专利名称：校准驱动受到惯性作用的图像再现装置的设备的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种校正用于驱动受到惯性作用的图像再现装置的设备的方法和设备，特别是一种校正用于驱动液晶显示器的设备的方法和设备，其中可将存储的校正变量添加到输入的视频信号中，以补偿惯性的作用，所述校正变量依赖于视频信号中从帧到帧的变化，以及其中可将校正的视频信号输送到图像再现装置。
背景技术：
众所周知，液晶显示器(LCD)的时间响应不是很令人满意。当输入的视频信号在两个连续的帧之间跳变时，它不会导致LCD发出的亮度产生相应的跳变。相反，液晶显示器显示出显著的惯性，这表示发出的亮度仅可以逐渐地达到预置的值。这种转变可以在多个更新周期上引出(drawn out)。在描述运动的图像序列中，这种特性可导致与运动有关的误差，特别地其采用模糊再现边缘的形式。所述与运动有关的误差依赖于当时出现的视频信号的幅度以及以前的视频信号的幅度。此外，液晶显示器的亮度响应依赖于在特定情况下使用的具体技术。
由于图像序列中运动对象的模糊边缘，这种作用还可以表示为下面的运动模糊。在例如可以从US6,304,254B1中导出的已知方法中，存储当时之前的帧。将当前帧和前一帧中单个象素的值输入到表格，并从表格读出一校正变量，所述校正变量可导致在要过激励的视频信号中产生跳变。
在下文中，所有信号跳变所需的校正变量总体上还可以表示为一补偿方案(compensating scheme)。该补偿方案依赖于各种因素，其中包括液晶显示器的温度。从US6,304,254B1中已知当应用所述补偿方案时考虑温度的事实，其中在将环境温度或液体温度时的数值应用于表格中的一个额外的输入。尽管它给出了补偿方案随温度而变化的控制，但是它没有提供完全的校准。
发明内容
利用根据本发明的方法可以通过如下方案实现所述校准产生一测试图案，所述测试图案包含在从帧到帧发生的信号跳变；在视频信号的幅度范围中改变所述信号跳变的符号、大小和位置；至少在由至少一个光电子传感器涉及(covered)的部分将所述测试视频信号显示在图像再现装置上；以及在考虑由至少一个光电子传感器产生的所有信号的同时，从至少一个光电子传感器产生的信号导出校正参数。
根据本发明的方法具有的优点是可以使用从液晶显示器实际输出的变量即其亮度来校准补偿方案。
为了节约存储空间，根据本发明的方法可以如此布置，使得在所有可能的信号跳变中，仅使用选定的数据值来形成测试图案。
通过每当接通图像再现装置时引起要执行的校准可以进一步完善根据本发明的方法。为了在操作期间允许发生变化，还可以规定以预置的时间间隔重复所述校准。
可替换地，根据本发明的方法还可以如此布置，使得在图像再现装置的至少一个点上测量图像再现装置的温度，并在校正时存储该温度，以及如果测量的温度变化超过预置的阀值则执行另一个校正。在这种情况下可以提供一温度传感器，或者可以布置多个温度传感器以获得温度在垂直方向变化的曲线，如果需要，还可以获得温度在水平方向变化的曲线。然后也使用得到的温度曲线来形成补偿方案。
根据本发明的校准方法可以和各种补偿方法一起应用。一种特别有利的组合包括提供要形成的校正变量，提供一包含校正参数的图像再现装置的模型，所述模型具有作为其输出变量的状态变量，作为第一输入变量的视频信号以及来自前一帧作为第二输入变量的状态变量；还提供要导出的校正变量，使用一表格，所述表格具有输入的视频信号和来自前一帧作为其输入变量的状态变量以及作为其输出变量的校正的视频信号。在这种情况下所述模型还可以引入到该表格中。
在这种情况下，状态变量是从一曲线导出的变量的数字表示，该曲线是因信号跳变引起的随时间变化的亮度遵循的曲线。例如该变量可以是在更新周期末端的亮度或者是在更新周期上亮度的平均值。
一种采用了不同的补偿方法的应用包括提供要导出的校正变量，提供一包括校正参数的表格，所述表格具有输入的视频信号和来自前一帧作为其输入变量的视频信号以及作为其输出信号的校正变量。
为了在正在进行的图像再现装置的操作过程中监控由校准设定的补偿，在根据本发明的方法中还可以规定在图像再现装置上显示任何期望类型的视频信号的过程中，将光电子传感器产生的信号与任何期望类型的视频信号比较，以及如果在时间响应方面存在大的偏差就执行校正。
本发明还涉及一种执行根据本发明的方法的设备，其包括在图像再现装置的边缘布置至少一个光电子传感器。
在这种设备的有利实施例中，规定至少一个光电子传感器布置在图像再现装置的图像区域之外，并提供一光学装置将光从图像区域导向到光电子传感器。这在很大程度上消除了部分图像被光电子传感器隐藏的可能性。导向光的装置可以是玻璃纤维或半透明的反射镜。
另一个实施例包括使至少一个光电子传感器可枢转。通过这种方式，传感器可以完全地从视觉场去除，如果需要的话。
最后，在根据本发明的设备中，规定在图像区域边缘处的不同点布置多个光电子传感器。通过这种方式，可以允许液晶显示器的性能存在局部差异。例如，当液晶显示器受到不同的机械应力时就是这样。
参考在下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是显而易见且可以得到说明。
在附图中图1是执行根据本发明的方法的设备的示意性表示，图2示出了已知的用于补偿惯性作用的设备，图3示出了特别有利的校正惯性作用的设备，以及图4至6示出了光电子传感器的各种布置。
具体实施例方式
图1以示意性截面的形式示出了液晶显示器1。通过输入端2、用于补偿惯性作用的装置3和转接开关4可将待显示的视频信号Vi输送到液晶显示器1。所述装置3包含一补偿方案，也可以称为过激励方式(overdrive scheme)，后面将结合图2和3详细地进行说明。一系统控制器5可控制根据本发明的方法的运行，并产生用于测试图案发生器6和补偿方案的数据，所述数据可馈送到装置3。在输入端7处，系统控制器接受属于在2处馈入的视频信号Vi的同步信息。
在液晶显示器1的底边区域布置一光电子传感器8，所述传感器可将在液晶显示器的底边区域产生的光转换成电信号，并将该电信号馈送到系统控制器5。多个温度传感器9至12位于液晶显示器1的后面，所述温度传感器的输出同样与系统控制器连接。
为了校准，系统控制器5可将转接开关4切换到其上部位置。它在整个更新周期都可以保持在该上部位置，使得测试图案在整个图像区域上是可见的，或者仅仅对于部分更新周期来说，使得测试图案仅出现在由光电子传感器所涉及的部分。
以这样一种方式控制测试图案发生器6，使得其可产生信号跳变，可以在幅度范围中改变所述信号跳变的符号、幅度和位置，以及所述信号跳变可以从帧到帧地发生。对于每个信号跳变可以利用传感器8测量由亮度遵循的曲线。优选地这发生在多个帧上，因为液晶显示器的亮度反应也是在多个帧上扩展的。只要测量和存储了所产生的相对信号跳变的亮度连续响应，系统控制器5就可以由此计算出记录在装置3中的补偿方案。
图2示出的补偿设备具有用于输入的视频信号Vi的输入端2，所述信号通过加法器22可与输出端23连接，所述信号从此馈送到液晶显示器作为校正的视频信号Vo。这些视频信号的形式为数字信号，并给每个象素赋予一个值。每次对于一个帧将这些值存储在存储器25中，同时具有用于从帧存储器25读出的前一帧的值A，然后将这些值作为输入变量馈送到查找表(过激励LUT)。对于每一对A、B来说，后者包含校正变量C的值，尽管由于存储空间的原因仅仅存储数据值，以及利用插值法获得其余的值。
从查找表24获得的校正变量C可以选择成使得运动模糊尽可能令人满意地进行补偿，并将其输送到加法器22。正如从图2中所看到的，在获得校正变量的过程中，仅仅允许前一帧远离当前帧。
事实上可以改进运动模糊成具有如图2所示的设备的第一近似(first approximation)，但是这种设备具有多种缺陷。通过这种方式，例如在液晶显示器的放大器的幅度范围的边界上不可能产生过激励。但是如果因此而没有过激励的话，由于仅仅存储了一个帧，所以不可能在这种跳变之后进行随后的校正。利用图3中示出的设备可以避免这些缺陷。
在图3中示出的补偿设备中，视频信号Vo的校正值B+C被馈送到液晶显示器的模型26中。所述模型表示液晶显示器相对此时被馈送给其的视频信号的亮度响应，因此标记为“响应模型”。其输出变量S存储在帧存储器25中。除了B+C以外，前一帧的变量S’可从帧存储器25读出，用作模型26的输入变量。这样所得到是一种递归结构，从而在导出校正变量C的过程中考虑了多个以前的帧。与上面结合图2描述的变量A一样，变量S’和值B一起被馈送到查找表。
在图4示出的实施例中，如此布置一光电子传感器32，使得其不会妨碍图像再现装置1的图像区域31的显示。提供一薄的光导33，其可将在图像区域31的子区域中产生的光输送到光电子传感器32。
图5示出了一个具有可枢转的光电子传感器34的实施例，例如当手动地启动校正操作时，所述光电子传感器可以在图像区域底部的前面枢转。
在图6示出的实施例中，提供了四个光电子传感器35、36、37、38，其可接受从顶部和底部的图像区域31的边缘发出的光。通过这种方式，可以对在不同边缘有差异的液晶显示器的特性执行校正动作。
权利要求
1.一种校准用于驱动受到惯性作用的图像再现装置和特别是液晶显示器的设备的方法，其中将存储的校正变量添加到输入的视频信号中，以补偿惯性的作用，校正变量依赖于视频信号中从帧到帧的变化，以及其中将校正的视频信号输送到图像再现装置，其特征在于产生一测试图案，所述测试图案包含在从帧到帧发生的信号跳变，在视频信号的幅度范围中改变所述信号跳变的符号、大小和位置，至少在由至少一个光电子传感器所涉及的部分将所述测试视频信号显示在图像再现装置上，以及在考虑由至少一个光电子传感器产生的所有信号的同时，从至少一个光电子传感器产生的信号中导出校正参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所有可能的信号跳变中，仅使用选定的信号跳变作为形成测试图案的数据值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于每当接通图像再现装置时执行所述校准。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的方法，其特征在于以预置的时间间隔重复所述校准。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于在图像再现装置的至少一个点上测量图像再现装置的温度和在校准时存储图像再现装置的温度，以及如果测量的温度变化超过预置的阀值则执行另一个校准。
6.如前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于提供要形成的校正变量，提供一包含校正参数的图像再现装置的模型，所述模型具有作为输出变量的状态变量，作为第一输入变量的视频信号以及来自前一帧作为第二输入变量的状态变量，以及还提供要导出的校正变量，使用一表格，所述表格具有输入的视频信号和来自前一帧作为输入变量的状态变量以及作为输出变量的校正的视频信号。
7.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于提供要形成的校正变量，提供一包含校正参数的表格，所述表格具有输入的视频信号和前一帧的作为输入变量的视频信号以及作为输出信号的校正变量。
8.如前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于在图像再现装置上显示任何期望类型的视频信号的过程中，将光电子传感器产生的信号与任何期望类型的视频信号比较，以及如果在时间响应方面存在大的偏差就执行校准。
9.一种用于校准的设备，用于校准驱动受到惯性作用的图像再现装置以及特别是液晶显示器的设备，其中将存储的校正变量添加到输入的视频信号中，以补偿惯性的作用，所述校正变量依赖于视频信号中从帧到帧的变化，其中将校正的视频信号输送到图像再现装置，以及其中至少一个光电子传感器检测测试图案的至少一部分，所述测试图案的至少一部分显示在图像再现装置的至少部分图像区域上，其特征在于在图像再现装置(1)的边缘上布置至少一个光电子传感器(8)。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于所述至少一个光电子传感器布置在图像再现装置的图像区域之外，并提供一光学装置将光从图像区域导向到光电子传感器。
11.如权利要求9所述的设备，其特征在于所述至少一个光电子传感器是可枢转的。
12.如权利要求9至11中任何一项所述的设备，其特征在于在图像区域的边缘的不同点处布置多个光电子传感器。
全文摘要
在校正用于驱动受到惯性作用的图像再现装置以及特别是液晶显示器的设备的方法和设备中，其中可将存储的校正变量添加到输入的视频信号中，以补偿惯性的作用，所述校正变量依赖于视频信号中从帧到帧的变化，以及其中可将校正的视频信号输送到图像再现装置，规定一包含信号跳变的测试图案，产生在从帧到帧中发生的所述信号跳变，在视频信号的幅度范围中改变所述信号跳变的符号、大小和位置，至少在由至少一个光电子传感器所涉及的部分将所述测试视频信号显示在图像再现装置上，以及在考虑由至少一个光电子传感器产生的所有信号的同时，从至少一个光电子传感器产生的信号导出校正参数。
文档编号G09G3/36GK1839424SQ200480023982
公开日2006年9月27日 申请日期2004年8月16日 优先权日2003年8月22日
发明者T·佐尔夫, M·韦布勒希特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司