寬色域顯示器的制造方法
【專利摘要】本公開涉及寬色域顯示器。一種顯示器具有由包括光源陣列的照明器照明的調(diào)制器。所述陣列包括多種顏色的光源。不同顏色的光源可被獨立地控制。在每種顏色內(nèi)，對調(diào)制器上的不同區(qū)域照明的光源可被獨立控制。這種顯示器可以提供高的動態(tài)范圍和寬的色域。
【專利說明】寬色域顯示器
[0001]本申請是申請日為2004年12月24、題為“寬色域顯示器”的發(fā)明專利申請200480044866.7的分案申請。
[0002]對于相關(guān)申請的相互參考
[0003]本申請披露的主題和2004年12月23日提交的美國申請N0.60/638122、名稱為“FIELD SEQUENTIAL DISPLAY OF COLOR IMAGES”的專利申請的主題有關(guān)，該專利申請通過參考被包括在本說明中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及彩色顯示器。本發(fā)明可應(yīng)用于計算機顯示器、電視監(jiān)視器等。
【背景技術(shù)】
[0005]—般的液晶顯示器(IXD)具有背光和在背光前方的由可變透射率的像素構(gòu)成的屏幕。背光對IXD的后面進(jìn)行均勻地照明。通過減少像素的透射率可以使像素成為暗的像素。通過增加像素的透射率使得來自背光的光可以通過，可以使像素成為看起來亮的像素。通過對像素施加合適的驅(qū)動信號，從而產(chǎn)生由亮的和暗的區(qū)域構(gòu)成的所希望的圖案，可以在IXD上顯示圖像。
[0006]在一般的彩色I(xiàn)XD中，每個像素由可被單獨控制的紅、綠、藍(lán)元件構(gòu)成。每個元件包括使對應(yīng)顏色的光通過的濾光器。例如，紅色元件包括紅濾光器。當(dāng)像素中只有紅元件被設(shè)置為透光時，則光通過紅濾光器，因而該像素呈現(xiàn)紅色。通過應(yīng)用引起紅、綠、藍(lán)元件的不同的透射率的組合的信號，可以使像素具有其它的顏色。
[0007]背光LCD—般使用熒光燈。名稱為 HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES 的 PCT公開N0.W003077013A3的專利文件中披露了一種使用LED作為背光的高動態(tài)范圍的顯示器。
[0008]需要高效率的顯示器。尤其需要能夠以寬的色域表示顏色的顯示器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一些顯示器。在按照本發(fā)明的一個示例實施例的顯示器中，來自照明器的光被投射到調(diào)制器的有效區(qū)域上。所述照明器包括可被獨立控制的光發(fā)射器的陣列。所述光發(fā)射器可被控制，用于在所述調(diào)制器的有效區(qū)域上投射亮度圖案。所述調(diào)制器可被控制，以便在觀看位置顯示所希望的圖像。
[0010]本發(fā)明還提供一些用于顯示彩色圖像的方法。
[0011]本發(fā)明的一個方面提供一種顯示器，其包括包含有光源的陣列的照明器。所述光源包括多種顏色的光源。布置調(diào)制器以使得其由所述照明器照明。所述調(diào)制器包括多個像素，每個像素具有多個元件。照明器驅(qū)動器電路獨立地控制照明器的多個區(qū)域的每個區(qū)域中的光源的強度，并在每個區(qū)域內(nèi)獨立地控制多種顏色的每種顏色的強度。在照明器的多個區(qū)域的每個區(qū)域中的光源利用具有由所述照明器驅(qū)動器電路控制的顏色和強度的光對照明器的相應(yīng)區(qū)域照明。調(diào)制器驅(qū)動器電路被連接成使得利用像素元件控制來自照明器的光的調(diào)制。
[0012]在本發(fā)明的一些實施例中，調(diào)制器包括液晶顯示板，光源包括發(fā)光二極管。
[0013]在本發(fā)明的一些實施例中，不同顏色的光源具有不同的最大光輸出。在這些實施例中，具有較大光輸出的顏色的光源可以比具有較低的最大光輸出的顏色的光源被更寬地分開。
[0014]本發(fā)明的另一個方面提供一種用于在觀看區(qū)域顯示圖像的設(shè)備。所述設(shè)備包括包含有多組可獨立控制的光源的陣列。每組光源發(fā)射多種顏色中對應(yīng)的一種顏色的光。所述設(shè)備包括具有包含有多個像素的有效區(qū)域的調(diào)制器。所述有效區(qū)域由所述陣列照明。每個像素可被控制，以改變被通過而到達(dá)觀看區(qū)域的入射到有效區(qū)域的光的比例。所述設(shè)備還包括控制電路，其被配置用于按照控制信號驅(qū)動光源的每一組，從而在調(diào)制器的有效區(qū)域上投射亮度圖案。在有效區(qū)域上關(guān)于每一組的亮度圖案在強度方面具有改變。這種改變由所述控制電路控制。
[0015]本發(fā)明的另一個方面提供一種用于在觀看區(qū)域顯示圖像的方法。所述方法包括:提供包括多組可被獨立控制的光源的陣列，每組的光源發(fā)射多種顏色中的對應(yīng)的一種顏色的光；響應(yīng)控制信號驅(qū)動所述陣列，使得每組在包括多個像素的調(diào)制器的有效區(qū)域上投射亮度圖案，所述亮度圖案隨著由控制信號確定的有效區(qū)域上的位置而具有強度的改變；以及，控制調(diào)制器的像素，使得選擇性地允許光從有效區(qū)域通過而到達(dá)觀看區(qū)域。
[0016]下面說明本發(fā)明的其它方面和本發(fā)明的特定實施例的特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]在用于說明本發(fā)明的非限制性實施例的附圖中，
[0018]圖1是具有由三色LED的陣列構(gòu)成的照明器的顯示器的示意圖；
[0019]圖1A是說明用于產(chǎn)生照明器和調(diào)制器控制信號的方法的流程圖；
[0020]圖2是由彩色LED組的陣列構(gòu)成的照明器的示意圖；
[0021]圖3是用于說明在顯示器的照明器中LED的點分布函數(shù)的曲線；
[0022]圖4是用于說明沿著由圖3的LED照明的調(diào)制器上的一行亮度隨位置而改變的曲線.-^4 ，
[0023]圖5是用于說明一種顯示器的照明器中LED的點分布函數(shù)的曲線，其中不同顏色的LED具有不同的強度和不同的點分布函數(shù)；
[0024]圖6是用于說明沿著由圖5的LED照明的調(diào)制器上的一行亮度隨位置而改變的曲線.-^4 ，
[0025]圖7是用于說明在一種顯示器的另一照明器中LED的點分布函數(shù)的曲線，其中不同顏色的LED具有不同的強度和不同的點分布函數(shù)；
[0026]圖8是用于說明沿著由圖7的LED照明的調(diào)制器上的一行亮度隨位置而改變的曲線；以及
[0027]圖9是說明用于校 正通過寬帶像素元件的光的方法的流程圖，所述寬帶像素元件通過兩種或更多種顏色的光?！揪唧w實施方式】
[0028]在下面的整個說明中，描述了具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹的理解。不過，本發(fā)明可以不用這些具體的細(xì)節(jié)來實施。在其它的例子中，未示出或詳細(xì)描述熟知的元件，以避免不必要地使本發(fā)明不清楚。因而，說明書和附圖應(yīng)該被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。
[0029]圖1表示顯示器10，其中可以是IXD板的調(diào)制器12例如由包括光發(fā)射器16的陣列14的照明器進(jìn)行背光照明。在所示的實施例中，光發(fā)射器16包括發(fā)光二極管(LED)。在下面的說明中，光發(fā)射器16被稱為“LED16”，調(diào)制器12指的是LCD板。也可以使用其它合適的光源代替LED16?？梢允褂闷渌线m的調(diào)制器代替IXD板12。
[0030]LED16包括不同顏色的光的單獨的發(fā)射器，它們可被組合而形成彩色圖像。在圖1的示例實施例中，LED16包括紅、綠、藍(lán)光發(fā)射器。在替代實施例中，可以提供其它顏色的組
八
口 ο
[0031]光發(fā)射器可被封裝在離散的封裝內(nèi)。在本發(fā)明的一些實施例中，兩種或更多種不同顏色的發(fā)射器被封裝在一個共同的封裝內(nèi)。每種顏色的發(fā)射器可獨立于其它顏色的發(fā)射器而被控制。在陣列14中的不同位置的相同顏色的發(fā)射器可相互獨立地被控制。
[0032]由LED16發(fā)射的光具有窄的帶寬(一般在20nm到50nm的范圍內(nèi))。LCD12具有像素13，其分別包括紅、綠、藍(lán)元件13R，13G和13B。紅、綠、藍(lán)元件的濾色器分別具有一個通帶，其通過對應(yīng)于由LED16發(fā)射的光的顏色中相應(yīng)的一種顏色的光，并阻擋其它顏色的光。顯示器10能夠顯示非常飽和的紅、綠、藍(lán)色。在本發(fā)明的一些實施例中，IXD12的濾色器的通帶是窄的(即小于150nm)。該通帶例如具有30到IOOnm范圍內(nèi)的帶寬。不需要寬的通帶，因為由每個LED16發(fā)射的光具有窄的頻譜。
[0033]在一些實施例中，顯示器10可以以其中LED16的亮度可被單獨控制的方式來操作，例如在PCT公開N0.W003077013A3的文件中所述的。圖1示出了用于控制LED16的強度的照明器控制信號17和用于控制由每一個像素13的元件通過的光量的調(diào)制器控制信號18。
[0034]在一些實施例中，照明器控制信號17使合適的驅(qū)動電路單獨地控制不同顏色的LED16的亮度，并在特定的顏色內(nèi)，單獨地控制在不同的空間位置的LED16的亮度。這使得照明器14能夠在調(diào)制器12上投射在調(diào)制器12上的不同位置具有不同顏色混和的光的圖案。
[0035]圖1本質(zhì)上是示意性的。像素13和LED16的元件可以以任何合適的二維布置排列，而不必按照所示的布置排列。
[0036]顯示器可以包括控制器19，其產(chǎn)生照明器控制信號17和調(diào)制器控制信號18，以便顯示所希望的圖像。所希望的圖像可以由圖像數(shù)據(jù)11規(guī)定，該數(shù)據(jù)直接地或間接地規(guī)定每個像素的亮度值(并且，如果圖像是彩色圖像，則規(guī)定顏色值)。圖像數(shù)據(jù)11可以具有任何合適的格式，并且可以使用任何合適的顏色模型規(guī)定亮度值和顏色值。例如圖像數(shù)據(jù)11可以規(guī)定:
[0037].每個像素的紅、綠、藍(lán)(RGB)顏色值；
[0038].YIQ值，其中每個像素由被稱為亮度的值(Y)以及一對被稱為色度的值(I，Q)表示；[0039].CMY 或 CMYK 值；
[0040].YUV 值
[0041].YCbCr 值；
[0042].HSV 值；或者
[0043].HSL 值。
[0044]圖1A表示用于產(chǎn)生照明器控制信號17和調(diào)制器控制信號18的方法20。方法20通過由圖像數(shù)據(jù)11產(chǎn)生照明器控制信號17開始。對于陣列14中的LED16的每種顏色，這在塊21 — 1，21 — 2和21 — 3中被單獨地執(zhí)行。在圖1A的實施例中，照明器控制信號17包括信號17 — 1，17 — 2和17 — 3，其中的每一個控制陣列14中的LED的一種顏色。
[0045]照明器控制信號17可以通過在控制器19中確定用于驅(qū)動LED16的每一個的強度以使得LED16在IXD12上投射所希望的亮度圖案而被產(chǎn)生。優(yōu)選地，對于每種顏色，在每個像素13處的亮度圖案的亮度是這樣的，其使得由圖像數(shù)據(jù)11規(guī)定的該像素13的亮度在用于該像素的元件13R，13G和13B的調(diào)制范圍內(nèi)可被實現(xiàn)。即，希望使亮度L為:
[0046]LX Tmin (::.Limage LX Tmax (I)
[0047]其中，Tmin是像素元件的最小透射率；Tmx是像素元件的最大透射率；以及Limace是由圖像數(shù)據(jù)11規(guī)定的該像素的亮度。公式(I)的關(guān)系最好對于每種顏色的LCD12的每個像素分別成立。
[0048]因為不同顏色的LED16的相對光輸出一般隨IXD12上的位置而改變，由陣列14的發(fā)射器投射到IXD12上的光的顏色一般隨陣列12上的位置而改變。
[0049]控制器19可以按照下述方式產(chǎn)生用于IXD12的每個像素13的每個元件的調(diào)制器控制信號18:使得由像素數(shù)據(jù)11規(guī)定的所希望的亮度除以當(dāng)照明器陣列14被照明器控制信號17驅(qū)動時由照明器陣列14提供的該元件的亮度。由照明器陣列14提供的亮度可被稱為“有效亮度圖案ELP”。因為每個元件13R，13G或13B只發(fā)射陣列14的一種顏色的光，ELP可以對于每種顏色被單獨地計算，并且對于每種顏色可單獨地進(jìn)行用于確定調(diào)制器控制信號18的計算。
[0050]方法20在塊22 — 1，22 — 2以及22 — 3中計算每種顏色的光的ELP。方法20在塊23 — 1，23 — 2和23 — 3確定每種顏色的調(diào)制器控制信號。在圖1A的實施例中，調(diào)制器控制信號18包括信號18 — 1，18 — 2和18 — 3，它們分別控制調(diào)制器12中的第一、第二和第三種顏色的元件。
[0051]圖1的布置可以以能量有效的方式被操作，這是因為可以使由陣列14在IXD12的任何區(qū)域上投射的照度圖案具有接近于該區(qū)域中像素13的顏色的顏色。例如，在圖像數(shù)據(jù)規(guī)定一個圖像區(qū)域應(yīng)當(dāng)主要是紅色的情況下，可以完全地或者幾乎完全地由陣列14的紅色發(fā)射器提供LCD12的對應(yīng)區(qū)域的背光照明。在該區(qū)域中的藍(lán)色和綠色發(fā)射器可被關(guān)斷或者以降低的電平被操作。
[0052]圖2表示具有離散的彩色LED26的特定布置的照明器25。在照明器25中，LED26按組21排列。每組21包括紅色LED26R，綠色LED26G和藍(lán)色LED26B (統(tǒng)稱為LED26)。圖2示出了分別用于紅、綠、藍(lán)LED的信號27R，27G和27B (統(tǒng)稱為信號27)。驅(qū)動信號27使驅(qū)動電路28控制LED2 6的強度，從而在LCD12的有效區(qū)域上提供每種顏色的所希望的亮度 圖案。[0053]LED26的均勻分布使得LED26能夠為每種顏色的LED26提供IXD板的相對均勻的照明。圖3表示對于多個LED26的點分布函數(shù)的例子。在圖3中:
[0054].在每種顏色內(nèi)，相鄰的LED26的點分布函數(shù)重疊。
[0055].LED26的每一個以最大輸出工作。
[0056].每個LED26在其點分布函數(shù)的峰值產(chǎn)生相同強度的光(被表示為1.0，任意單位)。
[0057].每種顏色的LED26在照明器25中被均勻地分布。
[0058]圖4表示對于由圖3的點分布函數(shù)表示的LED的每種顏色，作為沿著一行的位置的函數(shù)的總強度。圖4的每條曲線可以通過把在每個點的一種顏色的所有發(fā)射器的點分布函數(shù)加在一起而獲得。可以看出，對于每種顏色，具有一個值Imin，從而借助于合適地控制這種顏色的LED，可以使在每個點這種顏色的強度大于或等于IMIN。
[0059]對于每種顏色，強度隨ELP的位置的改變可以通過借助于調(diào)制器12調(diào)節(jié)光的透射來補償。
[0060]不必使所有LED26的最大強度都相同。不同顏色的LED趨于具有不同的效率。一般紅色LED的效率(給定的電功率產(chǎn)生的光量)大于綠色LED的效率。一般的紅色和綠色LED比一般的藍(lán)色LED具有較大的效率。迄今為止，可以以較大的成本獲得任何可得到的顏色的較亮的LED。顯示器的設(shè)計者可以根據(jù)多個因素例如最大光輸出、電功率要求和成本來選擇合適的LED。當(dāng)前通常發(fā)現(xiàn)提供具有3:5:1的通量比的紅、綠、藍(lán)LED具有最佳的成本效率，利用這種通量比，紅色LED亮度是藍(lán)色LED的3倍，綠色LED的亮度是藍(lán)色LED的5倍。
[0061]圖5表示在本發(fā)明的實施例中關(guān)于幾個LED的點分布函數(shù)的例子，其中綠色LED比發(fā)射相同強度的光的紅色以及藍(lán)色LED發(fā)射較大強度的光。在圖5中，紅色LED比藍(lán)色LED具有較寬的點分布函數(shù)，綠色LED比藍(lán)色LED具有較寬的點分布函數(shù)。點分布函數(shù)的寬度可以取作半個最大值下的整個寬度(FWHM)。
[0062]圖6表示對于由圖5的點分布函數(shù)表示的LED的每種顏色，作為沿著調(diào)制器(例如IXD12)上的一行的位置的函數(shù)的總強度。可以看出，Imin由綠色LED確定。在沿著測量圖6的曲線的一行的任何位置，來自藍(lán)色和紅色LED的光可以達(dá)到超過Imin的強度。
[0063]在照明器陣列中不同顏色的LED的最大強度、點分布函數(shù)和間距可被調(diào)節(jié)以達(dá)到Imin所希望的值而不過多地浪費功率。在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)所有的LED26處于最大輸出時，調(diào)制器12被每種顏色的光十分均勻地照明，每種顏色的光平均強度基本上等于(即在±10%或±15%之內(nèi))其它顏色的每種顏色的光的平均強度。
[0064]在一些實施例中，陣列14包括具有第一寬度的點分布函數(shù)的第一光源和具有第二寬度的點分布函數(shù)的第二光源。第一和第二光源發(fā)射不同顏色的光。第一和第二光源的每一個在陣列14中基本上均勻地分布。在顯示器中第一光源中的相鄰光源被分開的距離與第二光源中的相鄰光源被分開的距離之比，在第一和第二寬度的寬度比的一個閾值量之內(nèi)，例如15%。
[0065]在本發(fā)明的一些實施例中，在照明器25中每種顏色的LED的數(shù)量至少近似地和LED的通量比成反比。例如，當(dāng)照明器具有通量比為3:5:1的三種顏色的LED時，則在照明器中三種顏色的每一種的LED的數(shù)量可以是5:3:15。在調(diào)制器上每種顏色的LED基本上被均勻地分布。在一些實施例中，LED的點分布函數(shù)具有隨LED之間的間距而增加的寬度。一種顏色的LED的點分布函數(shù)可以具有和這種顏色的LED之間的間距成正比的寬度。
[0066]圖6表示一個示例組的LED的點分布函數(shù)。在圖6中，綠色LED比紅色或藍(lán)色LED具有更高的強度、更寬的間距和更寬的點分布函數(shù)。紅色LED具有居于綠色和藍(lán)色LED的相應(yīng)參量中間的最大強度、間距和點分布函數(shù)寬度。圖7表不對于由圖6的點分布函數(shù)表示的LED的每種顏色，作為沿著調(diào)制器(例如LCD12)上的一行的位置的函數(shù)的總的強度。
[0067]本發(fā)明的一些實施例提供具有三種顏色以上的可被獨立控制的光發(fā)射器的照明器。例如，除紅、綠、藍(lán)光發(fā)射器之外，還可以提供黃色或青色光發(fā)射器。調(diào)制器12的每個像素可以具有對應(yīng)于由照明器14發(fā)射的每種顏色的光的元件。例如，當(dāng)照明器包括紅、綠、藍(lán)和黃色光發(fā)射器時，調(diào)制器12的每個像素可以具有發(fā)射紅色光的元件、發(fā)射綠色光的元件、發(fā)射藍(lán)色光的元件和發(fā)射黃色光的元件。
[0068]在本發(fā)明的一些實施例中，調(diào)制器12的像素包括至少部分地通過由照明器14發(fā)射的兩種或更多種顏色的光。通過兩種或更多種顏色的光的元件可被稱為“寬帶元件”。例如，可以得到包括紅、綠、藍(lán)和白色元件的RGBW IXD板。在這種板中，白色元件沒有濾光器，因此將通過任何顏色的光。這種白色元件可被稱為“寬帶元件”。
[0069]寬帶元件可用于增加像素的亮度。因為可以使通過照明器14投射到調(diào)制器12上的光的顏色接近于像素的顏色，通過借助于寬帶元件(最好是“白色寬帶元件”)增加光的透射可以增加像素的亮度而不會顯著地降低像素的色彩飽和度。
[0070]在一些實施例中，像素中的寬帶元件被用于控制附加的基色。例如，像素中的白色元件可用于通過由照明器提供的一種顏色的光，而像素中的其它元件都具有濾光器，其通過由照明器提供的一種其它的顏色。例如，RGBW LCD板可以由產(chǎn)生基本顏色的光例如紅、綠、藍(lán)光以及附加顏色的光例如黃光的光發(fā)射器的陣列進(jìn)行背后照明。紅、綠、藍(lán)光由LCD板中的對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)元件調(diào)制。黃光由LCD板中的白色元件調(diào)制。
[0071]在本發(fā)明的這種實施例中，對于對應(yīng)于照明器的一組光發(fā)射器的圖像區(qū)域，具有3種基本圖像情形。它們是:
[0072].圖像區(qū)域沒有飽和的黃色。在這種情形下，圖像可以不考慮白色像素而被再現(xiàn)。白色像素可被關(guān)閉。在替換方案中，白色像素可以被打開以允許更多的RGB光合適地通過。照明器的黃色LED被截止或者只導(dǎo)通到使得其支持白色區(qū)域中的RGB顏色亮度的程度。
[0073].在圖像區(qū)域中的像素的顏色主要是飽和的黃色。在這種情形下，對應(yīng)于該區(qū)域的紅、綠、藍(lán)LED基本上截止或變暗，并且黃色LED在亮的水平上導(dǎo)通。現(xiàn)在主要使用白色子像素調(diào)制來自黃色LED的黃色光。
[0074].圖像區(qū)域包括多種像素的混和，其中一些像素顯示飽和的黃色，而其它的像素則具有顯著的紅、綠或藍(lán)色分量。在這種情形下，照明器利用全部4種LED顏色的光對該區(qū)域的像素照明。調(diào)制器的白色像素元件可被打開以允許黃色光分量通過。白色像素元件也將允許紅、綠、藍(lán)光通過。結(jié)果將是一個合適的黃色區(qū)域，其被通過白色濾光器的RGB光稍微去飽和。通過減少應(yīng)當(dāng)是黃色的通過像素的紅、綠、藍(lán)元件的光，可以使這種去飽和最小化。這種輕度的去飽和一般是可以接受的，因為區(qū)域的黃色部分是小的(或者這將是第二種情形的一個例子)。通過提供可以用比紅、綠、藍(lán)光分量稍亮一些的黃色光對調(diào)制器照明的黃色LED，可以進(jìn)一步減少去飽和。[0075]在一些實施例中，控制器19校正用于對應(yīng)于基本顏色的元件的調(diào)制器控制信號，以補償基本顏色光通過寬帶元件的這個事實。圖8表示一種可應(yīng)用于提供這種補償?shù)姆椒?br> 60。在塊62中，方法60確定用于多種基本顏色的照明器值63 — 1，63 — 2，63 — 3，以及用于額外的顏色的照明器值63 — 4。這些照明器值可以用任何合適的方式獲得。這些照明器值規(guī)定照明器14中的光源的亮度。
[0076]在塊64中，方法60確定對于所有顏色的ELP。塊66確定對于寬帶像素元件的調(diào)制器值67。額外像素調(diào)制器值67被選擇成使得允許所希望量的額外顏色通過每個像素。
[0077]塊68分別確定對于對應(yīng)于基本顏色的像素元件的調(diào)制器值69 — 1,69 一 2和69 - 3。這些基本顏色調(diào)制器值可以按照下述方式對于每個像素和每種基本顏色被確定:
[0078].由圖像數(shù)據(jù)11確定應(yīng)當(dāng)通過用于該像素的調(diào)制器的所希望的基本顏色的光的量;
[0079].減去將由寬帶像素通過的該基本顏色的光的量(這個量可以由該基本顏色的ELP和額外顏色調(diào)制器值67確定)；以及
[0080]選擇用于該基本顏色的元件的調(diào)制器值，以便通過使得在該像素中被通過的基本顏色的光的總量等于所希望的量而需要的該基本顏色(如果有的話)的附加光。
[0081]本發(fā)明的某些實現(xiàn)包括計算機處理器，其執(zhí)行使處理器執(zhí)行本發(fā)明的方法的軟件指令。例如，在控制器19中的一個或多個處理器通過執(zhí)行在可被處理器訪問的程序存儲器中的軟件指令，可以實現(xiàn)圖1A和/或8的方法。本發(fā)明還可以以程序產(chǎn)品的形式提供。所述程序產(chǎn)品可以包括任何介質(zhì)，其承載包括指令的一組計算機可讀信號，所述指令當(dāng)被計算機處理器執(zhí)行時，使數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行本發(fā)明的方法。按照本發(fā)明的程序產(chǎn)品可以呈各種不同形式中的任何形式。所述程序產(chǎn)品例如可以包括物理介質(zhì)，例如磁數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括軟盤、硬盤驅(qū)動器)、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括⑶ROM、DVD)、電子數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(包括ROM、閃速RAM等)、或者傳輸型介質(zhì)(例如數(shù)字或模擬通信鏈路)。
[0082]當(dāng)在上面提到元件(例如軟件模塊、處理器、組件、器件、電路等)時，除非另有說明，指的是該元件(包括所稱的“裝置”)應(yīng)當(dāng)被解釋為包括作為所述元件的等同物的、執(zhí)行所述元件的功能的任何元件(即在功能上等同)，包括在結(jié)構(gòu)上與所披露的執(zhí)行在本發(fā)明的示例實施例中所述的功能的結(jié)構(gòu)不等同的元件。
[0083]顯然，根據(jù)上面的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思，可以作出各種改變和改型。例如:
[0084].在按照本發(fā)明的顯示器中的照明器內(nèi)的光源不必是LED，而可以是任何其它類型的光源。
[0085].在按照本發(fā)明的顯示器中的照明器內(nèi)的光源不必是紅綠藍(lán)光源，而可以是任何其它顏色的光源。
[0086].在按照本發(fā)明的顯示器中的照明器內(nèi)的光源可以由一個以上的光發(fā)射器構(gòu)成。
[0087].照明器可以包括多于或少于3種不同顏色的光源(雖然如果要實現(xiàn)全色域，一般至少需要3種顏色)。
[0088].在來自一個塊的結(jié)果不為開始按順序所示的下一個塊的操作所需時，圖1A和9的方法的方塊的操作可以部分地或全部地按不同的順序執(zhí)行。例如，直到圖9的塊68，不需要關(guān)于基本顏色的ELP。關(guān)于基本顏色的ELP可以在塊62和68之間的任何時間確定。[0089]因而，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)按照由下面的權(quán)利要求限定的實質(zhì)給予解釋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于顯示圖像的裝置，該裝置包括: a.至少三種顏色的可獨立控制的光源的二維陣列，其中所述光源每個均發(fā)射所述顏色之一的窄帶光，所述窄帶光的帶寬在20nm至50nm的范圍； b.控制電路，連接成基于定義圖像的圖像數(shù)據(jù)獨立地控制所述陣列的多個區(qū)域中的每個區(qū)域中的光源的強度，所述圖像數(shù)據(jù)直接或間接指定所述圖像的每個像素的亮度值和顏色值，所述控制電路配置為獨立地控制每個區(qū)域內(nèi)多種顏色中的每種顏色的光源的強度以提供在不同位置具有不同的顏色混合的亮度，使得所述陣列投射期望的亮度圖案，該亮度圖案的顏色在所述陣列上的位置之間發(fā)生變化； c.其中，對于所述至少三種顏色中的每種顏色的光源，相鄰光源的點分布函數(shù)重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光源包括所述至少三種顏色中的第一顏色的第一光源和所述至少三種顏色中的第二顏色的第二光源，所述第一光源具有第一寬度的點分布函數(shù)，所述第二光源具有與所述第一寬度不同的第二寬度的點分布函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一光源和所述第二光源中的每個基本均勻地分布在所述陣列中。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一光源和所述第二光源中的相鄰光源間隔開的距離的比在所述第一光源和所述第二光源的點分布函數(shù)的寬度的比的15%以內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多種顏色包括四種或更多種顏色。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光源包括發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的不同顏色的發(fā)光二極管具有不同的強度和不同的點分布函數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中每種顏色的發(fā)光二極管的數(shù)量與所述發(fā)光二極管的通量比成反比。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述至少三種顏色包括紅、綠和藍(lán)，所述光源包括紅發(fā)光二極管、綠發(fā)光二極管和藍(lán)發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述紅、綠和藍(lán)發(fā)光二極管在最大輸出處具有3:5:1的通量比。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述紅和綠發(fā)光二極管具有比所述藍(lán)發(fā)光二極管更大的最大亮度。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述光源還包括黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器比所述紅、綠和藍(lán)光發(fā)射器更亮。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光源包括紅光、綠光和藍(lán)光的光源。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述光源布置成組，每組包括紅光源、綠光源和藍(lán)光源。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述光源包括三色發(fā)光二極管。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的兩種或更多種不同的顏色的光源封裝在公共封裝中。
18.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述光源封裝在離散封裝中。
19.如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的每種顏色的光源均勻分布在所述陣列中。
20.如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的裝置，其中當(dāng)所述圖像數(shù)據(jù)指定所述圖像的一區(qū)域應(yīng)主要為紅色時，所述控制器配置為關(guān)閉或者以減小的電平操作所述陣列的對應(yīng)區(qū)域中的藍(lán)和綠光發(fā)射器。
21.如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的裝置，其中所述控制電路配置為根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)單獨為所述多種顏色中的每種顏色產(chǎn)生照明器控制信號。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述控制電路包括計算機處理器。
23.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)所有光源都以最大輸出操作時，所述多種顏色中的所有顏色的光的平均強度基本彼此相等。
24.如權(quán)利要求1至18中的任一項所述的裝置，還包括調(diào)制器和調(diào)制器驅(qū)動器電路，其中所述照明器布置成投射照明圖案到所述調(diào)制器的有效區(qū)域上，所述調(diào)制器驅(qū)動器電路連接為控制所述調(diào)制器以調(diào)制來自所述照明器的光。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括多個像素元件，所述調(diào)制器驅(qū)動器配置為控制所述像素元件。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述調(diào)制器的像素元件每個都包括與濾色器相關(guān)聯(lián)的多個子像素，每個濾色器通過所述多種顏色之一且阻擋所述多種顏色中的其余顏色。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述濾色器的通帶的帶寬小于150nm。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述通帶的帶寬在30nm至IOOnm的范圍。
29.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括IXD面板。
30.一種用于顯示圖像的裝置，該裝置包括: a.至少三種顏色的可獨立控制的光源的二維陣列，其中所述光源包括發(fā)光二極管，其中所述至少三種顏色中的第一顏色的發(fā)光二極管具有與所述至少三種顏色中的第二顏色的發(fā)光二極管不同的最大強度和不同的點分布函數(shù)； b.控制電路，連接成基于定義圖像的圖像數(shù)據(jù)獨立地控制所述陣列的多個區(qū)域中的每個區(qū)域中的發(fā)光二極管的強度，所述圖像數(shù)據(jù)直接或間接指定所述圖像的每個像素的亮度值和顏色值，所述控制電路配置為獨立地控制每個區(qū)域內(nèi)多種顏色中的每種顏色的強度以提供在不同位置處不同的顏色混合，使得所述陣列投射期望的亮度圖案，該亮度圖案的顏色在所述陣列上的位置之間發(fā)生變化； c.其中，對于所述至少三種顏色中的每種顏色的發(fā)光二極管，相鄰光源的點分布函數(shù)重疊。
31.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述顏色中的第一顏色的光源和所述顏色中的第二顏色的光源每個都基本均勻地分布在所述陣列中。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述第一顏色和所述第二顏色的光源中的相鄰光源間隔開的距離的比在所述第一顏色和所述第二顏色的光源的點分布函數(shù)的寬度的比的15%以內(nèi)。
33.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述多種顏色包括四種或更多種顏色。
34.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述光源包括發(fā)光二極管。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中每種顏色的發(fā)光二極管的數(shù)量與所述發(fā)光二極管的通量比成反比。
36.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述至少三種顏色包括紅、綠和藍(lán)，所述光源包括紅發(fā)光二極管、綠發(fā)光二極管和藍(lán)發(fā)光二極管。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述紅、綠和藍(lán)發(fā)光二極管在最大輸出處具有3:5:1的通量比。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述紅和綠發(fā)光二極管具有比所述藍(lán)發(fā)光二極管更大的最大亮度。
39.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述光源還包括黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其中所述黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器比所述紅、綠和藍(lán)光發(fā)射器更亮。
41.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述光源包括紅光、綠光和藍(lán)光的光源。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述光源布置成組，每組包括紅光源、綠光源和藍(lán)光源。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其中所述光源包括三色發(fā)光二極管。
44.如權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的兩種或更多種不同的顏色的光源封裝在公共封裝中。
45.如權(quán)利要求41所述的裝置， 其中所述光源封裝在離散封裝中。
46.如權(quán)利要求30至45中的任一項所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的每種顏色的光源均勻分布在所述陣列中。
47.如權(quán)利要求30至45中的任一項所述的裝置，其中當(dāng)所述圖像數(shù)據(jù)指定所述圖像的一區(qū)域應(yīng)主要為紅色時，所述控制器配置為關(guān)閉或者以減小的電平操作所述陣列的對應(yīng)區(qū)域中的藍(lán)和綠光發(fā)射器。
48.如權(quán)利要求30至45中的任一項所述的裝置，其中所述控制電路配置為根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)單獨為所述多種顏色中的每種顏色產(chǎn)生光源控制信號。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述控制電路包括計算機處理器。
50.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中當(dāng)所有光源都以最大輸出操作時，所述多種顏色中的所有顏色的光的平均強度基本彼此相等。
51.如權(quán)利要求30至45中的任一項所述的裝置，還包括調(diào)制器和調(diào)制器驅(qū)動器電路，其中所述照明器布置成投射照明圖案到所述調(diào)制器的有效區(qū)域上，所述調(diào)制器驅(qū)動器電路連接為控制所述調(diào)制器以調(diào)制來自所述照明器的光。
52.如權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括多個像素元件，所述調(diào)制器驅(qū)動器配置為控制所述像素元件。
53.如權(quán)利要求52所述的裝置，其中所述調(diào)制器的像素元件每個都包括與濾色器相關(guān)聯(lián)的多個子像素，每個濾色器通過所述多種顏色之一且阻擋所述多種顏色中的其余顏色。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中所述濾色器的通帶的帶寬小于150nm。
55.如權(quán)利要求54所述的裝置,其中所述通帶的帶寬在30nm至IOOnm的范圍。
56.如權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括IXD面板。
57.一種用于顯示圖像的裝置，該裝置包括: a.至少三種顏色的可獨立控制的光源的二維陣列，所述光源包括多個紅、綠和藍(lán)光源，每個都分布于該陣列上；b.驅(qū)動器電路，連接成基于定義圖像的圖像數(shù)據(jù)獨立地控制所述陣列的多個區(qū)域中的每個區(qū)域中的光源的強度，所述圖像數(shù)據(jù)直接或間接指定所述圖像的每個像素的亮度值和顏色值，所述驅(qū)動器電路配置為獨立地控制每個區(qū)域內(nèi)多種顏色中的每種顏色的強度以提供在不同位置處不同的顏色混合，使得所述陣列投射期望的亮度圖案，該亮度圖案的顏色在所述陣列上的位置之間發(fā)生變化，并且其中，如果所述圖像數(shù)據(jù)指定所述圖像的一區(qū)域應(yīng)主要為紅色，則所述驅(qū)動器電路配置為關(guān)閉或以減小的電平操作所述陣列的對應(yīng)區(qū)域中的藍(lán)和綠光發(fā)射器。
58.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中所述光源包括所述至少三種顏色中的第一顏色的第一光源和所述至少三種顏色中的第二顏色的第二光源，所述第一光源具有第一寬度的點分布函數(shù)，所述第二光源具有與所述第一寬度不同的第二寬度的點分布函數(shù)。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其中所述第一光源和所述第二光源中的每個基本均勻地分布在所述陣列中。
60.如權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述第一光源和所述第二光源中的相鄰光源間隔開的距離的比在所述第一光源和所述第二光源的點分布函數(shù)的寬度的比的15%以內(nèi)。
61.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中所述多種顏色包括四種或更多種顏色。
62.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中所述光源包括發(fā)光二極管。
63.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的不同顏色的發(fā)光二極管具有不同的強度和不同的點分布函數(shù)。
64.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中每種顏色的發(fā)光二極管的數(shù)量與所述發(fā)光二極管的通量比成反比。
65.如權(quán)利要求62所述的裝置，其中所述至少三種顏色包括紅、綠和藍(lán)，所述光源包括紅發(fā)光二極管、綠發(fā)光二極管和藍(lán)發(fā)光二極管。
66.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中所述紅、綠和藍(lán)發(fā)光二極管在最大輸出處具有3:5:1的通量比。
67.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中所述紅和綠發(fā)光二極管具有比所述藍(lán)發(fā)光二極管更大的最大亮度。
68.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中所述光源還包括黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器。
69.如權(quán)利要求68所述的裝置，其中所述黃光發(fā)射器或青光發(fā)射器比所述紅、綠和藍(lán)光發(fā)射器更亮。
70.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中所述光源包括紅光、綠光和藍(lán)光的光源。
71.如權(quán)利要求70所述的裝置，其中所述光源布置成組，每組包括紅光源、綠光源和藍(lán)光源。
72.如權(quán)利要求71所述的裝置，其中所述光源包括三色發(fā)光二極管。
73.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的兩種或更多種不同的顏色的光源封裝在公共封裝中。
74.如權(quán)利要求65所述的裝置，其中所述光源封裝在離散封裝中。
75.如權(quán)利要求57至74中的任一項所述的裝置，其中所述至少三種顏色中的每種顏色的光源均勻分布在所述陣列中。
76.如權(quán)利要求57至74中的任一項所述的裝置，其中所述控制電路配置為根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)單獨為所述多種顏色中的每種顏色產(chǎn)生照明器控制信號。
77.如權(quán)利要求76所述的裝置，其中所述控制電路包括計算機處理器。
78.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中當(dāng)所有光源都以最大輸出操作時，所述多種顏色中的所有顏色的光的平均強度基本彼此相等。
79.如權(quán)利要求57至74中的任一項所述的裝置，還包括調(diào)制器和調(diào)制器驅(qū)動器電路，其中所述照明器布置成投射照明圖案到所述調(diào)制器的有效區(qū)域上，所述調(diào)制器驅(qū)動器電路連接為控制所述調(diào)制器以調(diào)制來自所述照明器的光。
80.如權(quán)利要求79所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括多個像素元件，所述調(diào)制器驅(qū)動器配置為控制所述像素元件。
81.如權(quán)利要求80所述的裝置，其中所述調(diào)制器的像素元件每個都包括與濾色器相關(guān)聯(lián)的多個子像素，每個濾色器通過所述多種顏色之一且阻擋所述多種顏色中的其余顏色。
82.如權(quán)利要求81所述的裝置，其中所述濾色器的通帶的帶寬小于150nm。
83.如權(quán)利要求82所述的裝置，其中所述通帶的帶寬在30nm至IOOnm的范圍。
84.如權(quán)利要求79所述的裝置，其中所述調(diào)制器包括IXD面板。
85.—種顯示彩色圖像的方法，該方法包括: a.獲得圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)定義一圖像，所述圖像數(shù)據(jù)直接或間接指定所述圖像的每個像素的亮度值和顏色值； b.處理所述圖像數(shù)據(jù)以獲得各個驅(qū)動信號，每個驅(qū)動信號對應(yīng)于至少三種顏色的可獨立控制的光源的二維陣列中的光源，所述光源包括多個第一顏色、第二顏色和第三顏色光源； c.應(yīng)用所述圖像數(shù)據(jù)來驅(qū)動所述光源發(fā)光，其中所驅(qū)動的光源每個發(fā)射所述顏色之一的窄帶光，所述窄帶光的帶寬在20nm至50nm的范圍，由此提供這樣的照明圖案:在該照明圖案中，在不同位置處提供不同的顏色混合，使得所述陣列投射期望的亮度圖案，所述亮度圖案的顏色在所述陣列上的位置之間發(fā)生變化。
86.如權(quán)利要求85所述的方法，其中所述光源包括紅、綠和藍(lán)光源。
87.如權(quán)利要求86所述的方法，包括，如果所述圖像數(shù)據(jù)指定所述圖像的一區(qū)域應(yīng)主要為紅色，則關(guān)閉或以減小的電平操作所述陣列的對應(yīng)區(qū)域中的藍(lán)和綠光源。
88.如權(quán)利要求85所述的方法，包括，根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)單獨為所述多種顏色中的每種顏色生成所述驅(qū)動信號。
89.如權(quán)利要求85所述的方法，其中所述多個第一顏色、第二顏色和第三顏色光源分布于所述陣列中。
90.如權(quán)利要求85所述的方法，包括，針對所述多種顏色中的每種顏色，計算有效亮度圖案。
【文檔編號】G09G3/36GK103700349SQ201310746430
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2004年12月23日
【發(fā)明者】海爾基·斯特澤恩 申請人:杜比實驗室特許公司