Метод формирования цветного изображения с последовательной цветовой модуляцией.

Ме­тод формирования цветного изобра­жения с последовательной цве­товой модуляцией.

Существует ме­тод формировали цветного изобра­жения, в котором цветные фильтры вообще не используются. Вместо них пооче­редно включаются три источника си­него, красного и зеленого цвета и про­водится пространственная модуляция яркости каждой из цветовых фаз. Лучше всего на роль коммутируемых быстродействующих источников светового излучения подходят светодиоды. Но­вый метод FSC (Field Sequential Color) позволяет значительно (на 500%) улуч­шить экономичность подсветки и улучшить качество изображения за счет увеличения апертуры. Число пикселов (точек) в матрице этого типа в три раза меньше по сравнению с тра­диционной матрицей на основе цвет­ных фильтров.

На рис. 1 показана временная последовательность операций последовательной цве­товой модуляции. Формирование цветного изображения осуществляется следующим образом.

 Рис. 1.

Для каждого из цветов производится последовательная загрузка ЖК-матрицы из дисплейного ОЗУ. При загрузке (адреса­ции) матрицы источники подсвети выключены. После завершения заг­рузки данных, определяющих яркость точек матрицы (одного из цветов RGB), перед включением од­ного из источников основного цвета выдерживается пауза для того, чтобы завершился переходной процесс в ЖК-ячейках пространственного матричного модулятора (жидкие кристаллы реагируют на управляющее напряжение с некоторой инерцией). Если эту паузу не выдерживать и сразу включать источник подсветки, то получим искажение яркости передачи, поскольку время реакции и релаксации ЖК-ячеек матрицы различно. Процесс ре­лаксации, имеет достаточно большую длительность и зависит от ряда переменных факторов. По­этому продолжительность паузы должна быть больше времени релак­сации. После паузы подсветка вклю­чается подачей питания на массив светодиодов определенного цвета. Длительность цветовой вспышки не­велика (1,22 мс), поэтому пиковая яркость светодиодов должна быть в несколько раз выше, чем у постоянно включенного источника традицион­ной подсветки. Яркость современных (сверхъярких) светодиодов близка к яркости белой люминесцентной лампы, работающей на переменном токе. На рис. 2 по­казаны временные соотношения для фаз последовательной цветовой моду­ляции.

Рис. 2.

Структура управления ЖК-дисплеем с последо­вательной цветовой модуляцией имеет серьезный недостаток – фликкер (глаз за­мечает мерцание яркости, возникающее в процессе развертки и импульсной подсветки). Фликкер можно уменьшить, повышая частоту субкадровой развертки, однако для этого необходимо обеспечивать и большее быстродействие ЖК-ячеек. Решение этой проблемы существенно усложняет и удорожает стоимость дисплея. И все это из-за того, что фазы протекают последовательно во времени, а самая важная для нашего зрения фаза, в течение которой и производится полезная модуляция по цвету и яркости, занимает слишком малую долю времени.

Поэтому решили увеличить полезное время модуляции за счет совмещения прохождения фаз по времени. Для этого экран разбили на секторы (сектор – это несколько строк) и сделали источник подсвета по секторам экрана с возмож­ностью раздельного включения и выключения секторов-линеек. Теперь можно, не дожидаясь, пока закончит­ся полная загрузка кадра, произво­дить посекторное включение той части экрана, для которой процесс релаксации ЖК-ячеек уже завершился. Таким образом создается «волна» подс­вета, бегущая следом за загрузкой (разверткой) данных изображения по кадру (на рис. 3 показана структура этого варианта динамической светодиодной подсветки LCD-дисплея).

Рис. 3.

Так как время релаксации, загрузки данных, скорость развертки, а также порядок выбора цветов известны, то процесс синхронизация включения цвет­ных секций вдоль направления развертки не представляет проблемы (на рис. 4 показаны фазы конвейерной системы развертки с секторной подсветкой).

Конвейерный ме­тод управления подсветкой дает воз­можность в течение одного кадра последовательно включать источники подсвета всех трех цветов для разных блоков строк, а это дает еще одну воз­можность уменьшения паразитного фликкера, на этот раз связанного с модуляцией но одному цвету в тече­ние одного кадра (поэтому можно обеспечить более однородную по времени под­светку и уменьшить дрожжание яркос­ти и цвета).

Рис. 4.