(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置における隣接画素の相互依存性を低減する回路であって：
入力信号を１つの高輝度レベル信号及び１つの低輝度レベル信号を有する２つの信号に分割するデコンポーザ；
前記隣接画素の相互依存性を低減するように、前記低輝度レベル信号における上昇過渡部分及び下降過渡部分を別個にローパスフィルタリングするローパスフィルタ配置；
前記高輝度レベル信号についての遅延整合回路；並びに
低減されたスパークルアーティファクトを有する出力を与えるように、前記遅延された高輝度レベル信号及び前記フィルタリングされた低輝度レベル信号を結合する手段；
を有する回路。
【請求項２】
前記ローパスフィルタ配置は、少なくとも２つのローパスフィルタの１つのローパスフィルタが関連遅延回路に接続されている、最大値選択回路に接続された少なくとも２つのローパスフィルタを有し、少なくとも２つのローパスフィルタ及び少なくとも１つの関連遅延回路は、第１ローパスフィルタ回路と、入力側に接続された関連遅延回路を有する第２ローパスフィルタ回路と、入力側に接続された他の関連遅延回路を有する第３ローパスフィルタ回路とを有し、最大値選択回路は前記第１ローパスフィルタ回路、前記第２ローパスフィルタ回路または第３ローパスフィルタ回路の最大値を選択する、請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記第２ローパスフィルタ回路は線形位相応答と対称関係にある、請求項２記載の回路。
【請求項４】
液晶表示装置はＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）表示装置である、請求項１記載の回路。
【請求項５】
前記第３ローパスフィルタ回路は、４サンプリング周期の遅延より後に処理される係数８／１６、４／１６、２／１６、１／１６及び１／１６を有する非対称の５タップフィルタを有する、請求項２記載の回路。
【請求項６】
前記第１ローパスフィルタ回路は、係数１／１６、１／１６、２／１６、４／１６及び８／１６を有する非対称の５タップフィルタを有する、請求項２記載の回路。
【請求項７】
前記第２ローパスフィルタ回路は、３サンプリング周期の遅延より後に処理される係数３／１６、１０／１６及び３／１６を有する対称の３タップフィルタを有する、請求項２記載の回路。
【請求項８】
液晶表示装置において隣接画素の相互依存性を低減する方法であって：
デコンポーザによって、入力信号が１つの高輝度レベル信号及び１つの低輝度レベル信号を有する２つの信号に分割される工程；
ローパスフィルタによって、前記隣接画素の相互依存性を低減するように、前記低輝度レベル信号における上昇過渡部分及び下降過渡部分が別個にローパスフィルタリングされる工程；
遅延整合回路によって、前記高輝度レベル信号がフィルタリングされた前記低輝度信号と遅延整合化される工程；並びに
結合手段によって、低減されたスパークルアーティファクトを有する出力信号を与えるように、遅延整合された前記高輝度レベル信号及びフィルタリングされた前記低輝度レベル信号が結合される工程；
を有する方法。
【請求項９】
前記ローパスフィルタリングされる工程は：
第１フィルタリング値を生成するように、第１フィルタリング率に従って前記低輝度レベル信号がローパスフィルタリングされる工程、
第２フィルタリング値を生成するように、第２フィルタリング率に従って前記低輝度信号が遅延整合し、ローパスフィルタリングする工程、及び前記結合工程で用いるフィルタリング出力として前記第１及び第２フィルタリング値の最大値を選択する工程、より構成される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ローパスフィルタリングされる工程は：
第１フィルタリング値を生成するように、第１フィルタリング率に従って前記低輝度信号をローパスフィルタリングする工程；
第２フィルタリング値を生成するように、第２フィルタリング率に従って前記低輝度信号を遅延整合して、ローパスフィルタリングする工程；
第３フィルタリング値を生成するように、第３フィルタリング率に従って前記低輝度信号を遅延整合しローパスフィルタリングする工程；及び
前記第１、第２及び第３フィルタリング値の最大値を前記結合される工程で用いるフィルタリング出力として選択する工程；
を有する、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記ローパスフィルタリングされる工程は、前記低輝度信号におけるパルスの立ち上がり端部及び立ち下がり端部の形を変える工程を有する、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）を利用するビデオシステムの分野に関わり、特に、通常白色であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）画像装置を利用するビデオシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）はシリコンウェーハ上に形成された１つの大型液晶と考えられる。シリコンウェーハは微小電極のインクリメンタルアレイ(incremental array)に分割される。液晶の微小インクリメンタル領域は、各微小電極及び共通電極により生じる電界により影響を受ける。そのような各々の微小電極及びそれに対応する液晶領域を合わせて、画像装置のセルと呼ばれる。各々のセルは独立して制御可能な画素に対応する。各々の微小電極はまた、セルの光を後方に反射するための鏡でもある。共通電極は液晶の反対側に配置される。
【０００３】
駆動電圧は、ＬＣＯＳアレイの各々の側の電極に供給される。本発明の配置が関連する好適なＬＣＯＳシステムにおいては、共通電極の電位は常に８ボルトである。微小電極アレイにおける他の電極のそれぞれは、２つの電圧範囲で動作される。ポジティブ画像のためには、電圧は０〜８ボルトの範囲で変化する。ネガティブ画像のためには、電圧は８〜16ボルトの範囲で変化する。
【発明が解決しようとする課題】
画像装置に供給される光、即ち画像装置の各々のセルに供給される光は、電界により偏向される。入射光は、光が透過する共通電極に入射する。各々の液晶セルは、共通電極によりセルに印加される電界のＲＭＳ(Root Mean Square)値（二乗平均平方根値）に対応して、入力光の偏向を回転させる。一般に、セルは印加される電界の極性（陽または陰）に対応しない。むしろ、各画素のセルの輝度は、一般に、セルに入射する光の偏向の回転のみの関数として表される。更に、各々のセルについての偏光回転は電界の非線形関数として表される。セルについての偏向回転は、セルの電極からの反射の前後において液晶を通過する光として現れる。それは制御可能な偏光回転である。画像装置から出る光は略同じ強度を維持するが、偏向性は異なっている。これは、結局、要求される強度に依存する。光吸収した画像装置は温度が高くなり過ぎることがあり、注意すべきである。画像装置は何らかのスプリアス（spurious）吸収量により温度が高くなるであろう。
【０００４】
隣接画素が異なる輝度を生じる場合、隣接画素に対応する２つのセルの電極電位は異なっているに違いない。隣接するセルの電極電位が等しくないとき、両者間の電界はフリンジ電界（fringing field）となっている。フリンジ電界には、要求される電界に対して垂直方向の何らかの成分がある。これらの垂直成分は、隣接するミラー間の空間では問題にならない。しかし、ミラー上方の垂直電界成分は、偏向回転を歪めるように影響を及ぼすであろう。この歪みは実質的に輝度の局所的増加をもたらす。これは、画素を暗く表示するときに特有の問題であるが、画素を明るく表示するときは、画素間の電圧は大きく異ならないためにフリンジ電界はそれ程大きくならないので、通常は重要な問題にはならない。また、暗い画素の輝度を更に高くすることに対しては大いに注意が必要である。コントラスト比もまた、高品質の表示装置を製造する上で非常に重要である。十分な黒レベルを達成することは非常に重要である。通常、白色である表示装置において、わずかに暗い画像を生じさせるためには、それに比例するより大きな駆動電圧を必要とする。両画素の輝度が低く等しくないときでさえ、しばしば、隣接する画素間には大きな電圧差が必要とされる。これによりフリンジ電界が生じ、スパークルと呼ばれる眼にみえる現象が発生する。フリンジ電界の回転の影響により、この現象はまた表示装置の偏差エラーと呼ばれる。スパークル現象は赤、青及び／または緑の色を呈し得るが、緑が通常は最も現れ易い色である。
【０００５】
多くの画像装置のために用いられる特有の製造工程により、水平方向に隣接する画素はフリンジ電界の影響をより受け易い。したがって、上記のスパークルの問題を克服するために、何らかの対策が必要となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の特徴に従って、液晶表示装置における隣接画素の相互依存性を低減するための回路であって：入力信号を少なくとも高輝度信号（Ｈ）及び低輝度信号（Ｌ）を有する複数の信号に分割するためのデコンポーザ（１２）；隣接画素の相互依存性を低減するために、前記低輝度信号における上昇過渡部分及び下降過渡部分を独立してローパスフィルタリングするための分割ローパスフィルタ配置（２５）：高輝度信号のための遅延整合回路（１４）；及びスパークル現象低減済み出力を提供するために、遅延された高輝度信号及びフィルタリングされた低輝度信号を結合する手段（２４）；より構成される回路を提供する。
【０００７】
本発明の第二の特徴に従って、液晶表示装置における隣接画素の相互依存性を低減するための方法であって：入力信号を少なくとも高輝度信号及び低輝度信号に分割する工程（６０２）；隣接画素の相互依存性を低減するために、前記低輝度信号における上昇過渡部分及び下降過渡部分を独立してローパスフィルタリングする工程（６０４）；高輝度信号を前記フィルタリングされた低輝度信号を遅延整合化する工程（６０６）；及びスパークル現象低減済み出力信号を提供するために、遅延整合された高輝度信号とフィルタリングされた低輝度信号とを結合する工程；より構成される方法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
隣接画素が暗く、明るくないとき、隣接画素間の輝度差を低減することにより、上記のスパークルの問題を解決することができる。デコンポーザ１２と呼ばれる装置は、図１に示すように、入力時に、液晶表示装置で隣接画素の相互依存性を低減させるために用いられる回路１０上において、入力信号を少なくとも２つの信号に分割する。スパークルまたは偏差エラーはまた、隣接画素の相互依存性として知られる広義の現象中のサブセットと考えることができる。本発明はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）表示装置のために特に有用であるが、必ずしもこの装置に限定されるものではない、ことは特記すべきことである。デコンポーザ１２は、好適には１つの色成分（赤、緑または青）の所定輝度をもたらす８ビットビデオ信号の入力信号について、振幅弁別器としての役割を果たす。
【０００９】
入力信号は、分解または分割された信号が再び互いに加算または結合されるとき、元の信号を得ることができるような方式で分解される。本発明の実施形態に従った方法は更に、分割ローパスフィルタ配置を用いる低輝度部分（Ｌ）を処理し、高輝度部分（Ｈ）を遅延整合させる。好適には、３つの異なるローパスフィルタを有する分割ローパスフィルタ配列を用いて、低輝度部分を処理する。１つのローパスフィルタ（図１の符号１９参照）は、その立下り時間を長くするために動作中の暗い信号または過渡現象に基づいて動作する。他のローパスフィルタ（図１の符号２０参照）は、動作中の明るい遅延信号または過渡現象より前に動作して過渡現象を未然に防ぎ、より明るく動作する信号をより早く動作開始させる。第三のローパスフィルタは狭い正のパルスの振幅を正確に制御するために動作する。続いて、処理された低輝度及び高輝度信号は再結合され、画像装置に送られる。したがって、この改善方法は各々の色（赤、緑及び青）に対して１つのデコンポーザに依存する。デコンポーザは入力信号を二つ以上の成分信号に分割可能であることは、本発明の主旨の範囲内で理解されるべきである。
【００１０】
デコンポーザは少なくとも２つの入力、即ち閾入力（Ｔ）及び輝度入力信号を有するべきである。閾信号は、輝度信号を高輝度信号と低輝度信号への分割において用いられる。
【００１１】
再度図１を参照するに、回路１０は、入力信号を少なくとも高輝度信号（Ｈ）と少なくとも低輝度信号（Ｌ）とを有する複数の信号に分割するためのデコンポーザ１２より構成される。回路１０における分割ローパスフィルタ２５は、好適には、立下り時間を長くするために動作中の暗い信号または過渡現象に基づいて動作される遅延回路１８より後に処理されるローパスフィルタ１９により構成され、そして過渡現象を未然に防ぎ、動作中の明るい信号をより早く動作開始させるために動作中の明るい信号または過渡現象より早く動作する他のローパスフィルタ２０により構成される。分割ローパスフィルタ配置２５はまた更に、他のローパスフィルタ１７及び他の遅延回路１６により構成され、ここで、ローパスフィルタ１７は通常は線形位相反応と左右対称になるように選択される。最後に、分割ローパスフィルタ配置２５は、各々のビデオサンプルについての３つのフィルタ（２０、１７または１９）出力における最大値を選択することにより、処理された低輝度信号を選択または形成する最大値選択回路２２により構成される。高輝度信号（Ｈ）は、遅延整合回路１４を用いて、単に遅延整合され（処理された高輝度信号を提供するために）、コンバイナまたは加算器回路２４を用いて、処理された低輝度信号により加減される。回路１０内の分割ローパスフィルタ２５は、好適には、立下り時間を長くするために動作中の暗い信号または過渡現象に基づいて動作する遅延回路１８より前に処理されるローパスフィルタ１９により構成され、動作中の明るい信号または過渡現象の前に動作され、過渡現象を未然に防ぎ、より明るく動作する信号をより早く動作開始させる他のローパスフィルタ２０により構成される。分割ローパスフィルタ配置２５はまた更に、他のローパスフィルタ１７及び他の遅延回路１６により構成され、ここで、ローパスフィルタ１７は通常は線形位相反応と左右対称になるように選択される。最後に、分割ローパスフィルタ配置２５は、各々のビデオサンプルに対する３つのフィルタ（２０、１７または１９）出力における最大値を選択することにより、処理された低輝度信号を選択または形成する最大値選択回路２２により構成される。
【００１２】
図２を参照するに、ローパスフィルタ１９及び遅延回路１８が非常に詳細に示されている。図２は、遅延回路１８を用いた４サンプリング周期の遅延より後にすべてが処理される、非上昇係数８／１６、４／１６、２／１６、１／１６及び１／１６を有する非対称の５タップフィルタを示している。非上昇係数は、パルスの前縁上の非下降反応を得るのに有用である。図２（図３及び４に示されるものと同様）に示されるサンプリング遅延器（１８、３２、３４、３６及び３７）はすべてＺの変形表示を用いており、ここで、例えば、Ｚ−４は４クロックラッチ遅延を表し、Ｚ−１は１クロックラッチ遅延を表す。ローパスフィルタは、更に好適には、各々のタップの係数を適切に重み付けするために、倍率回路３１、３３及び３５により構成される。ローパスフィルタ１９は、更に、各タップからの信号を結合するためのコンバイナ３８、及びローパスフィルタ１９から得られる出力を規格化するための分周器３９とから構成される。
【００１３】
図３を参照するに、ローパスフィルタ２０が非常に詳細に示されている。図３は、非下降係数１ ／１６、１／１６、２／１６、４／１６及び８／１６を有する非対称の５タップフィルタを示す。非下降係数は、パルスの後縁上から非上昇応答を得るのに有用である。ローパスフィルタ２０はまた、各タップの係数を適切に重み付けするための倍率回路５２、５０及び４９と共に、サンプリング遅延器４２、４４、４６より構成される。ローパスフィルタ２０は、更に、各タップからの信号を結合するためのコンバイナ５４、及びローパスフィルタ２０から得られる出力を規格化するための分周器５６から構成される。
【００１４】
図４を参照するに、ローパスフィルタ１７及び遅延回路１６が非常に詳細に示されている。図４は、遅延回路１６を用いた３サンプリング周期の遅延より後にすべてが処理される、係数３  ／１６、１０／１６及び３／１６を有する対称的な３タップフィルタを示す。ローパスフィルタ１７はまた、各タップの係数を適切に重み付けするための倍率回路６８、７０及び７２と共に、サンプリング遅延器６４、６６より構成される。ローパスフィルタ１７は、更に、各タップからの信号を結合するためのコンバイナ７４、及びローパスフィルタ１７から得られる出力を規格化するための分周器７６から構成される。
【００１５】
図５を参照するに、本発明の実施形態にしたがったシステム操作の一例がグラフ形式で示されている。この例のための閾値は１６にセットされる。パルスはすべて振幅が３０であり、それらの幅は１サンプリングから４サンプリングまでの間で変化している。
【００１６】
図６を参照するに、液晶表示装置におけるスパークルを低減するための方法６００のフローチャートが示されている。方法６００は、好適には、入力信号を少なくとも高輝度信号と低輝度信号とに分割する工程６０２、処理された低輝度信号を提供するために、低輝度信号において上昇過渡部分及び下降過渡部分を独立してローパスフィルタでフィルタリングすることにより、低輝度信号を処理する工程６０４、及び、フィルタリングされた低輝度信号に遅延を伴って高輝度信号を遅延整合する工程６０６より構成される。ここで、上昇過渡部分は前もって処理され、下降過渡部分は遅延される。この処理はまた、スパークルまたは偏差エラーを要望通りに低減するための、正のパルスのパルス幅拡張化（または、負のパルスのパルス幅狭小化）と考えられる。これはまた、低輝度信号における立ち上がり及び立ち下がり形状を変化させることとして考えられる。方法６００は、更に、スパークル現象が低減された出力信号を提供するために、遅延整合された高輝度信号とフィルタリングされた低輝度信号とを結合する工程６０８より構成されることが可能である。低輝度信号が二つの信号に分割される場合、ローパスフィルタリング工程６０４は、第１フィルタリング値を生成するための第１フィルタリング率に従った低輝度信号のローパスフィルタリング、第２フィルタリング値を生成するための第２フィルタリング率に従った低輝度信号の遅延整合化とローパスフィルタリング、及び、結合された工程を用いて、フィルタリング出力として第１または第２フィルタリング値のうち最大値を選択する工程、から構成される。
【００１７】
それに代えて、低輝度信号が３つの信号に分割する場合は、ローパスフィルタリング工程６０４は、第１フィルタリング値を生成するための第１フィルタリング率に従った低輝度信号のローパスフィルタリング、第２フィルタリング値を生成するための第２フィルタリング率に従った低輝度信号の遅延整合化とローパスフィルタリング、及び、フィルタリング出力として、結合された工程を用いて、第１、第２または第３フィルタリング値のうち最大値を選択する工程より構成される。
【００１８】
本発明に関して実施形態を示しながら詳述したが、上記実施形態は例示であって、請求項に記載される本発明の主旨を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従った、デコンポーザ、関連する遅延回路を備える分割ローパスフィルタ配置及び遅延整合回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に従った、分割ローパスフィルタ配置における遅延回路及びローパスフィルタの更に詳細なブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に従った、分割ローパスフィルタ配置におけるローパスフィルタの更に詳細なブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に従った、分割ローパスフィルタ配置における遅延回路及びローパスフィルタの更に詳細な他のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に従ったシステムの操作を表すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に従った方法を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１０      回路
１２    デコンポーザ
１４    遅延整合回路
１６    遅延回路
１７    ローパスフィルタ回路
１８    サンプリング遅延素子
１９    ローパスフィルタ回路
２０    ローパスフィルタ回路
２２    最大値選択回路
２５    分離ローパスフィルタ配置
３１    倍率回路
３２    サンプリング遅延器
３３    倍率回路
３４    サンプリング遅延器
３５    倍率回路
３６    サンプリング遅延器
３７    サンプリング遅延器
３８    コンバイナ
３９    分周器
４２    サンプリング遅延器
４４    サンプリング遅延器
４６    サンプリング遅延器
４９    倍率回路
５０    倍率回路
５２    倍率回路
５４    コンバイナ
６４    サンプリング遅延器
６６    サンプリング遅延器
６８    倍率回路
７０    倍率回路
７２    倍率回路
７４    コンバイナ
６００  方法
６０２  入力信号を少なくとも高輝度信号と低輝度信号とに分割する工程
６０４  低輝度信号を処理する工程
６０６  高輝度信号をフィルタリングされた低輝度信号と遅延整合化する工程
６０８  遅延整合された高輝度信号とフィルタリングされた低輝度信号とを結合する工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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