用于电子真彩显示的设备、系统和方法技术方案

以显示具有许多色彩的图像数据的设备、系统和方法，该设备包括：光源（５０），用以产生具有至少四种原色的光；控制器（５６，５８），用以根据要由光源产生的图像数据（７２）来确定该至少四种原色的组合；显示屏（６０），用以根据来自控制器的组合显示图像数据。本发明专利技术并不局限于仅由三种原色—例如红、绿和蓝—所产生的色彩的组合。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一个实施方案涉及，特别地，涉及这样的设备、系统和方法其中在整个电子显示设备——例如计算设备的显示器——中，可显示扩展的色空间。
技术介绍
人类视觉对色彩的感知包括处于可视频谱(400nm-780nm)中的不同波长的光对人眼的影响，以及人脑对合成信号的处理。例如，为了使某个个体感知某个物体为“红色”，该物体必须将波长为大约580-780nm的光反射到该个体的视网膜上。依靠光的频谱分布并假设正常的色彩视觉，个体从范围很宽的这种光中感知到不同色彩。另外，个体感知到色彩的各种特征。色彩本身也可称作“色调”。另外，饱和度决定了色彩的亮度，这样饱和的色度感觉上就是很鲜艳的，而蜡笔画的同种色彩就更不饱和。色调和饱和度的结合形成了色彩的色度。在个体看来，色彩也有亮度，它是色彩的表观或感知能量，这样色彩“黑色”实际上就是任何色彩的亮度都为零。尽管色彩是物理学和生理学现象的结合，如前面所描述的，但匹配于某些可视色彩的色彩可仅用三种色彩的混合来获得。通常使用红、绿和蓝这样的特定频谱。这三种色彩可称为加色法原色。通过将每种色彩取不同量来混合，可获得人眼可视的宽色域。并不是每种色彩都可以用三原色的混合来表达(参看www.barco.com，2000年9月28日)。实际上，某些色彩只能在某个或某些原色的值为负时才能充分地精确表达。尽管这样的负值在理论上是可行的，但却无法用物理设备来产生。一个国际标准团体CIE(Commission Internationale del’Eclairage“国际照明委员会”)定义了一组特殊的虚原色，所有色彩都可以用正值来表达。之所以说这些原色是虚的，是因为它们都只有数学上的意义，无法由物理设备产生。尽管如此，这个系统在色彩表达上还是很有用，如下所述。该系统由色彩匹配函数X(λ)、Y(λ)和Z(λ)来定义，它们定义了原色对波长λ的单色激励的响应。此外，Y(λ)选为和人眼中色敏部分的亮度灵敏度相一致。利用这些原色，每种色彩都可以用三个正值XYZ来表达，其中Y比例于激励的亮度。通过用X+Y+z来除XYZ中的每个值，可得出一组归一化的xyz。在新的一组中，x+y+z＝1。如果给出三个值中的两个，可从中推出第三个值。这样，就可以用色度图中的一组两个值(例如，x和y)来表达一种色彩，如
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图1中所示。归一化过程中丢失的信息为色彩的亮度，但是保留了所有色度信息。图1中的色度图描述了xy空间中一个形状为马蹄形的闭合区域。马蹄边(示为线10)上的点认为是频谱轨迹，它们是相应于从400nm到780nm范围中的单色激励的xy值，正如所标出的。从下面封闭马蹄的直线12位于长波端和短波端的极限单色激励之间，称作紫线。白点为人眼感知到“白色”的那一点，它处在封闭区域之内。所有能被人眼辨别的色彩都处在该封闭区域之内，称作眼睛的色域。如果激励是单色的，则它位于马蹄边上。如果它是宽谱的，即含有一系列频谱的光，则其坐标位于色域之内。色彩的电子再现——例如由计算机显示器这样的电子显示设备来再现——现在都是由三原色来完成通常是红、绿和蓝。这些系统无法显示人眼所能感知的所有色彩范围。这种设备无法显示人眼所能感知的完整色彩范围的原因是某些色彩是由一种或多种原色的负值来表达的，这不可能由物理光源来实现。某些
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的设备和系统使用第四种“色彩”，它实际上是通过中性滤光器的光，或“白光”，它用来控制所显示色彩的亮度，正如关于US专利号5233385的例子中所描述的。然而，中性滤光器的使用无法影响所能显示的最终色域。根据三原色红、绿和蓝系统工作的电子显示设备包括诸如计算机显示器、电视、计算展示设备、电子户外显示这样的设备以及其它这样的设备。用于色彩显示的装置和使用各种设备，例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器、发光二极管(LED)以及用于在大屏幕上展示和显示视频资料的三色投影设备。作为这种设备的工作的例子，CRT显示器含有具有三种不同荧光体的象素，通过激励来发射红、绿和蓝光。在现有显示器中，送入显示器的视频信号为每个象素确定三个RGB色彩坐标(或这些坐标的一些函数)。每个坐标代表相关荧光体的激励强度。观看显示器的人将来自相邻象素的光合并以得到对所需色彩的感觉。合并的过程自动进行，人自己是不知道的，这个合并通过眼睛自己的以及大脑对来自眼睛的信号的处理这样的生理活动而发生。荧光体的红、绿和蓝发射确定了xy平面上的三个点。图2中标为14、16和18的点分别代表电视及相关设备中所用的典型荧光体组的红、绿和蓝。正如从图2中可以看出的，点14、16和18位于眼睛感知范围的谱域之内，这个谱域为人眼所能看见的光的谱值范围。利用这些原色可得到很多色彩。然而，正如前面所述的，并不能得到所有色彩，因为只可能有RGB的正值。这些正值的混合代表了三原色所能得到的色彩，它们处于三角形20中，由图2易见。然而，人眼色域的很大一部分在三角形20之外，从而无法利用三荧光体系统来显示。这个问题的一部分可通过利用激光或其它窄谱光来减轻，因为荧光体所发的光是宽谱的，从而导致处于所产生的色彩范围中的数值三角形更小。同样的问题在LCD显示器中也发现了，在LCD显示器中，通过让“白色”光通过滤光器来工作，滤光器也必须是宽谱的以使足够多的光能通过滤光器。然而，显示色域有限的问题并不能通过利用像激光这样的单色光源来解决，尽管所得三角形更大，但人眼色域的很大一部分还是无法仅靠使用三原色来显示，无论光源的类型如何。更有用的解决方法将使电视或计算机显示器这样的电子显示设备能显示更宽的色彩范围。这样的解决方法将是有效的，而且适用于大型电子显示设备和更小的便携设备。对这类解决方法的详细说明的尝试可在，例如，PCT申请WO 97/42770和WO 95/10160中找到，它们都描述了用四种或更多种原色来处理图像数据的方法。然而，这些申请中都没有讲解或提出一种能够显示四种或更多种原色的设备。US专利号4800375和6097367都描述了给出这种设备的尝试。然而，所公开的设备都不是解决这个问题的合适方法，因为这些设备都具有显著的缺陷。例如，US专利号4800375描述了一种平面背光屏，其中光源和控制器形成了单个单元。然而，由于每个象素具有不同色彩，增加原色的数目也就增加了生产成本，因为每个色彩都需要附加的光源/控制器单元，同时降低了屏幕分辨率。在US专利号6097367所公开的基于LED(发光二极管)的设备中也发现了类似的问题。这样，这些公开的
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设备都因显著的缺陷而受损害，尤其是形成图像的原色数目增加导致的所显示图像分辨率的降低。所以，对能为色彩的电子显示和再现提供扩展色谱的设备、系统和方法的需求还未满足，拥有这种设备、系统和方法将是很有用的，它们将有效地工作且可适用于尺寸不同的显示设备，并且在原色数目增加时它们不会导致所显示图像分辨率的降低。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案给出了显示扩展色域的设备、系统和方法。本专利技术适用于各类电子显示设备，例如电视和用于计算设备的显示器设备(“显示器”)。本专利技术的一个实施方案通过利用超过三种的原色来工作。正如前面所描述的，术语“原色”明确地不包括来自白色或多色光源并且仅穿过中性滤光器的光。这样，不同于
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的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
用以显示具有许多色彩的图像数据的设备，该设备包括： （ａ）光源，用以产生具有至少四种原色的光； （ｂ）控制器，用以根据所述光源要产生的图像数据确定该至少四种原色中的至少一种的组合，从而所述控制器与所述光源分离；以及 （ｃ）显示屏，用以根据来自所述控制器的组合显示图像数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾兰本大尉，墨西本朝润，
申请(专利权)人：格诺色彩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]