宽色域显示器制造技术

本公开涉及宽色域显示器。一种显示器具有由包括光源阵列的照明器照明的调制器。所述阵列包括多种颜色的光源。不同颜色的光源可被独立地控制。在每种颜色内，对调制器上的不同区域照明的光源可被独立控制。这种显示器可以提供高的动态范围和宽的色域。

【技术实现步骤摘要】
宽色域显示器本申请是申请日为2004年12月24、题为“宽色域显示器”的专利技术专利申请200480044866.7的分案申请。对于相关申请的相互参考本申请披露的主题和2004年12月23日提交的美国申请N0.60/638122、名称为“FIELD SEQUENTIAL DISPLAY OF COLOR IMAGES”的专利申请的主题有关，该专利申请通过参考被包括在本说明中。
本专利技术涉及彩色显示器。本专利技术可应用于计算机显示器、电视监视器等。
技术介绍
—般的液晶显示器(IXD)具有背光和在背光前方的由可变透射率的像素构成的屏幕。背光对IXD的后面进行均匀地照明。通过减少像素的透射率可以使像素成为暗的像素。通过增加像素的透射率使得来自背光的光可以通过，可以使像素成为看起来亮的像素。通过对像素施加合适的驱动信号，从而产生由亮的和暗的区域构成的所希望的图案，可以在IXD上显示图像。在一般的彩色IXD中，每个像素由可被单独控制的红、绿、蓝元件构成。每个元件包括使对应颜色的光通过的滤光器。例如，红色元件包括红滤光器。当像素中只有红元件被设置为透光时，则光通过红滤光器，因而该像素呈现红色。通过应用引起红、绿、蓝元件的不同的透射率的组合的信号，可以使像素具有其它的颜色。背光LCD—般使用荧光灯。名称为 HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES 的 PCT公开N0.W003077013A3的专利文件中披露了一种使用LED作为背光的高动态范围的显示器。需要高效率的显示器。尤其需要能够以宽的色域表示颜色的显示器。
技术实现思路
本专利技术提供一些显示器。在按照本专利技术的一个示例实施例的显示器中，来自照明器的光被投射到调制器的有效区域上。所述照明器包括可被独立控制的光发射器的阵列。所述光发射器可被控制，用于在所述调制器的有效区域上投射亮度图案。所述调制器可被控制，以便在观看位置显示所希望的图像。本专利技术还提供一些用于显示彩色图像的方法。本专利技术的一个方面提供一种显示器，其包括包含有光源的阵列的照明器。所述光源包括多种颜色的光源。布置调制器以使得其由所述照明器照明。所述调制器包括多个像素，每个像素具有多个元件。照明器驱动器电路独立地控制照明器的多个区域的每个区域中的光源的强度，并在每个区域内独立地控制多种颜色的每种颜色的强度。在照明器的多个区域的每个区域中的光源利用具有由所述照明器驱动器电路控制的颜色和强度的光对照明器的相应区域照明。调制器驱动器电路被连接成使得利用像素元件控制来自照明器的光的调制。在本专利技术的一些实施例中，调制器包括液晶显示板，光源包括发光二极管。在本专利技术的一些实施例中，不同颜色的光源具有不同的最大光输出。在这些实施例中，具有较大光输出的颜色的光源可以比具有较低的最大光输出的颜色的光源被更宽地分开。本专利技术的另一个方面提供一种用于在观看区域显示图像的设备。所述设备包括包含有多组可独立控制的光源的阵列。每组光源发射多种颜色中对应的一种颜色的光。所述设备包括具有包含有多个像素的有效区域的调制器。所述有效区域由所述阵列照明。每个像素可被控制，以改变被通过而到达观看区域的入射到有效区域的光的比例。所述设备还包括控制电路，其被配置用于按照控制信号驱动光源的每一组，从而在调制器的有效区域上投射亮度图案。在有效区域上关于每一组的亮度图案在强度方面具有改变。这种改变由所述控制电路控制。本专利技术的另一个方面提供一种用于在观看区域显示图像的方法。所述方法包括:提供包括多组可被独立控制的光源的阵列，每组的光源发射多种颜色中的对应的一种颜色的光；响应控制信号驱动所述阵列，使得每组在包括多个像素的调制器的有效区域上投射亮度图案，所述亮度图案随着由控制信号确定的有效区域上的位置而具有强度的改变；以及，控制调制器的像素，使得选择性地允许光从有效区域通过而到达观看区域。 下面说明本专利技术的其它方面和本专利技术的特定实施例的特征。【附图说明】在用于说明本专利技术的非限制性实施例的附图中，图1是具有由三色LED的阵列构成的照明器的显示器的示意图；图1A是说明用于产生照明器和调制器控制信号的方法的流程图；图2是由彩色LED组的阵列构成的照明器的示意图；图3是用于说明在显示器的照明器中LED的点分布函数的曲线；图4是用于说明沿着由图3的LED照明的调制器上的一行亮度随位置而改变的曲线.-^4 ，图5是用于说明一种显示器的照明器中LED的点分布函数的曲线，其中不同颜色的LED具有不同的强度和不同的点分布函数；图6是用于说明沿着由图5的LED照明的调制器上的一行亮度随位置而改变的曲线.-^4 ，图7是用于说明在一种显示器的另一照明器中LED的点分布函数的曲线，其中不同颜色的LED具有不同的强度和不同的点分布函数；图8是用于说明沿着由图7的LED照明的调制器上的一行亮度随位置而改变的曲线；以及图9是说明用于校 正通过宽带像素元件的光的方法的流程图，所述宽带像素元件通过两种或更多种颜色的光。【具体实施方式】在下面的整个说明中，描述了具体的细节以便提供对本专利技术的透彻的理解。不过，本专利技术可以不用这些具体的细节来实施。在其它的例子中，未示出或详细描述熟知的元件，以避免不必要地使本专利技术不清楚。因而，说明书和附图应该被认为是说明性的而不是限制性的。图1表示显示器10，其中可以是IXD板的调制器12例如由包括光发射器16的阵列14的照明器进行背光照明。在所示的实施例中，光发射器16包括发光二极管(LED)。在下面的说明中，光发射器16被称为“LED16”，调制器12指的是LCD板。也可以使用其它合适的光源代替LED16。可以使用其它合适的调制器代替IXD板12。LED16包括不同颜色的光的单独的发射器，它们可被组合而形成彩色图像。在图1的示例实施例中，LED16包括红、绿、蓝光发射器。在替代实施例中，可以提供其它颜色的组八口 ο光发射器可被封装在离散的封装内。在本专利技术的一些实施例中，两种或更多种不同颜色的发射器被封装在一个共同的封装内。每种颜色的发射器可独立于其它颜色的发射器而被控制。在阵列14中的不同位置的相同颜色的发射器可相互独立地被控制。由LED16发射的光具有窄的带宽(一般在20nm到50nm的范围内)。LCD12具有像素13，其分别包括红、绿、蓝元件13R，13G和13B。红、绿、蓝元件的滤色器分别具有一个通带，其通过对应于由LED16发射的光的颜色中相应的一种颜色的光，并阻挡其它颜色的光。显示器10能够显示非常饱和的红、绿、蓝色。在本专利技术的一些实施例中，IXD12的滤色器的通带是窄的(即小于150nm)。该通带例如具有30到IOOnm范围内的带宽。不需要宽的通带，因为由每个LED16发射的光具有窄的频谱。在一些实施例中，显示器10可以以其中LED16的亮度可被单独控制的方式来操作，例如在PCT公开N0.W003077013A3的文件中所述的。图1示出了用于控制LED16的强度的照明器控制信号17和用于控制由每一个像素13的元件通过的光量的调制器控制信号18。在一些实施例中，照明器控制信号17使合适的驱动电路单独地控制不同颜色的LED16的亮度，并在特定的颜色内，单独地控制在不同的空间位置的LED16的亮度。这使得照明器14能够在调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示图像的装置，该装置包括：a.至少三种颜色的可独立控制的光源的二维阵列，其中所述光源每个均发射所述颜色之一的窄带光，所述窄带光的带宽在20nm至50nm的范围；b.控制电路，连接成基于定义图像的图像数据独立地控制所述阵列的多个区域中的每个区域中的光源的强度，所述图像数据直接或间接指定所述图像的每个像素的亮度值和颜色值，所述控制电路配置为独立地控制每个区域内多种颜色中的每种颜色的光源的强度以提供在不同位置具有不同的颜色混合的亮度，使得所述阵列投射期望的亮度图案，该亮度图案的颜色在所述阵列上的位置之间发生变化；c.其中，对于所述至少三种颜色中的每种颜色的光源，相邻光源的点分布函数重叠。

【技术特征摘要】
2004.12.23 US 60/638,1221.一种用于显示图像的装置，该装置包括: a.至少三种颜色的可独立控制的光源的二维阵列，其中所述光源每个均发射所述颜色之一的窄带光，所述窄带光的带宽在20nm至50nm的范围； b.控制电路，连接成基于定义图像的图像数据独立地控制所述阵列的多个区域中的每个区域中的光源的强度，所述图像数据直接或间接指定所述图像的每个像素的亮度值和颜色值，所述控制电路配置为独立地控制每个区域内多种颜色中的每种颜色的光源的强度以提供在不同位置具有不同的颜色混合的亮度，使得所述阵列投射期望的亮度图案，该亮度图案的颜色在所述阵列上的位置之间发生变化； c.其中，对于所述至少三种颜色中的每种颜色的光源，相邻光源的点分布函数重叠。2.如权利要求1所述的装置，其中所述光源包括所述至少三种颜色中的第一颜色的第一光源和所述至少三种颜色中的第二颜色的第二光源，所述第一光源具有第一宽度的点分布函数，所述第二光源具有与所述第一宽度不同的第二宽度的点分布函数。3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一光源和所述第二光源中的每个基本均匀地分布在所述阵列中。4.如权利要求2所述的装置，其中所述第一光源和所述第二光源中的相邻光源间隔开的距离的比在所述第一光源和所述第二光源的点分布函数的宽度的比的15%以内。5.如权利要求1所述的装置，其中所述多种颜色包括四种或更多种颜色。6.如权利要求1所述的装置，其中所述光源包括发光二极管。7.如权利要求6所述的装置，其中所述至少三种颜色中的不同颜色的发光二极管具有不同的强度和不同的点分布函数。8.如权利要求6所述的装置，其中每种颜色的发光二极管的数量与所述发光二极管的通量比成反比。9.如权利要求6所述的装置，其中所述至少三种颜色包括红、绿和蓝，所述光源包括红发光二极管、绿发光二极管和蓝发光二极管。10.如权利要求9所述的装置，其中所述红、绿和蓝发光二极管在最大输出处具有3:5:1的通量比。11.如权利要求9所述的装置，其中所述红和绿发光二极管具有比所述蓝发光二极管更大的最大亮度。12.如权利要求9所述的装置，其中所述光源还包括黄光发射器或青光发射器。13.如权利要求12所述的装置，其中所述黄光发射器或青光发射器比所述红、绿和蓝光发射器更亮。14.如权利要求1所述的装置，其中所述光源包括红光、绿光和蓝光的光源。15.如权利要求14所述的装置，其中所述光源布置成组，每组包括红光源、绿光源和蓝光源。16.如权利要求15所述的装置，其中所述光源包括三色发光二极管。17.如权利要求14所述的装置，其中所述至少三种颜色中的两种或更多种不同的颜色的光源封装在公共封装中。18.如权利要求14所述的装置，其中所述光源封装在离散封装中。19.如权利要求1至18中的任一项所述的装置，其中所述至少三种颜色中的每种颜色的光源均匀分布在所述阵列中。20.如权利要求1至18中的任一项所述的装置，其中当所述图像数据指定所述图像的一区域应主要为红色时，所述控制器配置为关闭或者以减小的电平操作所述阵列的对应区域中的蓝和绿光发射器。21.如权利要求1至18中的任一项所述的装置，其中所述控制电路配置为根据所述图像数据单独为所述多种颜色中的每种颜色产生照明器控制信号。22.如权利要求21所述的装置，其中所述控制电路包括计算机处理器。23.如权利要求1所述的装置，其中当所有光源都以最大输出操作时，所述多种颜色中的所有颜色的光的平均强度基本彼此相等。24.如权利要求1至18中的任一项所述的装置，还包括调制器和调制器驱动器电路，其中所述照明器布置成投射照明图案到所述调制器的有效区域上，所述调制器驱动器电路连接为控制所述调制器以调制来自所述照明器的光。25.如权利要求24所述的装置，其中所述调制器包括多个像素元件，所述调制器驱动器配置为控制所述像素元件。26.如权利要求25所述的装置，其中所述调制器的像素元件每个都包括与滤色器相关联的多个子像素，每个滤色器通过所述多种颜色之一且阻挡所述多种颜色中的其余颜色。27.如权利要求26所述的装置，其中所述滤色器的通带的带宽小于150nm。28.如权利要求27所述的装置，其中所述通带的带宽在30nm至IOOnm的范围。29.如权利要求24所述的装置，其中所述调制器包括IXD面板。30.一种用于显示图像的装置，该装置包括: a.至少三种颜色的可独立控制的光源的二维阵列，其中所述光源包括发光二极管，其中所述至少三种颜色中的第一颜色的发光二极管具有与所述至少三种颜色中的第二颜色的发光二极管不同的最大强度和不同的点分布函数； b.控制电路，连接成基于定义图像的图像数据独立地控制所述阵列的多个区域中的每个区域中的发光二极管的强度，所述图像数据直接或间接指定所述图像的每个像素的亮度值和颜色值，所述控制电路配置为独立地控制每个区域内多种颜色中的每种颜色的强度以提供在不同位置处不同的颜色混合，使得所述阵列投射期望的亮度图案，该亮度图案的颜色在所述阵列上的位置之间发生变化； c.其中，对于所述至少三种颜色中的每种颜色的发光二极管，相邻光源的点分布函数重叠。31.如权利要求2所述的装置，其中所述颜色中的第一颜色的光源和所述颜色中的第二颜色的光源每个都基本均匀地分布在所述阵列中。32.如权利要求31所述的装置，其中所述第一颜色和所述第二颜色的光源中的相邻光源间隔开的距离的比在所述第一颜色和所述第二颜色的光源的点分布函数的宽度的比的15%以内。33.如权利要求30所述的装置，其中所述多种颜色包括四种或更多种颜色。34.如权利要求30所述的装置，其中所述光源包括发光二极管。35.如权利要求34所述的装置，其中每种颜色的发光二极管的数量与所述发光二极管的通量比成反比。36.如权利要求34所述的装置，其中所述至少三种颜色包括红、绿和蓝，所述光源包括红发光二极管、绿发光二极管和蓝发光二极管。37.如权利要求36所述的装置，其中所述红、绿和蓝发光二极管在最大输出处具有3:5:1的通量比。38.如权利要求36所述的装置，其中所述红和绿发光二极管具有比所述蓝发光二极管更大的最大亮度。39.如权利要求36所述的装置，其中所述光源还包括黄光发射器或青光发射器。40.如权利要求39所述的装置，其中所述黄光发射器或青光发射器比所述红、绿和蓝光发射器更亮。41.如权利要求30所述的装置，其中所述光源包括红光、绿光和蓝光的光源。42.如权利要求41所述的装置，其中所述光源布置成组，每组包括红光源、绿光源和蓝光源。43.如权利要求42所述的装置，其中所述光源包括三色发光二极管。44.如权利要求41所述的装置，其中所述至少三种颜色中的两种或更多种不同的颜色的光源封装在公共封装中。45.如权利要求41所述的装置， 其中所述光源封装在离散封装中。46.如权利要求30至45中的任一项所述的装置，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：海尔基·斯特泽恩，
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