專利名稱：寬色域顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色顯示器。本發(fā)明可應(yīng)用于計(jì)算機(jī)顯示器、電視監(jiān) 視器等。
背景技術(shù)：
一般的液晶顯示器(LCD)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(duì)LCD的后面進(jìn)行均勻地照明。通過(guò)減 少像素的透射率可以使像素成為暗的像素。通過(guò)增加像素的透射率使 得來(lái)自背光的光可以通過(guò)，可以使像素成為看起來(lái)亮的像素。通過(guò)對(duì) 像素施加合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，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LCD上顯示圖像。在一般的彩色LCD中，每個(gè)像素由可被單獨(dú)控制的紅、綠、藍(lán) 元件構(gòu)成。每個(gè)元件包括使對(duì)應(yīng)顏色的光通過(guò)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(shí)，則光通過(guò) 紅濾光器，因而該像素呈現(xiàn)紅色。通過(guò)應(yīng)用引起紅、綠、藍(lán)元件的不 同的透射率的組合的信號(hào)，可以使像素具有其它的顏色。背光LCD —般使用熒光燈。名稱為HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES的PCT公開No. WO03077013A3的專利文件中 披露了一種使用LED作為背光的高動(dòng)態(tài)范圍的顯示器。
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)容本發(fā)明提供一些顯示器。在按照本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的顯示 器中，來(lái)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(dú)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。本發(fā)明還提供一些用于顯示彩色圖像的方法。本發(fā)明的一個(gè)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(gè)像素，每個(gè)像素具有多個(gè)元件。照 明器驅(qū)動(dòng)器電路獨(dú)立地控制照明器的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)區(qū)域中的光源 的強(qiáng)度，并在每個(gè)區(qū)域內(nèi)獨(dú)立地控制多種顏色的每種顏色的強(qiáng)度。在 照明器的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)區(qū)域中的光源利用具有由所述照明器驅(qū)動(dòng) 器電路控制的顏色和強(qiáng)度的光對(duì)照明器的相應(yīng)區(qū)域照明。調(diào)制器驅(qū)動(dòng) 器電路被連接成使得利用像素元件控制來(lái)自照明器的光的調(diào)制。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，調(diào)制器包括液晶顯示板，光源包括發(fā) 光二極管。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，不同顏色的光源具有不同的最大光輸 出。在這些實(shí)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。本發(fā)明的另 一個(gè)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(dú)立控制的光源的陣列。每組光源發(fā)射多 種顏色中對(duì)應(yīng)的 一種顏色的光。所述設(shè)備包括具有包含有多個(gè)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(gè)像素可被控 制，以改變被通過(guò)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(hào)驅(qū)動(dòng)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(qiáng)度方面具有改變。這種改變由所述控制電路控 制。本發(fā)明的另一個(gè)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(dú)立控制的光源的陣列，每組的光 源發(fā)射多種顏色中的對(duì)應(yīng)的一種顏色的光；響應(yīng)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述陣 列，使得每組在包括多個(gè)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(hào)確定的有效區(qū)域上的位置而具有強(qiáng)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(guò)而到達(dá)，見看區(qū)域。下面說(shuō)明本發(fā)明的其它方面和本發(fā)明的特定實(shí)施例的特征。


在用于說(shuō)明本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的附圖中，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；圖1A是說(shuō)明用于產(chǎn)生照明器和調(diào)制器控制信號(hào)的方法的流程圖；圖2是由彩色LED組的陣列構(gòu)成的照明器的示意圖； 圖3是用于說(shuō)明在顯示器的照明器中LED的點(diǎn)分布函數(shù)的曲線； 圖4是用于說(shuō)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；圖5是用于說(shuō)明一種顯示器的照明器中LED的點(diǎn)分布函數(shù)的曲線 ，其中不同顏色的LED具有不同的強(qiáng)度和不同的點(diǎn)分布函數(shù)；圖6是用于說(shuō)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；圖7是用于說(shuō)明在一種顯示器的另一照明器中LED的點(diǎn)分布函數(shù)的曲線，其中不同顏色的LED具有不同的強(qiáng)度和不同的點(diǎn)分布函數(shù)；圖8是用于說(shuō)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；以及圖9是說(shuō)明用于校正通過(guò)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(guò)兩種或更多種顏色的光。具體實(shí)施方式

在下面的整個(gè)說(shuō)明中，描述了具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透 徹的理解。不過(guò)，本發(fā)明可以不用這些具體的細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)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(shuō)明書和附圖應(yīng)該被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的。圖1表示顯示器10，其中可以是LCD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(shí)施例中， 光發(fā)射器16包括發(fā)光二極管(LED)。在下面的說(shuō)明中，光發(fā)射器16 被稱為"LED 16",調(diào)制器12指的是LCD板。也可以使用其它合適 的光源代替LED 16。可以使用其它合適的調(diào)制器代替LCD板12。LED 16包括不同顏色的光的單獨(dú)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(shí)施例中，LED 16包括紅、綠、藍(lán)光發(fā) 射器。在替代實(shí)施例中，可以提供其它顏色的組合。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(shí)施例中， 兩種或更多種不同顏色的發(fā)射器被封裝在一個(gè)共同的封裝內(nèi)。每種顏 色的發(fā)射器可獨(dú)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(dú)立地被控制。由LED 16發(fā)射的光具有窄的帶寬( 一般在20 nm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(gè)通帶，其通過(guò)對(duì)應(yīng)于 由LED 16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(shí)施例中，LCD12的濾色器的通帶是窄的(即小于150nm)。該 通帶例如具有30到100nm范圍內(nèi)的帶寬。不需要寬的通帶，因?yàn)橛?每個(gè)LED 16發(fā)射的光具有窄的頻譜。
在一些實(shí)施例中，顯示器IO可以以其中LED 16的亮度可^f皮單 獨(dú)控制的方式來(lái)操作，例如在PCT 乂>開No. WO 03077013A3的文件 中所述的。圖1示出了用于控制LED16的強(qiáng)度的照明器控制信號(hào)17 和用于控制由每一個(gè)像素13的元件通過(guò)的光量的調(diào)制器控制信號(hào)18。
在一些實(shí)施例中，照明器控制信號(hào)17使合適的驅(qū)動(dòng)電路單獨(dú)地 控制不同顏色的LED 16的亮度，并在特定的顏色內(nèi)，單獨(dú)地控制在 不同的空間位置的LED 16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。
圖1本質(zhì)上是示意性的。像素13和LED 16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。
顯示器可以包括控制器19，其產(chǎn)生照明器控制信號(hào)17和調(diào)制器 控制信號(hào)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) ll規(guī)定，該數(shù)據(jù)直接地或間接地規(guī)定每個(gè)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1象數(shù)據(jù)11可以規(guī)定
.每個(gè)像素的紅、綠、藍(lán)(RGB)顏色值；
.YIQ值，其中每個(gè)像素由被稱為亮度的值(Y)以及一對(duì)被稱 為色度的值(I，Q)表示；
,CMY或CMYK值； . YUV值 .YCbCr值； .HSV值；或者 .HSL值。
圖1A表示用于產(chǎn)生照明器控制信號(hào)17和調(diào)制器控制信號(hào)18的 方法20。方法20通過(guò)由圖像數(shù)據(jù)11產(chǎn)生照明器控制信號(hào)17開始。 對(duì)于陣列14中的LED 16的每種顏色，這在塊21-1， 21-2和21-3中被單獨(dú)地執(zhí)行。在圖1A的實(shí)施例中，照明器控制信號(hào)17包括信 號(hào)17-1， 17-2和17-3，其中的每一個(gè)控制陣列14中的LED的一
種顏色。
照明器控制信號(hào)17可以通過(guò)在控制器19中確定用于驅(qū)動(dòng)LED 16的每一個(gè)的強(qiáng)度以使得LED 16在LCD 12上投射所希望的亮度圖 案而被產(chǎn)生。優(yōu)選地，對(duì)于每種顏色，在每個(gè)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)ll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(shí)現(xiàn)。即，希望使 亮度L為
LxTmin《Limage《LxTmax ( 1 )
其中，T肌n是像素元件的最小透射率；Tmax是像素元件的最大 透射率；以及L而age是由圖像數(shù)據(jù)11規(guī)定的該像素的亮度。公式(1) 的關(guān)系最好對(duì)于每種顏色的LCD 12的每個(gè)像素分別成立。
因?yàn)椴煌伾腖ED 16的相對(duì)光輸出一般隨LCD 12上的位置 而改變，由陣列14的發(fā)射器投射到LCD 12上的光的顏色一般隨陣列 12上的位置而改變。
控制器19可以按照下述方式產(chǎn)生用于LCD 12的每個(gè)像素13的 每個(gè)元件的調(diào)制器控制信號(hào)18:使得由像素?cái)?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(hào)17驅(qū)動(dòng)時(shí)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?yàn)槊總€(gè)元件13R, 13G或13B只發(fā)射陣列14 的一種顏色的光，ELP可以對(duì)于每種顏色被單獨(dú)地計(jì)算，并且對(duì)于每 種顏色可單獨(dú)地進(jìn)行用于確定調(diào)制器控制信號(hào)18的計(jì)算。
方法20在塊22-1， 22-2以及22-3中計(jì)算每種顏色的光的 ELP。方法20在塊23-l， 23-2和23-3確定每種顏色的調(diào)制器控 制信號(hào)。在圖1A的實(shí)施例中，調(diào)制器控制信號(hào)18包括信號(hào)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。
圖1的布置可以以能量有效的方式被操作，這是因?yàn)榭梢允褂申?列14在LCD 12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(gè)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LCD 12的對(duì)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。
圖2表示具有離散的彩色LED 26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L(zhǎng)ED 26 )。圖2示出了分別用于 紅、綠、藍(lán)LED的信號(hào)27R， 27G和27B (統(tǒng)稱為信號(hào)27)。驅(qū)動(dòng) 信號(hào)27使驅(qū)動(dòng)電路28控制LED 26的強(qiáng)度，從而在LCD 12的有效 區(qū)域上提供每種顏色的所希望的亮度圖案。
LED 26的均勻分布使得LED 26能夠?yàn)槊糠N顏色的LED 26提 供LCD板的相對(duì)均勻的照明。圖3表示對(duì)于多個(gè)LED 26的點(diǎn)分布函 數(shù)的例子。在圖3中
. 在每種顏色內(nèi)，相鄰的LED26的點(diǎn)分布函數(shù)重疊。
.LED 26的每一個(gè)以最大輸出工作。
.每個(gè)LED 26在其點(diǎn)分布函數(shù)的峰值產(chǎn)生相同強(qiáng)度的光(被表 示為1.0，任意單位)。
. 每種顏色的LED26在照明器25中被均勻地分布。
圖4表示對(duì)于由圖3的點(diǎn)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(qiáng)度。圖4的每條曲線可以通過(guò)把在每 個(gè)點(diǎn)的一種顏色的所有發(fā)射器的點(diǎn)分布函數(shù)加在一起而獲得?？梢钥?出，對(duì)于每種顏色，具有一個(gè)值I肌N，從而借助于合適地控制這種顏 色的LED,可以使在每個(gè)點(diǎn)這種顏色的強(qiáng)度大于或等于IMIN。
對(duì)于每種顏色，強(qiáng)度隨ELP的位置的改變可以通過(guò)借助于調(diào)制 器12調(diào)節(jié)光的透射來(lái)補(bǔ)償。
不必使所有LED 26的最大強(qiáng)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(jì)者可以根據(jù)多個(gè)因素例如最大光輸
出、電功率要求和成本來(lái)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。
圖5表示在本發(fā)明的實(shí)施例中關(guān)于幾個(gè)LED的點(diǎn)分布函數(shù)的例 子，其中綠色LED比發(fā)射相同強(qiáng)度的光的紅色以及藍(lán)色LED發(fā)射較 大強(qiáng)度的光。在圖5中，紅色LED比藍(lán)色LED具有較寬的點(diǎn)分布函 數(shù)，綠色LED比藍(lán)色LED具有較寬的點(diǎn)分布函數(shù)。點(diǎn)分布函數(shù)的寬 度可以取作半個(gè)最大值下的整個(gè)寬度(FWHM)。
圖6表示對(duì)于由圖5的點(diǎn)分布函數(shù)表示的LED的每種顏色，作 為沿著調(diào)制器(例如LCD 12)上的一行的位置的函數(shù)的總強(qiáng)度?？?以看出，lMnv由綠色LED確定。在沿著測(cè)量圖6的曲線的一行的任何 位置，來(lái)自藍(lán)色和紅色LED的光可以達(dá)到超過(guò)lMm的強(qiáng)度。
在照明器陣列中不同顏色的LED的最大強(qiáng)度、點(diǎn)分布函數(shù)和間 距可被調(diào)節(jié)以達(dá)到lMm所希望的值而不過(guò)多地浪費(fèi)功率。在本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，當(dāng)所有的LED26處于最大輸出時(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度。
在一些實(shí)施例中，陣列14包括具有第一寬度的點(diǎn)分布函數(shù)的第 一光源和具有第二寬度的點(diǎn)分布函數(shù)的笫二光源。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(gè)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(gè) 閾值量之內(nèi)，例如15%。
在本發(fā)明的一些實(shí)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(shí)，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(shí)施例中，LED的點(diǎn)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(diǎn)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。
圖6表示一個(gè)示例組的LED的點(diǎn)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(qiáng)度、更寬的間距和更寬的點(diǎn)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(qiáng)度、 間距和點(diǎn)分布函數(shù)寬度。圖7表示對(duì)于由圖6的點(diǎn)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(qiáng)度。
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供具有三種顏色以上的可被獨(dú)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(gè)像素可以具有對(duì)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(shí)，調(diào)制器12的每個(gè)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。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，調(diào)制器12的像素包括至少部分地通 過(guò)由照明器14發(fā)射的兩種或更多種顏色的光。通過(guò)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 LCD板。在這種板中，白色元件沒有濾光器， 因此將通過(guò)任何顏色的光。這種白色元件可^L稱為"寬帶元件"。
寬帶元件可用于增加像素的亮度。因?yàn)榭梢允雇ㄟ^(guò)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(guò)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(huì)顯著地降低像素的色彩飽和度。
在一些實(shí)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(guò)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(guò)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(duì)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。
在本發(fā)明的這種實(shí)施例中，對(duì)于對(duì)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
.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(guò)。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。
.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(duì)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?，F(xiàn)在主JM吏用白色子^^素調(diào)制來(lái)自黃色LED 的黃色光。
.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(duì)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(guò)。白色像素元件也將允 許紅、綠、藍(lán)光通過(guò)。結(jié)果將是一個(gè)合適的黃色區(qū)域，其被通過(guò)白色 濾光器的RGB光稍微去飽和。通過(guò)減少應(yīng)當(dāng)是黃色的通過(guò)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?yàn)閰^(qū)域的黃色部分是小的(或者這將是第二種情形 的一個(gè)例子)。通過(guò)提供可以用比紅、綠、藍(lán)光分量稍亮一些的黃色 光對(duì)調(diào)制器照明的黃色LED，可以進(jìn)一步減少去飽和。
在一些實(shí)施例中，控制器19校正用于對(duì)應(yīng)于基本顏色的元件的 調(diào)制器控制信號(hào)，以補(bǔ)償基本顏色光通過(guò)寬帶元件的這個(gè)事實(shí)。圖8 表示一種可應(yīng)用于提供這種補(bǔ)償?shù)姆椒?0。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。
在塊64中，方法60確定對(duì)于所有顏色的ELP。塊66確定對(duì)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(guò)每個(gè)像素。
塊68分別確定對(duì)于對(duì)應(yīng)于基本顏色的像素元件的調(diào)制器值69 -1， 69-2和69-3。這些基本顏色調(diào)制器值可以按照下述方式對(duì)于每 個(gè)像素和每種基本顏色被確定
.由圖像數(shù)據(jù)ll確定應(yīng)當(dāng)通過(guò)用于該像素的調(diào)制器的所希望的 基本顏色的光的量；
.減去將由寬帶像素通過(guò)的該基本顏色的光的量(這個(gè)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
選擇用于該基本顏色的元件的調(diào)制器值，以便通過(guò)使得在該像素 中被通過(guò)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。
本發(fā)明的某些實(shí)現(xiàn)包括計(jì)算機(jī)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(gè)或多個(gè)處理器通 過(guò)執(zhí)行在可被處理器訪問的程序存儲(chǔ)器中的軟件指令，可以實(shí)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(jì)算機(jī)可讀信號(hào)，所述指 令當(dāng)被計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行時(shí)，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(chǔ)介質(zhì)(包括軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng) 器)、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(包括CD ROM、 DVD)、電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 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)。
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(shí)，除非另有說(shuō)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(shí)施例中所述的功能的結(jié)構(gòu)不等同的元件。
顯然，根據(jù)上面的說(shuō)明，對(duì)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
. 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。
. 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。
. 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(gè)以 上的光發(fā)射器構(gòu)成。
. 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(shí)現(xiàn)全色域， 一般至少需要3種顏色)。
. 在來(lái)自一個(gè)塊的結(jié)果不為開始按順序所示的下一個(gè)塊的操 作所需時(shí)，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(shí)間確定。
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(shí)質(zhì)給予解釋。
權(quán)利要求
1.一種顯示器，其包括包括光源的陣列的照明器，所述光源包括多種顏色的光源；被布置使得其由所述照明器照明的調(diào)制器，所述調(diào)制器包括多個(gè)像素，每個(gè)像素具有多個(gè)元件；照明器驅(qū)動(dòng)器電路，其獨(dú)立地控制照明器的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)區(qū)域中的光源的強(qiáng)度，并且在每個(gè)區(qū)域內(nèi)獨(dú)立地控制多種顏色的每種顏色的強(qiáng)度，其中在照明器的多個(gè)區(qū)域的每個(gè)區(qū)域中的光源利用具有由所述照明器驅(qū)動(dòng)器電路控制的顏色和強(qiáng)度的光對(duì)調(diào)制器的相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行照明；以及被連接成用于通過(guò)像素元件控制來(lái)自照明器的光的調(diào)制的調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中調(diào)制器包括液晶顯示板。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的顯示器，其中光源包括發(fā)光二極管。
4. 如權(quán)利要求1， 2或3中任一項(xiàng)所述的顯示器，其中照明器包 括發(fā)射第一種顏色的光的第一光源和發(fā)射第二種顏色的光的第二光 源，其中第一光源的每一個(gè)具有大于第二光源的光輸出。
5. 如權(quán)利要求4所述的顯示器，其中第一光源在陣列中相互之間 比第二光源具有更大的間距。
6. 如權(quán)利要求5所述的顯示器，其中笫一光源比第二光源具有更 寬的點(diǎn)分布函數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的顯示器，其中第 一光源的間距與第二光源 的間距之比，在第一光源的點(diǎn)分布函數(shù)的寬度與第二光源的點(diǎn)分布函 數(shù)的寬度之比的15%以內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求1到7中任何一個(gè)所述的顯示器，其中在最大光輸 出時(shí)，每種不同顏色的光源以在每種其它顏色的光的平均強(qiáng)度的15 %之內(nèi)的平均強(qiáng)度對(duì)調(diào)制器照明。
9. 如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述陣列包括多種顏色的每 種顏色的不同數(shù)量的離散光源。
10. 如權(quán)利要求9所述的顯示器，其中一種顏色的光源的最大光 輸出與這種顏色的光源的數(shù)量的乘積對(duì)于每種顏色基本上相等。
11. 如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中調(diào)制器的元件包括具有濾 光器的元件，所述濾光器具有150nin或更小的帶寬。
12. 如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中調(diào)制器的像素的元件包括對(duì)應(yīng)于多種顏色的每種顏色的元件，其中這些元件都包括濾色器，其 可以通過(guò)對(duì)應(yīng)顏色的光，而阻擋多種顏色的其它顏色的光。
13. 如權(quán)利要求12所述的顯示器，其中濾色器具有150 rnn或更 小的帶寬。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的顯示器，其中調(diào)制器的像素的元 件包括至少一個(gè)寬帶元件，所述寬帶元件能夠通過(guò)多種顏色中的兩種 或更多種的光。
15. 如權(quán)利要求1到14中任何一個(gè)所述的顯示器，包括控制器， 該控制器被配置用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和由照明器投射到調(diào)制器上的光 圖案兩者來(lái)控制調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器電路。
16. 如權(quán)利要求15所述的顯示器，其中控制器包括用于估計(jì)對(duì)于 多種顏色的每種顏色由照明器投射到調(diào)制器上的光圖案的裝置。
17. 如權(quán)利要求16所述的顯示器，其中控制器包括用于對(duì)于多種 顏色的每種顏色，根據(jù)這種顏色的圖像數(shù)據(jù)和這種顏色的估計(jì)的光圖 案，確定關(guān)于每種顏色的調(diào)制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的裝置。
18. —種用于在觀看區(qū)域顯示圖像的設(shè)備，所述設(shè)備包括 包括多組可獨(dú)立控制的光源的陣列，每組光源發(fā)射多種顏色中對(duì)應(yīng)的一種顏色的光；具有包括多個(gè)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(gè)像素可被控制，以改變被通過(guò)而到達(dá)觀看區(qū)域的入射到 有效區(qū)域的光的比例；以及控制電路，其被配置用于按照控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)每一組光源，從而在 調(diào)制器的有效區(qū)域上投射亮度圖案，在由所述控制電路控制的有效區(qū)域上關(guān)于每一組的亮度圖案在強(qiáng)度方面具有改變。
19. 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(dú)立控制的光源的陣列，每組光源發(fā)射多種顏色中對(duì)應(yīng)的一種顏色的光；響應(yīng)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述陣列，使得每組在包括多個(gè)像素的調(diào)制器 的有效區(qū)域上投射亮度圖案，每個(gè)亮度圖案隨著由控制信號(hào)確定的有 效區(qū)域上的位置而具有強(qiáng)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(guò)而到達(dá) 觀看區(qū)域。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中調(diào)制器的每個(gè)像素包括多個(gè) 可被獨(dú)立控制的元件，所述多個(gè)可被獨(dú)立控制的元件包括基本元件， 對(duì)于多種顏色的每一種顏色，所述基本元件具有濾色器，其可以通過(guò) 該顏色的光而阻擋多種顏色的其它顏色的光，其中控制調(diào)制器的像素 包括控制每個(gè)像素的基本元件。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中可被獨(dú)立控制的元件包括通 過(guò)兩種或更多種顏色的光的寬帶元件，所述方法包括確定關(guān)于寬帶元件的調(diào)制器值，該調(diào)制器值控制寬帶元件的光的 透射，以及至少部分地根據(jù)基于關(guān)于寬帶元件的調(diào)制器值來(lái)確定關(guān)于其它 元件的調(diào)制器值。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中照明器包括不由任何基本元 件通過(guò)的附加顏色的光源，其中確定關(guān)于寬帶元件的調(diào)制器值包括選 擇調(diào)制器值以使得通過(guò)附加顏色的所需量的光。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中調(diào)制器的每個(gè)像素包括多個(gè) 元件，用于每個(gè)像素的元件至少包括對(duì)應(yīng)于多種顏色的每一種顏色的 基本元件，所述方法包括由限定要被顯示的圖像的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生關(guān)于多種顏色的每一種 顏色的照明器值，所述關(guān)于每一種顏色的照明器值確定該顏色的光源 組中的光源的亮度；對(duì)于多種顏色的每一種顏色，估計(jì)通過(guò)按照照明器值驅(qū)動(dòng)所述陣列應(yīng)當(dāng)在調(diào)制器上產(chǎn)生的亮度圖案；對(duì)于多種顏色的每一種顏色，由圖像數(shù)據(jù)和對(duì)該種顏色估計(jì)的亮 度圖案確定調(diào)制器值；按照對(duì)應(yīng)的照明器值驅(qū)動(dòng)陣列中的每組光源，以及按照對(duì)應(yīng)的調(diào) 制器值驅(qū)動(dòng)調(diào)制器的基本元件，以便產(chǎn)生圖像。
24. —種包括上述的或者可由上述說(shuō)明清楚地導(dǎo)出的任何新的、 具有創(chuàng)造性的裝置、特征、特征和/或裝置的組合、特征和/或裝置的 子組合的設(shè)備。
25. —種包括如上面的說(shuō)明所述的任何新的有創(chuàng)造性的行動(dòng)、步 驟、行動(dòng)和/或步驟的組合、或者行動(dòng)和/或步驟的子組合的方法。
全文摘要
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(dú)立地控制。在每種顏色內(nèi)，對(duì)調(diào)制器上的不同區(qū)域照明的光源可被獨(dú)立控制。這種顯示器可以提供高的動(dòng)態(tài)范圍和寬的色域。
文檔編號(hào)G09G5/02GK101116133SQ200480044866
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:杜比加拿大公司