具有彩色像素和白色像素的大幅面顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有彩色像素和白色像素的大幅面顯示系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002] 本申請要求于2014年12月21日提交的且名稱為"LARGE-FORMAT DISPLAY SYSTEMS HAVING COLOR PIXELS AND WHITE PIXELS"的專利申請序列號為62/095,038的美國臨時專 利申請的優(yōu)先權(quán)利益，其通過引用以其整體并入本文。 發(fā)明領域
[0003] 本公開涉及顯示器，且特別涉及具有彩色像素和白色像素的大幅面顯示系統(tǒng)。
[0004] 背景
[0005] 例如LCD顯示器和LED顯示器的現(xiàn)代顯示器使用紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)光發(fā) 射器來產(chǎn)生彩色顯示圖像。某些類型的顯示器(包括大顯示器)使用封裝在一起的R、G和B光 發(fā)射器(例如二極管)來限定全色像素，其中這樣的像素的陣列限定顯示器。R、G和B光發(fā)射 器被稱為"子像素"，因為它們共同限定通常被稱為"RGB"像素的全色（"彩色"）像素。
[0006] 使用RGB像素的顯示器使用RGB顏色模型，其中R、G和B顏色被以不同的量添加以產(chǎn) 生各種各樣的顏色。所使用的特定R、G和B波長限定色域，其是可由光發(fā)射器產(chǎn)生的顏色空 間的表示。色域用于為顯示器執(zhí)行顏色管理。
[0007] 雖然R、G和B光可用于產(chǎn)生寬范圍的顏色，但是實際上它不是對所有應用最有效的 布置。結(jié)果證明將白色(W)子像素添加到R、G和B子像素以形成RGBW像素具有一些優(yōu)點。例 如，W子像素可用于提供增強的亮度，這允許減少R、G和B子像素的使用，這轉(zhuǎn)而增加像素的 壽命并且因此增加顯示器的壽命。此外，因為花費一定量的R、G和B光來產(chǎn)生白光，所以只使 用W子像素產(chǎn)生所需量的白光更有效。此外，它也使所感知的圖片質(zhì)量增強的使用變得可 能。這可以是例如在被稱為"白色加強"的事物的形式下，其中額外的白色被添加到RGB以添 加額外的伽馬(ga_a)。這模仿常規(guī)CRT顯示器的行為。
[0008] 不幸的是，RGBW像素具有一些缺點（特別是對于具有以英尺測量的尺寸的大幅面 顯示器）。一個缺點是，白色子像素的尺寸需要與R、G和B子像素的尺寸大約相同，使得RGBW 像素尺寸是相對大的。另一缺點是，與單獨的RGB LED比較白色LED光發(fā)射器具有更大的亮 度穩(wěn)定性的常規(guī)假設實際上是不正確的，以及白色LED的顏色穩(wěn)定性可能成問題的。與亮度 差異比較，人眼對色差的感知更敏銳得多。因此，使用白色子像素來增強亮度可惡化有害的 顏色穩(wěn)定性問題。
[0009] 另一缺點與在RGBW像素顯示器上顯示視頻信息和所涉及的信號處理的量有關(guān)。現(xiàn) 代電視機和視頻攝像機將光學信息轉(zhuǎn)換成電信號。電子信號然后被數(shù)字化、處理和封包化。 數(shù)字化步驟導致不受噪聲和其它問題影響的清晰圖像。對于具有RGBW像素的顯示器，數(shù)字 信號通過例如SDI (串行數(shù)字接口）的數(shù)字接口傳輸?shù)絉GBW像素顯示器需要相當多的視頻處 理。SDI標準限定未壓縮視頻的同軸電纜連接，并且也限定視頻格式，其中數(shù)據(jù)以8或10位字 的數(shù)字格式被發(fā)送以描述數(shù)字圖像。不同的分辨率圖像以不同的數(shù)據(jù)速率運行，但視頻圖 像的概念在不同的速度當中是相同的。字被以連續(xù)方式經(jīng)過接口發(fā)送，直到整個圖像被發(fā) 送為止（以經(jīng)典掃描方式來創(chuàng)建圖像）。在每像素基礎上經(jīng)過SDI接口發(fā)送的信息利用以色 度子采樣格式體現(xiàn)的發(fā)光度和色差方法。特別是，三個字Y、Cb和Cr被每像素發(fā)送，其中Y = 發(fā)光度，Cb =藍色差= B-Y，以及Cr =紅色差R-Y。各種色度子采樣格式被表示為Y:Cb:Cr(例 如4:2:2)，并強調(diào)優(yōu)于顏色信息的亮度信息的傳輸。
[0010] 接收設備接受來自SDI接口的信息流，且需要處理該信息并修改數(shù)據(jù)以能夠創(chuàng)建 視覺顯示器。因為大部分顯示器具有RGB像素來創(chuàng)建圖像，所以顯示(視頻)處理器必須獲取 所發(fā)送的信息并將它轉(zhuǎn)變成RGB信息。因此，對于每個RGBW像素，W子像素的白光的量基于每 三個字Y、Cb和Cr由R、G和B子像素發(fā)射的光的量的計算。在名稱為"Adding a White Subpixel" 的Candice H.Brown Elliott等人的文章 （Information Display ,2005年5月，第 26-31頁）中描述了這種類型的計算的例子。
[0011] 附圖簡述
[0012] 附圖被包括以提供進一步的理解并被合并在本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部 分。附圖示出一個或多個實施方式，且連同詳細描述一起用來解釋各種實施方式的原理和 操作。同樣地，從結(jié)合附圖進行的下面的詳細描述中，本公開將變得被更充分地理解，在附 圖中：
[0013] 圖1是根據(jù)本公開的方面的示例大幅面顯示系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方面的大幅面顯示系統(tǒng)的大幅面顯示器的正面前視圖和由 此形成的彩色顯示圖像，連同包括面板和模塊的大幅面顯示器的示例配置并示出構(gòu)成每個 模塊的像素陣列的RGB像素和W像素；
[0015] 圖3A和3B是示出執(zhí)行在來自大幅面顯示器的直接視覺彩色圖像和大幅面顯示器 的攝像機彩色圖像之間的顏色匹配的示例方法的流程圖；以及
[0016] 圖4是圖3B的示例顏色匹配方法的示例流程圖，其中流程圖包括與不同的方法步 驟相關(guān)的各種光譜。
[0017] 詳細描述
[0018] 現(xiàn)在詳細參考本公開的各種實施方式，其例子在附圖中示出。只要有可能，相同或 相似的參考數(shù)字和符號就在全部附圖中用于表示相同或相似的部件。附圖不必按比例繪 制，且本領域中的技術(shù)人員將認識到附圖哪些地方被簡化以示出本公開的關(guān)鍵方面。
[0019] 在下面的討論中，紅色、綠色和藍色原色連同白色一起用于描述本公開的方面。本 公開的教導并不嚴格地限于這些顏色，且本領域中的技術(shù)人員理解，其它顏色可用于實現(xiàn) 相同的效果。例如，桔色可代替白色來使用，盡管一般有較小的效率。品紅色、黃色和青綠色 也可用于有色光發(fā)射器，盡管一般有較小的效率。
[0020] 圖1是根據(jù)本公開的示例大幅面顯示(LFD)系統(tǒng)10的示意圖。LH)系統(tǒng)10包括具有 發(fā)射彩色顯示圖像26的前表面22的LFD 20,彩色顯示圖像26被示為由至少一個觀看者V觀 看。觀看者V的眼睛和大腦構(gòu)造視覺系統(tǒng)，其接收并處理彩色顯示圖像26以產(chǎn)生觀看者所感 知的實際彩色顯示圖像。
[0021] LH)系統(tǒng)10還包括視頻攝像機40和視頻處理器50。在例子中，視頻攝像機40被用電 纜的第一節(jié)段60A電連接到視頻處理器50,且視頻處理器由電纜的第二節(jié)段60B電連接到 LFD 20。電纜節(jié)段60A和60B的示例電纜是標準同軸電纜（例如801同軸電纜）。在各種例子 中，使用例如串行數(shù)字接口（SDI)、高清晰度SDI(HDSDI)、數(shù)字視頻接口（DVI)或高清晰度多 媒體接口（HDMI)的數(shù)字接口來配置LH)系統(tǒng)10的電連接。視頻攝像機40被示為捕獲場景64 的圖像。視頻攝像機40將場景64的被捕獲的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號SD。數(shù)字視頻信號DS 然后由如在下面更詳細討論的視頻處理器50處理以形成經(jīng)處理的數(shù)字視頻信號SD'。經(jīng)處 理的數(shù)字視頻信號SD'然后被發(fā)送到LFD 20,其作為響應形成彩色顯示圖像26。在例子中， LFD 20包括顯示電子單元28,其接收經(jīng)處理的數(shù)字視頻信號SD'并使用體現(xiàn)在其中的信息 以管理在LH)上的光發(fā)射器(下面討論的）的激活以創(chuàng)建彩色顯示圖像。在例子中，顯示電子 單元28不進一步處理經(jīng)處理的數(shù)字視頻信號SD'。
[0022]圖2示出LFD 20的正面視圖和由LFD(由于專利附圖的限制而以黑色和白色示出） 形成的彩色顯示圖像261FD 20被示為包括多個顯示面板（"面板"）70,盡管應當注意的是， 6x 5陣列的面板被僅僅通過示例的方式來示出，且可使用其它配置。每個面板70可具有尺 寸dlx x dly。在例子中，尺寸dlx范圍可從450mm到500mm，而尺寸dly范圍可從250mm到 300mm。在以第一特寫插圖II中示出的例子中，每個面板70可由多個顯示組件或"模塊"80 (例如所示的3x 4陣列的顯示模塊)構(gòu)成。每個模塊80可具有尺寸d2x x d2y。在例子中，尺 寸d2x范圍可從100mm到300mm，而尺寸d2y范圍可從80mm到300mm。在例子中，顏色像素110C 與白