601和第二 LCD面板602共享。其他結(jié)構(gòu)類似于第一個(gè)實(shí)施例。在第一個(gè)實(shí)施例中，夾在IXD面板261和IXD面板262之間的兩個(gè)偏振膜202和203如此設(shè)置，使得其光學(xué)透射軸或光學(xué)吸收軸彼此平行，從而將在LCD單元中的光吸收最小化。然而，設(shè)置兩個(gè)偏振膜將光學(xué)透射系數(shù)降低了大約20%。鑒于此，本實(shí)施例在LCD面板601與602之間使用單個(gè)偏振膜603。如果設(shè)置了 n個(gè)IXD面板，其中n為不小于2的整數(shù)，則本實(shí)施例將亮度比第一個(gè)實(shí)施例提高了大約I/ (0. 8^1)o下文中將描述按照本發(fā)明第三個(gè)示例性實(shí)施例的LCD系統(tǒng)。上述每個(gè)實(shí)施例都使用白光源，如CCFL和LED。在本實(shí)施例中，LCD系統(tǒng)包括以時(shí)分模式發(fā)射RGB光的三色光源。疊置的LCD器件以時(shí)分模式以場順序方案顯示對應(yīng)于RGB顏色的圖像。用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)第一和第二 LCD面板的圖像數(shù)據(jù)的方法類似于第一個(gè)實(shí)施例中的。本實(shí)施例獲得了類似于第一和第二個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。在下文中將描述按照本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方案的LCD系統(tǒng)。第四個(gè)實(shí)施方案使用下述驅(qū)動(dòng)方案，在該方案中，通過施加的電壓，例如以TN模式來改變LC分子相對于基板表面的角度。在該驅(qū)動(dòng)方案中，常規(guī)的技術(shù)導(dǎo)致了由于觀看者的視角而發(fā)生的視角特性降低的問題。降低的視角特性由LC層的雙折射特性導(dǎo)致，其中根據(jù)觀看者的視角，LC分子看起來具有不同的形狀。包含具有這種降低視角特性的多個(gè)LCD器件的LCD單元將具有依賴于疊加的LCD器件的數(shù)量的降低的協(xié)同效果。在該實(shí)施例中，每相鄰的兩個(gè)LCD器件都具有相反的視角特性，用于消除彼此的視角依賴性。這提高了本實(shí)施方案的LCD系統(tǒng)的視角特性。下文中將描述按照本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的LCD系統(tǒng)。本實(shí)施例的LCD系統(tǒng)是這樣的，即從圖1中所示的第一個(gè)實(shí)施例的IXD單元省略顯示單色圖像的第二 IXD器件114。此外，LCD系統(tǒng)包括控制點(diǎn)強(qiáng)度的光源。更具體地說，光源包括以矩陣方式設(shè)置的多個(gè)LED，其中控制每個(gè)LED的發(fā)射強(qiáng)度。在典型的情形中，光源包括480X640個(gè)LED，每個(gè)都由白色高亮度LED構(gòu)成并對應(yīng)于第二 LCD器件114的每個(gè)像素，在光源前方設(shè)置有光色散片。代替第二 IXD器件114，由運(yùn)算處理部502 (圖5)平均的、用于驅(qū)動(dòng)圖1中的第二LCD器件114的單色圖像數(shù)據(jù)以點(diǎn)矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)光源。就是說，本實(shí)施例中的背光源的發(fā)射圖案對應(yīng)于通過組合第一個(gè)實(shí)施例中的光源115和第二 IXD器件114所獲得的圖像。在該結(jié)構(gòu)中，由點(diǎn)矩陣方案驅(qū)動(dòng)的光源具有圖1中所示的光源115和第二 LCD器件114的功能，由此對應(yīng)于圖1中的IXD器件113的本實(shí)施例中的IXD器件接收與由圖1中第一 IXD器件113接收的光相似的光。因而，本實(shí)施方案的LCD單元通過使用單個(gè)LCD器件而具有外在較高的對比度。在第五個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)LCD面板和由點(diǎn)矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)的光源的組合具有類似于包含兩個(gè)LCD器件的LCD單元的功能?？蛇x擇地，可對其設(shè)置單色圖像驅(qū)動(dòng)電路和附加LCD器件。除了保持與原始圖像相當(dāng)?shù)纳群蜕{(diào)之外，通過使用第一個(gè)實(shí)施例中所述的單色圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)單色LCD面板和包括點(diǎn)光源矩陣的光源還提供了較高的對比度。在上面的實(shí)施例中，使用TFT作為用于驅(qū)動(dòng)IXD面板的驅(qū)動(dòng)元件。TFT可以用薄膜二極管(TFD)代替。此外，如果LCD器件具有相對較低的分辨率，LCD器件可以以無源矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)。上面實(shí)施例的LCD面板獲得了較高的對比度，因而優(yōu)選被用作需要較高對比度圖像顯示的醫(yī)療成像器件、用在廣播站中的監(jiān)視器TV、或在暗區(qū)域如電影院中提供圖片圖像的IXD單元。在圖1中，圖像數(shù)據(jù)處理部105產(chǎn)生用于第一和第二 IXD器件113、114的圖像數(shù)據(jù)。然而，圖像處理部105可被劃分為對應(yīng)于設(shè)置在IXD單元116中的IXD器件的多個(gè)處理部。圖7顯示了第一個(gè)實(shí)施例的修改例，其中IXD系統(tǒng)IOOa包括設(shè)置在圖像數(shù)據(jù)處理單元105a中的多個(gè)處理部130-1到130-n，其對應(yīng)于設(shè)置在IXD單元116a中的多個(gè)IXD器件 520-1 到 520-n。從圖像源單元117供給的圖像數(shù)據(jù)通過分布單元131被分布到每個(gè)圖像處理單元130。每個(gè)圖像處理單元130都產(chǎn)生將要在相應(yīng)IXD面板520上顯示的圖像數(shù)據(jù)。由此產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由信號(hào)電纜123-1到123-n被輸入到IXD單元116a。定時(shí)控制器110設(shè)置在處理部130-1到130-n之一中，用于控制下述定時(shí)，利用該定時(shí)控制處理部130-1到130_n，使IXD面板420上的圖像彼此同步。在圖7中，IXD面板520-1是彩色I(xiàn)XD面板，而其他IXD面板520_2到520_n是單色I(xiàn)XD面板。圖像數(shù)據(jù)處理部130-2到130-n中的運(yùn)算處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部501和平均處理部502 (圖5)，并經(jīng)由信號(hào)電纜123-2到123-n向LCD面板520-2到520_n輸出平均的單色圖像。圖像處理單元130-1包括彩色圖像產(chǎn)生部504，并經(jīng)由信號(hào)電纜123-1向第一 IXD面板520-1輸出圖像數(shù)據(jù)。本修改例的IXD系統(tǒng)IOOa獲得了類似于第一個(gè)實(shí)施方案中的優(yōu)點(diǎn)。在圖5中，對于每個(gè)RGB顏色，彩色圖像產(chǎn)生部504從8位圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生24位彩色圖像信號(hào)。然而，輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的位數(shù)并不限于該例子。例如，假定每個(gè)LCD器件的灰度級(jí)數(shù)為m，則在包含n個(gè)IXD面板的IXD單元上顯示的最大灰度級(jí)數(shù)為nXm個(gè)。因而，通過使用具有m到m2個(gè)灰度級(jí)數(shù)的輸入圖像數(shù)據(jù)，彩色圖像產(chǎn)生部504可產(chǎn)生具有m個(gè)灰度級(jí)的彩色圖像數(shù)據(jù)。在第五個(gè)實(shí)施例中，例示的光源包括矩陣設(shè)置的并由點(diǎn)矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)的LED。本發(fā)明并不限于該例子。光源可包括由點(diǎn)矩陣驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)的電燈泡、有機(jī)電致發(fā)光(EL)器件、無機(jī)EL器件、FED和TOP。疊置的IXD面板不必由公用圖像源驅(qū)動(dòng)，例如對于每個(gè)IXD面板，可以通過包含圖像顯示和加重?cái)?shù)據(jù)的單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的LCD系統(tǒng)可用在電子設(shè)備、圖像數(shù)據(jù)調(diào)整器件、圖像切換器件、醫(yī)療成像器件中。本實(shí)施例可被用于其中安裝并固定有本發(fā)明的LCD單元和音響器件的建筑物中。在下文中將描述本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例。圖5中所示的第一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)算處理部502通過使用高斯分布進(jìn)行平均處理。本實(shí)施例中的運(yùn)算處理部使用不同的加權(quán)平均技術(shù)，其在實(shí)驗(yàn)中提供了出色的結(jié)果。本實(shí)施例假定在屏幕上的暗背景中存在明亮區(qū)域，明亮區(qū)域具有100的亮度并包括中心像素，并且明亮區(qū)域由在i方向(例如行方向)上靠近中心像素的土P個(gè)像素和在j方向(例如列方向)上靠近中心像素的±9個(gè)像素來限定。圖8A顯示了上述假定情形的一個(gè)例子，其中明亮區(qū)域的中心像素表示為CO，為了簡化的目的，確定限定明亮區(qū)域的數(shù)量P和Q被設(shè)為P= I，Q = I。圖8B顯示了加權(quán)平均處理的范圍，包括主像素和在i方向和j方向上分別位于離開主像素土M個(gè)像素和土N個(gè)像素處的臨近像素。在該例子中，M和N設(shè)為M = 1，N = 1，主像素和靠近主像素的臨近8個(gè)像素的加權(quán)系數(shù)為“I”。在上述情形中，如果靠近明亮區(qū)域的角落的像素C9被選擇作為主像素，則像素C9的加權(quán)平均亮度Ye9由下面的公式表示Yc9 = (YC1X1+YC2X1+YC3X I+Yc8X 1+YC9X 1+YC10X I+Yc15X I+Yc16X I+Yc17X I) +9這里，因?yàn)閅ci = Yc2 = Yc3 = Yc8 = Yc9 = Ycio = Yci5 = Yci6 = 0，Yci7 = 100，所以上述公式得到Y(jié)c9=ILl類似地，計(jì)算像素C13的Ya3、像素C35的Ye35和像素C40的YW(I，從而具有11.1的加權(quán)平均亮度。類似地獲得其他加權(quán)平均的亮度Ycm，其中Ya(l、Yci2, Yci6, Yc20, Yc29, Yc33> Yc37和 Yc39 為 22. 2，Ycn 和 Yc32 為 44. 4，Yci8, Yc24, Yc25 和 Yc21 為 66. 6，Yco 為 100。圖 9 中顯示了這種顯現(xiàn)在屏幕上的加權(quán)平均的亮度分布。在該例子中，包含主像素和臨近像素的九個(gè)像素具有相同的加權(quán)系數(shù)(=I)。在該情形中，如果平均處理使用大量靠近主像素的臨近像素，則可獲得較強(qiáng)的平均效果。然而，如果在其中臨近像素使用任意加權(quán)系數(shù)分布的情形中對平均處理使用大量臨近像素，則與圖9中所示的例子相比，會(huì)降低亮度。在上述情形中，如果在平均處理 中靠近主像素的像素?cái)?shù)小于圖SB的情形，即如果平均處理的范圍數(shù)M和N較小，則通過平均處理獲得的亮度就較低。簡言之，明亮區(qū)域中的像素?cái)?shù)和/或平均處理中的像素范圍提供了不同的平均效果。在圖8A、8B和9的例子中，在平均處理中對于主像素和臨近像素，加權(quán)系數(shù)固定為“I”。下文中將參照圖1OA到IOC描述其中加權(quán)系數(shù)服從高斯分布的不同情形，其顯示了屏幕上亮度的不同情形。圖1OA顯示了在平均處理之前具有100的亮度的原始明亮區(qū)域的一個(gè)例子，該明亮區(qū)域在一側(cè)距位于原點(diǎn)匕的像素為P寬度。圖1OB顯示了在通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)對圖1OA的亮度進(jìn)行加權(quán)平均處理之后屏幕上的亮度，圖1OC顯示了通過對亮度進(jìn)行變化而從圖1OA修改得到的亮度，同時(shí)沒有降低原始亮度。圖1OB中所示的亮度低于圖1OA的原始亮度，并且還低于圖1OC所示的亮度。這表明在平均處理之后，服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)可以降低原始亮度，這是不希望的。圖11顯示了分別沿圖10AU0B和IOC中所示的線A-B、A’ -B，和A”_B”的亮度分布?？v坐標(biāo)表示標(biāo)準(zhǔn)化的灰度級(jí)，橫坐標(biāo)表示像素相對于原點(diǎn)P。的像素的距離。顯示圖1OA的亮度分布的曲線(i)在原點(diǎn)P。以及到離P。為土P的像素具有100的亮度，在離P。為土P的像素之外的亮度為零。顯示通過使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)獲得的圖1OB的亮度分布的曲線(ii)在曲線(i)的100和0之間的邊界附近具有小于100的亮度，因而與曲線
(i)相比具有較低的亮度。這是因?yàn)?，在圖1OB的情形中，與平均處理之前的原始亮度相比，較小的明亮區(qū)域和/或用于平均處理的較大范圍的像素提供了較低的亮度。如果平均處理的范圍為零，即僅使用中心像素進(jìn)行平均處理，則在平均處理之后亮度不會(huì)變化。一般地，如果平均處理使用大范圍的靠近主像素的臨近像素，則可獲得較高的平均效果。然而，具有100亮度的中心像素在平均處理之后減小了原始亮度。簡言之，使用服從加權(quán)系數(shù)分布的加權(quán)系數(shù)的平均處理不可避免地使具有高亮度的像素喪失其原始亮度。因而，盡管平均處理本身減輕了主要視差，但用于限制在疊置的多個(gè)IXD面板之間的視差的平均處理降低了較窄亮度區(qū)域中的像素亮度。鑒于上述這一點(diǎn)，在本實(shí)施例中使用不同的平均處理來獲得圖1OC的亮度分布。圖1OC中所示的亮度提供了由圖11中所示的曲線(iii)表示的平均亮度分布，其在± 范圍中保持曲線(i)的亮度100，并在100的亮度和零亮度之間的邊界附近，在± 范圍之外具有亮度變化。圖11中所示的曲線(iv)顯示了平均亮度分布的另一個(gè)例子，其類似于曲線(iii)的平均亮度分布。曲線(iii)和(iv)的這些亮度分布是這樣的，即在原始亮度分布中提供了亮度變化，而沒有降低原始亮度。在第一個(gè)實(shí)施例中，輸出使用服從高斯分布的加權(quán)系數(shù)的平均處理的結(jié)果，用于第一 LCD面板。在本實(shí)施例中，對像素的亮度(灰度級(jí))直方圖進(jìn)行直方圖裁減處理和直方圖放大處理。更具體地說，在通過平均處理獲得的像素灰度級(jí)直方圖的閾值處進(jìn)行裁減處理，從而移除在閾值之上的灰度直方圖的高亮度部分，然后在高達(dá)全透射的灰度級(jí)的灰度級(jí)的方向上作為整體放大或延伸整個(gè)裁減的直方圖，由此延伸或放大最小灰度級(jí)與閾值之間的灰度直方圖，從而具有在最小灰度級(jí)與全透射的灰度級(jí)之間的范圍?？蓪叶燃?jí)或亮度本身進(jìn)行直方圖的裁減和放大。此外，在裁減處理之前或之后，轉(zhuǎn)變用于定義灰度級(jí)-亮度特性的伽瑪特性，從而進(jìn)一步減小視差。這里假定位于坐標(biāo)(i，j)處的主像素具有f (i，j)的灰度級(jí)，由對主像素的亮度進(jìn)行平均處理而得到的灰度級(jí)為g (i，j)，且平均處理的范圍為在i方向上的土M個(gè)像素以及在j方向上的土N個(gè)像素。在這種情形中，加權(quán)平均灰度級(jí)g (i，j)被表示為
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示LCD單元的驅(qū)動(dòng)電路,該LCD單元包括從所述LCD單元的光發(fā)射側(cè)按順序設(shè)置的第一 L⑶器件,第二 IXD器件和光源,所述第一 IXD器件包括夾在一對第一偏振膜之間的第一 LCD面板,所述第二 LCD器件包括夾在一對第二偏振膜之間的第二 IXD面板，靠近所述第二 IXD面板的一個(gè)所述第一偏振膜和靠近所述第一 IXD面板的一個(gè)所述第二偏振膜具有彼此平行的光軸，或者由共用的偏振膜構(gòu)成，其中所述驅(qū)動(dòng)電路包括單個(gè)輸入端口組，用于接收通過所述單個(gè)輸入端口組的輸入圖像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的圖像處理算法來產(chǎn)生兩組輸出圖像數(shù)據(jù)； 和兩個(gè)輸出端口組，用于通過所述兩個(gè)輸出端口組傳送分別用于驅(qū)動(dòng)所述第一和第二 LCD 器件的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)在單個(gè)IC芯片或多個(gè)IC 芯片上，從而構(gòu)成單個(gè)圖像數(shù)據(jù)控制芯片或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)控制芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括定時(shí)控制器，用于控制輸出到所述第一和第二 IXD面板的所述兩組輸出圖像數(shù)據(jù)之間的定時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單元包括單色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生單色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第二 LCD面板輸出所述單色圖像數(shù)據(jù)，所述單色圖像數(shù)據(jù)對于具有不小于閾值的亮度或色度的第一像素指定全透射，對于具有小于所述閾值的亮度或色度的第二像素指定第一灰度級(jí)，所述第一灰度級(jí)對應(yīng)于在所述輸入圖像數(shù)據(jù)中指定的所述第二像素的原始灰度級(jí)；和彩色圖像產(chǎn)生部，用于根據(jù)所述輸入圖像數(shù)據(jù)和所述單色圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生彩色圖像數(shù)據(jù)，從而向所述第一 LCD器件輸出所述彩色圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示LCD單元的驅(qū)動(dòng)電路。該LCD單元包括從LCD單元的光發(fā)射側(cè)按順序設(shè)置的第一LCD器件，第二LCD器件和光源，第一LCD器件包括夾在一對第一偏振膜之間的第一LCD面板，第二LCD器件包括夾在一對第二偏振膜之間的第二LCD面板，靠近第二LCD面板的一個(gè)第一偏振膜和靠近第一LCD面板的一個(gè)第二偏振膜具有彼此平行的光軸或者由共用的偏振膜構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電路包括單個(gè)輸入端口組，用于接收通過單個(gè)輸入端口組的輸入圖像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)處理單元，用于通過使用不同的圖像處理算法來產(chǎn)生兩組輸出圖像數(shù)據(jù)；兩個(gè)輸出端口組，用于通過兩個(gè)輸出端口組傳送分別用于驅(qū)動(dòng)第一和第二LCD器件的兩組輸出圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK103021364SQ201210544680
公開日2013年4月3日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者池野英德, 八代高士 申請人:Nlt科技股份有限公司