显示器和投影系统技术方案

公开了一种显示器及投影系统。该显示器包括双调制架构，该双调制架构包括：第一调制装置，被配置为从多个照明集簇产生第一调制光，其中每个集簇包括被布置成阵列的多个照明元件，并且其中每个集簇及其照明元件阵列被配置成产生包括PSF的照明模式；第二调制装置，其与第一调制装置光学串联布置，使得由第一调制装置的照明集簇产生的多个PSF照射第二调制装置的调制表面；以及控制器，被配置为根据图像数据对第一调制装置和第二调制装置通电。其中，控制器被配置为对第一调制装置通电，使得照明集簇的多个PSF在图像的投影期间被动态成形。

【技术实现步骤摘要】
显示器和投影系统本申请是申请日为2009年11月9日、申请号为“200980145231.9”、专利技术名称为“使用集簇光源的定制的点扩散函数”的专利技术专利申请的分案申请。交叉引用本申请请求2008年11月14日提交的美国临时专利申请第61/114，548号的优先权，其整体通过参考合并到本文中。
本专利技术涉及显示设备。
技术介绍
用于发光二极管(LED)背光的现有解决方案使用单独控制的LED，或者使用被控制为单个单元的LED集簇。在每种情况下，向每个LED提供与每个其它LED实质上相同的电压和电流。各个LED的发射模式本质上预先确定了漫射光输出或点扩散函数(PSF)。如图1所示，单个LED100产生固定的光发射模式(LED光)110。LED光例如入射到光膜120上，导致产生整形后的光输出或PSF130(漫射光的模式)。PSF130本质上是恒定的，但是在强度方面可根据对LED通电的亮度级或调制而变化。当使用光源集簇时，发生类似的结果。图2是导致PSF250的LED集簇200的示例。此处，PSF250由来自LED集簇200的光的聚合构成。PSF250具有不同的形状，但是本质上还是随变化的强度而保持恒定不变。
技术实现思路
本专利技术人已经认识到生成经济可行的、单独调制的LED背光的重大障碍，是从LED发射以及照射到LCD面板背部的光的形状。本专利技术提供了节省成本的对背光所发射的光进行整形的方式。概括而言，本专利技术提供了生成任意形状的PSF。在一个实施例中，本专利技术包括LED集簇，该LED集簇包括利用电压和/或电流的模式对LED通电以产生定制PSF的LED的阵列。阵列能够对齐到矩形点上，或对齐到其它任意布置，例如三角形或六边形。集簇可被控制为例如单个单元。在一个实施例中，本专利技术包括显示器，该显示器包括背光，该背光包括布置成集簇的光源的阵列，其中，集簇被配置成发射具有定制PSF的光模式。PSF包括例如经由以下中的至少之一的应用来实现定制：集簇的光源之间的可变间隔，施加到集簇内的光源的不同量的通电，施加到集簇的光源的不同类型的通电，集簇的不同光源尺寸。光源例如是LED。在一个实施例中，可通过从可能的通电的组中选择的通电来确定定制PSF光模式，其中，该可能的通电的组中的每个提供不同的定制PSF。例如，可通过从可能的通电的组中选择的通电来确定定制PSF光模式，以及基于最接近地对应于集簇的图像的区域中的图像数据为每个集簇选择定制PSF光模式，其中，该可能的通电的组中的每个提供不同的定制PSF。在一个实施例中，显示器还包括布置成以便被集簇照射的光调制器，其中，光调制器的调制数据包括基于照射各个像素的至少一个定制PSF而要被应用到各个像素的伪影减少(artifactreduction)。例如，然后用大致等于或接近于期望图像的低分辨率版本的光等级(lightlevel)对光集簇通电，以及光调制器还调制从集簇发射的光，使得光接近于期望图像。另一调制包括例如，以使用定制PSF生成的伪影为目标的伪影减少技术。以上实施例可包括例如，被配置成接收图像数据以及将可变通电模式应用到每个集簇内所选择的光源组以实现基于接收到的图像数据选择的定制PSF的处理器。例如为过渡到暗的图像区域选择的所选择的定制PSF包括窄的PSF，而为对应于亮区域的图像区域选择的所选择的定制PSF包括平的PSF。本专利技术可被实施为一种方法，包括步骤：接收图像数据，评估图像数据的区域以确定图像区域的质量(quality)，以及将定制PSF应用到对应于每个区域的光源的集簇，其中，定制光源最适于照射对应于区域的光调制器的范围。在一个实施例中，最适合的光源包括用于暗过渡区域的窄的PSF，和用于更亮区域的平的PSF。在另一实施例中，所选择的定制PSF是从定制PSF的组中选择的。根据一个实施例，提供一种显示器，其包括双调制架构，该双调制架构包括：第一调制装置，被配置为从多个照明集簇产生第一调制光，其中每个集簇包括被布置成阵列的多个照明元件，并且其中每个集簇及其照明元件阵列被配置成产生包括PSF的照明模式；第二调制装置，其与第一调制装置光学串联布置，使得由第一调制装置的照明集簇产生的多个PSF照射第二调制装置的调制表面；以及控制器，被配置为根据图像数据对第一调制装置和第二调制装置通电。其中，控制器被配置为对第一调制装置通电，使得照明集簇的多个PSF在图像的投影期间被动态成形。根据另一个实施例，提供一种投影系统，包括：第一调制器；控制器，被配置为根据图像数据对第一调制器通电，其中第一调制器被通电以从多个照明集簇产生第一调制光，其中每个照明集簇包括被布置成阵列的多个照明元件，并且其中每个照明集簇及其相应的照明元件阵列发射包括PSF的光；以及第二调制器，其与第一调制装置光学串联布置，使得由第一调制装置的多个照明集簇产生的多个PSF照射第二调制装置的调制表面。其中，控制器还被配置成：根据照射第二调制器的通电区域的PSF和图像数据来对第二调制器的区域通电。在各个实施例中，该方法还包括为集簇照射的空间调制器确定调制的步骤，其中，所确定的调制包括基于照射调制器的集簇的PSF而选择的伪影减少技术。可在通用计算机、或网络化计算机上以编程方式来传统地实现设备中的部分和方法中的部分，以及可将结果显示在连接到通用计算机、网络化计算中的任一个的输出设备上，或者将结果传送到用于输出或显示的远程设备。另外，以计算机程序、数据序列和/或控制信号呈现的本专利技术的任何组件可被实施为用任何媒介以任何频率广播(或发送)的电子信号广播，其中，该电子信号广播包括但不限于无线广播、以及在铜线、光纤光缆和同轴电缆上的传送等。附图说明通过与附图有关地进行考虑时参考下面的详细说明，随着本专利技术及其许多伴随的优点变得更好理解，将容易获得对本专利技术及其许多伴随的优点的更完整的理解，在附图中：图1描绘单个LEDPSF；图2描绘LED集簇PSF；图3是根据本专利技术实施例的集簇中的LED的布置的示意图；图4是根据本专利技术实施例的LED集簇和PSF的示意图；图5是另外根据本专利技术的各个实施例可被利用或定制的若干替换PSF的图；图6是根据本专利技术实施例的实现具有变化大小和可变调制的各个光源的集簇的示意图；图7是根据本专利技术实施例的不同定制PSF所照射的LCD屏上的图像的图；图8是根据本专利技术实施例的过程的流程图；图9是根据本专利技术实施例的系统。具体实施方式再次参考附图，其中，相同的附图标记指示相同的部分或对应的部分，以及更具体地参考附图中的图3，描绘了根据本专利技术实施例的集簇300中的LED的布置的示意图。集簇300是根据本专利技术实施例的例示性集簇，并且集簇300包括3×5阵列的LED(例如，位于阵列对角处的LEDR1、C1和LEDR3、C5)。在其它实施例中，具体的行和列可不明显，而且集簇可呈现除行列阵列以外的形状。可以以可变等级对集簇内的LED通电。例如，在示例性实施例中，LEDR2、C2/C3/C4/C5各自被示为以Vf＝x2V，I＝j2mA充电；而包括R1、C1的剩余LED被示为根据大约Vf＝x1V，I＝YmA充电。此处，“x1”和“x2”表示施加到LED的不同电压。“j1”和“j2”表示驱动各LED的电流。所提供的不同电压和电流的数量仅受集簇中的LED的数量约束。替选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示器，其包括双调制架构，所述双调制架构包括：第一调制装置，被配置为从多个照明集簇产生第一调制光，其中每个集簇包括被布置成阵列的多个照明元件，并且其中每个集簇及其照明元件阵列被配置成产生包括PSF的照明模式；第二调制装置，其与第一调制装置光学串联布置，使得由所述第一调制装置的所述照明集簇产生的多个PSF照射所述第二调制装置的调制表面；以及控制器，被配置为根据图像数据对所述第一调制装置和所述第二调制装置通电，其中，所述控制器被配置为对所述第一调制装置通电，使得所述照明集簇的所述多个PSF在图像的投影期间被动态成形。

【技术特征摘要】
2008.11.14 US 61/114,5481.一种显示器，其包括双调制架构，所述双调制架构包括：第一调制装置，被配置为从多个照明集簇产生第一调制光，其中每个集簇包括被布置成阵列的多个照明元件，并且其中每个集簇及其照明元件阵列被配置成产生包括点扩散函数的照明模式；第二调制装置，其与第一调制装置光学串联布置，使得由所述第一调制装置的所述照明集簇产生的多个点扩散函数照射所述第二调制装置的调制表面；以及控制器，被配置为根据图像数据对所述第一调制装置和所述第二调制装置通电，其中，所述控制器被配置为对所述第一调制装置通电，使得所述照明集簇的所述多个点扩散函数在图像的投影期间被动态成形。2.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述第一调制装置包括被光源照射的调制装置。3.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述第一调制装置包括被多个光源照射的调制装置。4.根据权利要求3所述的显示器，其中，所述光源包括发光二极管。5.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述显示器包括投影系统。6.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述控制器通过以下操作针对每个要投影的集簇确定点扩散函数：对要显示的图像的区域进行平均，以及针对每个区域选择满足一组预定条件的点扩散函数，并且对所述第一调制装置通电，使得对应于每个区域的所述集簇产生针对该区域选择的所述点扩散函数。7.根据权利要求6所述的显示器，其中，所述照明元件相同，但以不同的通电水平通电，并且其中集簇中的照明元件被以不同的通电水平通电。8.根据权利要求6所述的显示器，其中，所述照明元件相同，但被设置成产生不同的亮度水平，并且其中集簇中的照明元件被设置在不同的亮度水平。9.根据权利要求8所述的显示器，其中，通过开启或关闭所述元件来设置所述照明元件的亮度水平。10.根据权利要求9所述的显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：达米尔·瓦勒纳，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国;US