[發明專利]三維彩色合成顯示器及方法

有效

• 申請號: 200680017230.2
• 申請日: 2006-04-03
• 公開（公告）號: CN101180667A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: L·D·西爾弗斯坦;C·W·佩恩
• 申請（專利權）人: 杜比加拿大有限公司
• 主分類號: G09F9/30
• 分類號: G09F9/30;G09F9/33;H01L51/50;H01L33/00;H01L27/32;G09G3/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

相關申請的引用

【0001】本申請要求2005年4月1日提交的美國專利申請號第60/667,506號的巴黎公約優先權。對于美國來說，根據美國法案35?U.S.C.§119規定，本申請要求2005年4月1日提交的美國專利申請號第60/667,506號題為THREE-DIMENSIONAL?COLOR?SYNTHESIS?FOR?ENHANCEDDISPLAY?IMAGE?QUALITY的權益，在此其以參考形式全文并入本文。

發明領域

【0002】本發明涉及電子信息顯示器。本發明可以具體化為例如，直視平板型彩色矩陣顯示設備；投影顯示系統；或近眼彩色成像設備，其中由離散可尋址的像元矩陣組成的一個或多個設備用作成像部件。

背景技術

【0003】其中離散可尋址的二維像元(象素)矩陣用于生成全色圖像的彩色矩陣顯示(CMD)設備很快成為了信息顯示和電視(TV)應用的主導技術。一些彩色矩陣顯示器比如多色有機發光二極管(OLED)矩陣顯示器和矩陣尋址電致發光(EL)板是自發光的。其他彩色矩陣顯示器比如矩陣尋址液晶顯示器(LCD)不是自發光的。不是自發光的設備比如LCD矩陣可以稱作“光閥”。

【0004】從基色的有界集合成全色圖像對于所有CMD是共同的難題。色覺的三色理論以彩色合成為基礎。這種理論假定全部顏色由人類視覺系統(HVS)通過三種不同類型的響應進行分析，所述三種不同類型的響應對應于人類視網膜中的三種不同光敏受體群(population)的轉換后的光譜靈敏度。每個受體群對于有限光譜帶寬內的光學輻射選擇性地敏感，所述有限光譜帶寬大約分為長波長(紅色)、中波長(綠色)和短波長(藍色)響應函數。這三種響應函數是神經系統地處理的并以一種復雜的模式組合，以形成我們最終所感受的顏色。

【0005】根據三色理論，由于只有三個不同的波長靈敏受體群的輸出經組合以形成我們對整個光譜顏色的感覺，所以任何顏色的表現可以通過混合三種適當選擇的基色刺激物進行匹配。

【0006】在概念上，最簡形式的相加性包括直接地疊加三種不同顏色的光束或彩色圖像。一些全色電子顯示器組合了來自基色光源的光。例如，為群組觀看而設計的一些投影顯示器疊加三個投影的基色圖像。用于這種投影顯示器的光學系統趨向于是較大的且笨重的。三個投影圖像的精確對準往往很難實現。此外，大多數這種類型的顯示器傾向于亮度較低。

【0007】試圖疊加三基色圖像的直視顯示器具有附加的問題：在要求制造并對準獨立可尋址的三基色象素陣列的設備中，制造產量和設備可靠性可能是不合乎要求地低。這樣就提高了制造成本。進一步地，利用空間疊加的直視顯示器易于產生離軸觀測角的觀察視差。觀察視差導致三基色象素陣列的可察覺的圖像重合不良，并且隨著象素尺寸相對于單色象素陣列厚度的減少(例如，高分辨率彩色顯示器)和/或離軸觀測角的增加而愈加明顯。

【0008】一些顯示器利用HVS完全受限于空間和時間分辨率的事實。在HVS的空間和時間分辨極限之外進行積分(integration)。因此，當圖案的空間或時間頻率超過各自的分辨極限時，由適當選擇的三基色組成的空間或時間圖案足以產生全范圍的顏色。這允許了空間附加和時間附加的彩色合成(參見Wandell&Silverstein，Digital?color?reproduction?in?S.Shevell(ed.)The?science?of?color，2^nd?edition，Optical?Society?of?America，Washington?D.C.(2003)pp.281-316，其含蓋了成像系統中色覺和彩色合成的基礎)。

【0009】HVS可以被模擬為具有通道結構，在該通道結構中亮度和色度通道是可分離的。圖1提供了從視網膜感光器經過早期神經系統處理階段的互補處理視覺通道的示意性表示。低級視覺通道被組織進入兩種互補的色差通道(R-G通道和黃色Y-B通道)，而亮度通道由R和G感光器輸出的和形成。在這種表示中，短波長或B感光器對亮度通道沒有貢獻。圖2示出了HVS的適光的發光效率函數，并進一步說明了短波長對圖像亮度的很小貢獻。

【0010】圖3示出了亮度(強度)的分辨率和HVS的色度視覺通道(R-G和Y-B)的心理物理學研究的結果。從這些數據中清楚的是亮度或強度通道是大多數HVS空間分辨能力形成的原因。相對于亮度或強度通道，色度通道尤其是短波長或B輸入表明顯著減少的空間分辨率。