[發明專利]顯示器和投影系統

有效

• 申請號: 201410543207.3
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN104282275B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 達米爾·瓦勒納
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: G09G3/34
• 分類號: G09G3/34;G03B21/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 杜誠,陳煒

本申請是申請日為2009年11月9日、申請號為“200980145231.9”、發明名稱為“使用集簇光源的定制的點擴散函數”的發明專利申請的分案申請。

交叉引用

本申請請求2008年11月14日提交的美國臨時專利申請第61/114，548號的優先權，其整體通過參考合并到本文中。

技術領域

本發明涉及顯示設備。

背景技術

用于發光二極管(LED)背光的現有解決方案使用單獨控制的LED，或者使用被控制為單個單元的LED集簇。在每種情況下，向每個LED提供與每個其它LED實質上相同的電壓和電流。

各個LED的發射模式本質上預先確定了漫射光輸出或點擴散函數(PSF)。如圖1所示，單個LED 100產生固定的光發射模式(LED光)110。LED光例如入射到光膜120上，導致產生整形后的光輸出或PSF 130(漫射光的模式)。PSF 130本質上是恒定的，但是在強度方面可根據對LED通電的亮度級或調制而變化。

當使用光源集簇時，發生類似的結果。圖2是導致PSF 250的LED集簇200的示例。此處，PSF 250由來自LED集簇200的光的聚合構成。PSF 250具有不同的形狀，但是本質上還是隨變化的強度而保持恒定不變。

發明內容

本發明人已經認識到生成經濟可行的、單獨調制的LED背光的重大障礙，是從LED發射以及照射到LCD面板背部的光的形狀。本發明提供了節省成本的對背光所發射的光進行整形的方式。

概括而言，本發明提供了生成任意形狀的PSF。在一個實施例中，本發明包括LED集簇，該LED集簇包括利用電壓和/或電流的模式對LED通電以產生定制PSF的LED的陣列。陣列能夠對齊到矩形點上，或對齊到其它任意布置，例如三角形或六邊形。集簇可被控制為例如單個單元。

在一個實施例中，本發明包括顯示器，該顯示器包括背光，該背光包括布置成集簇的光源的陣列，其中，集簇被配置成發射具有定制PSF的光模式。PSF包括例如經由以下中的至少之一的應用來實現定制：集簇的光源之間的可變間隔，施加到集簇內的光源的不同量的通電，施加到集簇的光源的不同類型的通電，集簇的不同光源尺寸。光源例如是LED。

在一個實施例中，可通過從可能的通電的組中選擇的通電來確定定制PSF光模式，其中，該可能的通電的組中的每個提供不同的定制PSF。例如，可通過從可能的通電的組中選擇的通電來確定定制PSF光模式，以及基于最接近地對應于集簇的圖像的區域中的圖像數據為每個集簇選擇定制PSF光模式，其中，該可能的通電的組中的每個提供不同的定制PSF。

在一個實施例中，顯示器還包括布置成以便被集簇照射的光調制器，其中，光調制器的調制數據包括基于照射各個像素的至少一個定制PSF而要被應用到各個像素的偽影減少(artifact reduction)。例如，然后用大致等于或接近于期望圖像的低分辨率版本的光等級(light level)對光集簇通電，以及光調制器還調制從集簇發射的光，使得光接近于期望圖像。另一調制包括例如，以使用定制PSF生成的偽影為目標的偽影減少技術。

以上實施例可包括例如，被配置成接收圖像數據以及將可變通電模式應用到每個集簇內所選擇的光源組以實現基于接收到的圖像數據選擇的定制PSF的處理器。例如為過渡到暗的圖像區域選擇的所選擇的定制PSF包括窄的PSF，而為對應于亮區域的圖像區域選擇的所選擇的定制PSF包括平的PSF。

本發明可被實施為一種方法，包括步驟：接收圖像數據，評估圖像數據的區域以確定圖像區域的質量(quality)，以及將定制PSF應用到對應于每個區域的光源的集簇，其中，定制光源最適于照射對應于區域的光調制器的范圍。在一個實施例中，最適合的光源包括用于暗過渡區域的窄的PSF，和用于更亮區域的平的PSF。在另一實施例中，所選擇的定制PSF是從定制PSF的組中選擇的。

根據一個實施例，提供一種顯示器，其包括雙調制架構，該雙調制架構包括：第一調制裝置，被配置為從多個照明集簇產生第一調制光，其中每個集簇包括被布置成陣列的多個照明元件，并且其中每個集簇及其照明元件陣列被配置成產生包括PSF的照明模式；第二調制裝置，其與第一調制裝置光學串聯布置，使得由第一調制裝置的照明集簇產生的多個PSF照射第二調制裝置的調制表面；以及控制器，被配置為根據圖像數據對第一調制裝置和第二調制裝置通電。其中，控制器被配置為對第一調制裝置通電，使得照明集簇的多個PSF在圖像的投影期間被動態成形。