[发明专利]显示器和投影系统

说明书

本申请是申请日为2009年11月9日、申请号为“200980145231.9”、发明名称为“使用集簇光源的定制的点扩散函数”的发明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。

技术领域

本发明涉及显示设备。

背景技术

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LED 100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PSF 130(漫射光的模式)。PSF 130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PSF 250的LED集簇200的示例。此处，PSF 250由来自LED集簇200的光的聚合构成。PSF 250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。

发明内容

本发明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。本发明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，本发明提供了生成任意形状的PSF。在一个实施例中，本发明包括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，本发明包括显示器，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(artifact reduction)。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(light level)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。

本发明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。