專(zhuān)利名稱(chēng)：具有空間可變背光的顯示器的校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示數(shù)字圖像的顯示器的校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
用于顯示數(shù)字圖像的某些類(lèi)型的顯示器包括多個(gè)可單獨(dú)控制的 光源。這種顯示器的例子包括國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/CA03/00350中所描 述的顯示器，通過(guò)引用將該國(guó)際申請(qǐng)結(jié)合在此。例如，這種顯示器可 以使用發(fā)光二極管(LED)作為可單獨(dú)控制的光源。
使用LED作為光源的一個(gè)問(wèn)題是在特定驅(qū)動(dòng)電流水平下發(fā)出的 光量可能在各個(gè)LED之間顯著地改變。這種改變可能是由生產(chǎn)過(guò)程 變化引起的。另外，各個(gè)LED對(duì)于任何給定驅(qū)動(dòng)電流將產(chǎn)生的光量 趨向于隨著LED老化而以不可預(yù)測(cè)的方式緩慢減小。
因此希望提供一種用于校準(zhǔn)采用可單獨(dú)控制的光源的顯示器以 補(bǔ)償光源中的不同個(gè)體之間的明度(brightness)差異的機(jī)制。上述 國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/CA03/00350中描述了某些這種校準(zhǔn)機(jī)制。
與某些LED相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)問(wèn)題是發(fā)射光的色譜可能在各個(gè) LED之間改變。例如，某些類(lèi)型的白LED包括照射黃熒光粉的藍(lán) LED。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)以便發(fā)出白光時(shí)，這些LED中的單個(gè)LED可發(fā)出具 有范圍從"藍(lán)白"到"黃白"的色鐠(也稱(chēng)為"色溫，，)的光。LED之間的方法和系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于校準(zhǔn)包括耦合到控制器的可單 獨(dú)控制的光源的陣列的顯示器的方法。可單獨(dú)控制的光源被配置為當(dāng) 響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)在控制器的控制下被供給電流時(shí)發(fā)光。該方法包括收 集由多個(gè)光源中的一個(gè)光源發(fā)出的光的至少一部分，接收表示收集的 光的收集光信號(hào)，將收集光信號(hào)和預(yù)期的光特性進(jìn)行比較，并且如果 該比較指示收集的光的強(qiáng)度不同于由預(yù)期的光特性指示的預(yù)期強(qiáng)度， 確定對(duì)于該一個(gè)光源的強(qiáng)度校正，該強(qiáng)度校正包括改變控制器提供給 所述一個(gè)光源的電流脈沖的占空比的指示。
下面描述本發(fā)明的其它方面和本發(fā)明的特定實(shí)施例的特征。


在示出了本發(fā)明的非限制性實(shí)施例的附圖中 圖1A和1B示出了具有收集向前發(fā)射的光的校準(zhǔn)機(jī)制的顯示器; 圖2A - 2C示出了收集雜散光的示例校準(zhǔn)機(jī)制； 圖3A示出了使用一個(gè)或多個(gè)附近的光源作為光檢測(cè)器檢測(cè)來(lái)自 一個(gè)光源的雜散光的校準(zhǔn)機(jī)制；
圖3B示出了用于選擇性地使光源發(fā)光或檢測(cè)光的示例電路的方
框圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)顯示器的方 法的步驟的流程圖5A示出了未校準(zhǔn)的被提供用以驅(qū)動(dòng)光源的電功率脈沖； 圖5B示出了校準(zhǔn)后的被提供用以驅(qū)動(dòng)光源的電功率脈沖；和 圖6示出了光源的示例布置。
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具體實(shí)施例方式
在下文的描述中，闡述了特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理 解。然而，可在不具有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情 況中，未示出或詳細(xì)描述公知元件以避免不必要地使得本發(fā)明不明 確。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被視為是說(shuō)明性的，而不具有限制意義。
器的顯示器的系統(tǒng)和方法:、照明器可以從背:照明屏幕。'在^些實(shí)施 例中，測(cè)量每個(gè)可單獨(dú)控制的光源的光輸出，并且將其與預(yù)期光輸出 進(jìn)行比較。當(dāng)一個(gè)光源的測(cè)量輸出不同于該光源的預(yù)期輸出時(shí)，可以 確定針對(duì)該光源的校正。確定的校正可以包括調(diào)整提供給該光源和/ 或相鄰光源的照明器控制信號(hào)的指示。照明器控制信號(hào)可例如直接或 間接控制驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)波形、驅(qū)動(dòng)波形的占空比、驅(qū)動(dòng)波形的波形 狀等中的一個(gè)或多個(gè)。
在某些實(shí)施例中，屏幕可以包括包含多個(gè)可單獨(dú)控制的像素元件 的調(diào)制器。在這些實(shí)施例中，確定的校正可以附加地或可替換地包括 調(diào)整由該光源從背后照明的該調(diào)制器的部分的調(diào)制器控制信號(hào)的指 示。調(diào)制器控制信號(hào)可例如控制一個(gè)或多個(gè)像素元件的透射率、使一 個(gè)或多個(gè)像素元件傳遞來(lái)自照明器的光的時(shí)間等。
一旦確定了校正，則可通過(guò)調(diào)整根據(jù)圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的照明器和/ 或調(diào)制器控制信號(hào)來(lái)應(yīng)用該校正。還可以在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生照明器 和/或調(diào)制器控制信號(hào)時(shí)應(yīng)用校正?？商鎿Q地，可將校正存儲(chǔ)在電子存 儲(chǔ)器或其它適合的存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)以供將來(lái)應(yīng)用。
圖1A示出了包括調(diào)制器12的顯示器10，包括可單獨(dú)控制的光 源16的陣列的照明器14從背后照明調(diào)制器12。調(diào)制器12包括多個(gè) 像素元件13?？梢詥为?dú)控制像素元件13以便選擇性地調(diào)制來(lái)自光源 16的光。在示出的實(shí)施例中，光源16包括發(fā)光二極管(LED)。在 下面的描述中，光源16被稱(chēng)為L(zhǎng)ED 16，并且調(diào)制器12被稱(chēng)為L(zhǎng)CD 面板?？墒褂闷渌m合的光源以取代LED 16。可使用其它適合的調(diào) 制器以取代LCD面板12?？扇缋缭趪?guó)際申請(qǐng)No.PCT/CA03/00350中所描述的單獨(dú)控制每個(gè)LED 16的光輸出和每個(gè)像素元件13的調(diào) 制。
控制器19產(chǎn)生照明器控制信號(hào)17和調(diào)制器控制信號(hào)18以便顯 示所希望的圖像。所希望的圖像可由圖像數(shù)據(jù)11指定，圖像數(shù)據(jù)ll 直接或間接地指定每個(gè)像素的亮度(luminance)值(以及色值，如 果圖像是彩色圖像)。圖像數(shù)據(jù)11可具有任何適合的格式，并且可 以使用任何適合的色模型指定亮度和色值。例如，圖像數(shù)據(jù)11可以 指定
每個(gè)像素的紅、綠和藍(lán)(RGB)色值； YIQ值，其中每個(gè)像素由被稱(chēng)為亮度的值(Y)和被稱(chēng)為色 度的一對(duì)值(1， Q)表示；
CMY或CMYK值； YUV值； YCbCr值； HSV值；或 HSL值。
圖像數(shù)據(jù)11可以具有任何適合的圖像數(shù)據(jù)格式。 在某些實(shí)施例中，光源16可以包括不同顏色的LED，或可以包 括三色LED，每個(gè)三色LED包括全部封裝在單個(gè)殼體內(nèi)的紅、綠和 藍(lán)LED。在這種實(shí)施例中，照明器控制信號(hào)17可以使得適合的驅(qū)動(dòng) 電路分別控制不同顏色的LED 16的明度，并且在特定的顏色中，分 別控制位于不同位置的LED 16的明度。這允許照明器14在調(diào)制器 12上投射在調(diào)制器12上的不同位置處具有不同顏色混合的光圖案， 或以時(shí)間交織(time interleaved)的方式在調(diào)制器12上順序地投射 紅色、綠色和藍(lán)色圖案。
在圖1A的實(shí)施例中，控制器19接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)11，并且基于圖 像數(shù)據(jù)11產(chǎn)生控制LED 16的強(qiáng)度的照明器控制信號(hào)17?？刂破?9 還產(chǎn)生控制每個(gè)像素元件13所傳遞(pass )的光的量的調(diào)制器控制信 號(hào)18。在某些實(shí)施例中，調(diào)制器控制信號(hào)18還可以控制每個(gè)像素元件13所傳遞的光的光鐠。
例如，可基于LED 16的強(qiáng)度和散布(spread)函數(shù)產(chǎn)生調(diào)制器 控制信號(hào)18。LED 16的散布函數(shù)代表入射到調(diào)制器12上的來(lái)自LED 16的光的圖案?？梢栽诠鈭?chǎng)模擬中使用LED 16的強(qiáng)度和散布函數(shù)， 以便獲得由照明器14在調(diào)制器12上創(chuàng)建的預(yù)期照明圖案。然后可以 使用光場(chǎng)模擬確定為了顯示所希望的圖像而應(yīng)當(dāng)由每個(gè)像素元件13 傳遞的光的量。在所希望的圖像是彩色圖像的情況下，還可以使用光 場(chǎng)模擬確定為了顯示所希望的圖像而應(yīng)當(dāng)由每個(gè)像素元件13應(yīng)用的 顏色過(guò)濾(如果有的話)的量。
在圖1A的實(shí)施例中，光檢測(cè)器20檢測(cè)由LED 16發(fā)出的光，并 且向控制器19提供光檢測(cè)器信號(hào)21。光檢測(cè)器信號(hào)21可以指示在光 檢測(cè)器20處檢測(cè)到的由LED 16發(fā)出的光的強(qiáng)度。光檢測(cè)器20可以 附加地或可替換地包括分光計(jì)，在該情況下，光檢測(cè)器信號(hào)21可以 指示由LED16發(fā)出的光的光鐠特性。
在圖1A的實(shí)施例中，提供了可以移動(dòng)到不同位置以便捕獲來(lái)自 不同LED16的向前發(fā)射的光的單個(gè)光檢測(cè)器20。在可替換方案中， 可以提供多個(gè)光檢測(cè)器，或可以提供適合的光學(xué)系統(tǒng)以將來(lái)自LED 16的光導(dǎo)向光檢測(cè)器20。例如，圖1B示出了類(lèi)似于圖1A的實(shí)施例， 其中平面光波導(dǎo)22收集由LED 16發(fā)出的向前發(fā)射的光的一小部分， 并且將該光傳送到光檢測(cè)器20。圖1B的實(shí)施例還包括如例如國(guó)際申 請(qǐng)No.PCT/CA03/00350中所描述的、用于提高每個(gè)LED 16照明調(diào)制 器12的均勻性的反射壁通道的柵格23。
圖1A和IB本質(zhì)上是示意性的。調(diào)制器12和光源16的組件可 被布置成任何適合的二維布置，而不必如圖所示那樣布置。
圖2A - C示出了光檢測(cè)器20檢測(cè)由LED 16發(fā)出的雜散光的實(shí) 施例。在圖2A的實(shí)施例中，光波導(dǎo)24將來(lái)自LED16的雜散光傳送 到光檢測(cè)器20。僅有由每個(gè)LED 16發(fā)出的光的一小部分被波導(dǎo)24 捕獲。只要波導(dǎo)24和相應(yīng)LED 16之間的耦合不改變，由波導(dǎo)24捕 獲的由LED 16發(fā)出的光的比例保持恒定。 一個(gè)光檢測(cè)器20或數(shù)個(gè)光
ii檢測(cè)器20可被定位在方便的位置，諸如定位在照明器14的邊緣處。 在圖2B的實(shí)施例中，用平面光波導(dǎo)26取代單個(gè)光波導(dǎo)24。用 于LED 16的電源線穿過(guò)波導(dǎo)26中的孔。 一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器20定 位在光波導(dǎo)26的邊緣處。由任何LED 16在向后方向上發(fā)射的光被俘 獲到光波導(dǎo)26內(nèi)，并且被光檢測(cè)器20檢測(cè)。在圖2C的實(shí)施例中， 平面光波導(dǎo)28在側(cè)向方向上收集由LED 16發(fā)出的光，并且將光傳送 到一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器20。
圖3A示出了由附近的LED 16收集來(lái)自一個(gè)LED 16的雜散光 的實(shí)施例。當(dāng)來(lái)自響應(yīng)于照明器控制信號(hào)17發(fā)光的一個(gè)LED 16的雜 散光入射到不發(fā)光的LED 16上時(shí)，在該不發(fā)光LED 16中感應(yīng)出電 勢(shì)。
每個(gè)LED 16可連接到電路32。圖3中僅示出了連接到不發(fā)光 LED 16的電路32。由入射光在不發(fā)光LED 16上感應(yīng)出的電勢(shì)可以 導(dǎo)致與入射到其上的光的強(qiáng)度成比例的電流在連接的電路3 2中流動(dòng)。 可由電流檢測(cè)器33測(cè)量在電路32中流動(dòng)的電流，電流檢測(cè)器33給 控制器19提供反饋信號(hào)31。控制器19可以基于來(lái)自其它LED 16的 反饋信號(hào)31確定該一個(gè)LED 16的光輸出。可替換地，電路32可連 接到控制器19,并且控制器19可以包括用于測(cè)量由不發(fā)光LED 16 產(chǎn)生的電流的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)置的電流檢測(cè)器。在這些實(shí)施例中，控制 器19可以基于電流測(cè)量確定該一個(gè)LED 16的光輸出。可以在僅有一 個(gè)LED 16發(fā)出入射到對(duì)其進(jìn)行電流測(cè)量的不發(fā)光LED 16上的光時(shí)， 或在已知的一組兩個(gè)或更多個(gè)LED 16發(fā)光時(shí)，進(jìn)4亍這種電流測(cè)量， 從而可以單獨(dú)地確定每個(gè)發(fā)光LED 16的貢獻(xiàn)。每個(gè)發(fā)光LED 16的 貢獻(xiàn)可例如使用與該發(fā)光LED 16具有已知幾何關(guān)系的多個(gè)不發(fā)光 LED 16感測(cè)來(lái)自該發(fā)光LED16的光，通過(guò)三角測(cè)量被單獨(dú)確定。在 圖3A的實(shí)施例中不需要獨(dú)立的光檢測(cè)器20。
圖3B示出了這樣的實(shí)施例，其中提供了開(kāi)關(guān)34以用于將LED 16 選擇性地連接到驅(qū)動(dòng)電路35或測(cè)量電路36。可由控制器19借助開(kāi)關(guān) 控制線37在驅(qū)動(dòng)位置和測(cè)量位置之間操作開(kāi)關(guān)34。當(dāng)開(kāi)關(guān)34位于驅(qū)動(dòng)位置時(shí)，由驅(qū)動(dòng)電路35響應(yīng)來(lái)自控制器19的控制信號(hào)38驅(qū)動(dòng)LED 16發(fā)光。測(cè)量電路36可以給LED 16提供反偏壓，并且可被配置成 使得由LED 16吸取的電流隨入射到LED 16上的光的量而變化。當(dāng) 開(kāi)關(guān)34處于測(cè)量位置時(shí)，可由測(cè)量電路36測(cè)量流過(guò)LED 16的電流， 測(cè)量電路36給控制器提供表示入射到LED 16上的光的測(cè)量信號(hào)39。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)顯示器的方法 40的流程圖?？捎芍T如例如根據(jù)圖1A-B, 2A-C或3A-B的實(shí)施 例中的任一個(gè)的顯示器的被多個(gè)可單獨(dú)控制的光源從背后照明的顯 示器的控制器執(zhí)行方法40。方法40還可以應(yīng)用于包括多個(gè)可單獨(dú)控 制的光源的其它類(lèi)型的顯示器。
在塊41，控制器使得光源中的此處被稱(chēng)為受測(cè)試源的一個(gè)光源 發(fā)光。受測(cè)試源可在顯示圖像期間或響應(yīng)校準(zhǔn)照明器控制信號(hào)發(fā)光。
在某些情況下，控制器可以?xún)H使得受測(cè)試源發(fā)光。在這些情況下， 可由發(fā)出的光入射到其上的光檢測(cè)器檢測(cè)發(fā)出的光，或可使用任何適 合的光學(xué)系統(tǒng)收集發(fā)出的光并將其提供給光檢測(cè)器?？商鎿Q地，在光 源包括LED的實(shí)施例中，可由相鄰的LED檢測(cè)發(fā)出的光。
在其它情況下，控制器可以使得受測(cè)試源之外的一個(gè)或多個(gè)光源 發(fā)光。在這些情況下，可由被定位成使得僅有來(lái)自受測(cè)試源的光入射 到其上的光檢測(cè)器檢測(cè)由受測(cè)試源發(fā)出的光，或可由被配置為僅收集 由受測(cè)試源發(fā)出的光的光學(xué)系統(tǒng)收集由受測(cè)試源發(fā)出的光，并且將其 提供給光檢測(cè)器。
在塊42,控制器接收收集光信號(hào)。收集光信號(hào)可以包括從一個(gè) 或多個(gè)光檢測(cè)器接收的一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器信號(hào)。可替換地或附加 地，收集光信號(hào)可以包括從LED接收的一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)。收集 光信號(hào)可以指示從受測(cè)試源發(fā)出的光的強(qiáng)度。在某些實(shí)施例中，收集 光信號(hào)還指示從受測(cè)試源發(fā)出的光的色溫。
收集光信號(hào)可以表示在校準(zhǔn)周期(cycle)期間收集的光，在校 準(zhǔn)周期中向受測(cè)試源提供校準(zhǔn)照明器控制信號(hào)?？商鎿Q地，收集光信 號(hào)可以表示在顯示器顯示圖像時(shí)收集的光，在顯示器顯示圖像時(shí)向受
13測(cè)試源提供由圖像數(shù)據(jù)確定的照明器控制信號(hào)。
在塊44，控制器確定由收集光信號(hào)表示的收集的光的預(yù)期光特 性。確定預(yù)期光特性可以例如包括查找存儲(chǔ)的受測(cè)試源的參考值。預(yù) 期光特性可以例如包括對(duì)于給定的照明器控制信號(hào)所預(yù)期的強(qiáng)度水 平和/或光語(yǔ)特性。存儲(chǔ)值可例如被存儲(chǔ)在控制器可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器內(nèi)。
在塊46，控制器將收集光信號(hào)與預(yù)期光特性進(jìn)行比較。如果收 集光信號(hào)指示由受測(cè)試源發(fā)出的光具有預(yù)期特性(塊46,"是"輸出)， 則不需要校正。然后，方法40可以返回塊41，以便校準(zhǔn)其它光源， 或如果已經(jīng)校準(zhǔn)了所有光源則可以結(jié)束。
如果收集光信號(hào)指示由受測(cè)試源發(fā)出的光不具有預(yù)期特性(塊 46，"否"輸出)，則可能需要校正。然后，方法40進(jìn)入塊48。
在塊48，控制器基于塊46的比較結(jié)果確定將應(yīng)用的校正。例如， 如果比較指示由受測(cè)試源發(fā)出的光的強(qiáng)度不同于預(yù)期強(qiáng)度，控制器可 以確定針對(duì)受測(cè)試源的強(qiáng)度校正，并且將該強(qiáng)度校正存儲(chǔ)在位于該控 制器可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。類(lèi)似地，如果比較結(jié)果指示受 測(cè)試源的色溫不同于預(yù)期色溫，控制器可以確定針對(duì)受測(cè)試源的顏色 校正，并且將該顏色校正存儲(chǔ)在位于該控制器可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)中。
如果比較指示由受測(cè)試源發(fā)出的光的強(qiáng)度小于預(yù)期強(qiáng)度，強(qiáng)度校 正可包括例如調(diào)整照明器控制信號(hào)以使得給受測(cè)試源提供增加的電 流的指示?？商鎿Q地或附加地，強(qiáng)度校正可以包括調(diào)整照明器控制信 號(hào)以使得給受測(cè)試源提供增加的電壓的指示。
在某些實(shí)施例中，向光源提供電功率脈沖，而不是提供連續(xù)的供 電。對(duì)于每個(gè)光源，脈沖的占空比確定由該光源發(fā)出的光的被察覺(jué)強(qiáng) 度。此處術(shù)語(yǔ)"占空比"指的是給光源提供電功率的時(shí)間的比例。圖5A 示出了用于給光源提供電功率脈沖的示例照明器控制信號(hào)，其中光源 在50%的時(shí)間中以最大強(qiáng)度發(fā)光，這對(duì)應(yīng)于50%的占空比。脈沖的 時(shí)間標(biāo)度為使得人眼察覺(jué)到光源以50 %的強(qiáng)度連續(xù)發(fā)光。在這些實(shí)施 例中，強(qiáng)度校正可以包括調(diào)整照明器控制信號(hào)以使得給受測(cè)試源提供的電脈沖具有增加的或減小的占空比的指示。圖5B示出了針對(duì)如下 情況的這種調(diào)整后的照明器控制信號(hào)的例子，即其中受測(cè)試源被確定 為具有33%的強(qiáng)度降低，并且照明器控制信號(hào)被調(diào)整以將脈沖的占空 比增加33%，得到調(diào)整后的66.5%的占空比。
取代或除了對(duì)于受測(cè)試源調(diào)整照明器控制信號(hào)的指示之外，強(qiáng)度 校正可以包括對(duì)于受測(cè)試源周?chē)膮^(qū)域內(nèi)的其它光源調(diào)整照明器控 制信號(hào)的指示。圖6示出了包括矩形陣列的 一 部分的光源的示例布置。 圖6所示的光源的列和行分別用參考字母a-e和數(shù)字l-5標(biāo)記。在 圖6的實(shí)施例中，如果光源c3的強(qiáng)度小于預(yù)期強(qiáng)度，強(qiáng)度校正可以 包括例如增加提供給光源c2， c4， b3和d3的電流、電壓和/或電功率 的占空比的指示。強(qiáng)度校正還可以包括對(duì)于光源b2， b4， d2和d4或 對(duì)于距離光源c3更遠(yuǎn)的光源調(diào)整照明器控制信號(hào)的指示。
在某些實(shí)施例中，強(qiáng)度校正包括以不均勻的方式對(duì)于受測(cè)試源周 圍的區(qū)域內(nèi)的光源調(diào)整照明器控制信號(hào)的指示。例如，可以根據(jù)加權(quán) 函數(shù)不均勻地調(diào)整周?chē)庠吹恼彰髌骺刂菩盘?hào)。加權(quán)函數(shù)可以例如基 于周?chē)庠吹膹?qiáng)度，或周?chē)庠吹膹?qiáng)度與受測(cè)試源的預(yù)期強(qiáng)度的相似 性。加權(quán)函數(shù)中可以包括的一個(gè)因素是來(lái)自受測(cè)試源的光的空間分 布。可以基于以該空間分布對(duì)測(cè)量的強(qiáng)度的加權(quán)，產(chǎn)生強(qiáng)度校正?？?間分布可以是例如用于顯示器的圖像處理的點(diǎn)散布函數(shù)。
例如，在圖6的實(shí)施例中，如果光源c3的強(qiáng)度小于預(yù)期強(qiáng)度， 強(qiáng)度校正可以包括例如這樣的指示，即增加給在光源c3的預(yù)定鄰域 (proximity)內(nèi)的具有最高強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)光源提供的電流、電壓 和/或電功率的脈沖寬度。例如，如果光源al與光源c3周?chē)钠渌?源相比具有相對(duì)高的強(qiáng)度，強(qiáng)度校正可以包括這樣的指示，即增加給 光源al提供的電流、電壓和/或電功率的脈沖寬度，而不調(diào)整更靠近 光源c3的光源的照明器控制信號(hào)?？商鎿Q地，強(qiáng)度校正可以包括例 如這樣的指示，即增加給在光源c3的預(yù)定鄰域內(nèi)的、具有最接近光 源c3的預(yù)期強(qiáng)度的強(qiáng)度值的一個(gè)或多個(gè)光源提供的電流、電壓和/或 電功率的脈沖寬度。在光源包括均勻間隔的LED的陣列的實(shí)施例中，強(qiáng)度校正可以 包括這樣的指示，即調(diào)整控制信號(hào)，以使得對(duì)于距連接到測(cè)量電路的 不發(fā)光LED相同距離的源，該不發(fā)光LED感測(cè)到相同的強(qiáng)度。距該 不發(fā)光LED相同距離的多個(gè)源可被校準(zhǔn)以均勻地發(fā)光。然后，另一 個(gè)不發(fā)光LED可檢測(cè)這些校準(zhǔn)后的LED的強(qiáng)度，并且使用檢測(cè)到的 強(qiáng)度作為參考強(qiáng)度。該其它不發(fā)光LED可被用于檢測(cè)距其的距離與 校準(zhǔn)后的LED相同的其它源的強(qiáng)度，并且基于參考強(qiáng)度校準(zhǔn)這些其 它源?？梢栽谡麄€(gè)LED陣列上執(zhí)行該處理，以便使得LED均勻發(fā)光， 而不用校準(zhǔn)作為檢測(cè)器的每個(gè)LED的靈敏度。 一旦LED被校準(zhǔn)以均 勻發(fā)光，可以使用類(lèi)似處理校準(zhǔn)作為檢測(cè)器的每個(gè)LED的靈敏度。 因此隨后可以使用作為檢測(cè)器的LED的靈敏度，而不用重復(fù)上述的 處理。
除了或取代強(qiáng)度校正之外，在塊48，控制器可確定受測(cè)試源需 要顏色校正?？衫缤ㄟ^(guò)提供照明器控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)受測(cè)試源發(fā)出白 光，測(cè)量發(fā)出的光的光譜，并且將測(cè)量的光諳與預(yù)期光譜進(jìn)行比較， ^t出需要顏色校正的確定。預(yù)期頻譜可以包括例如諸如由ITU Recommendation BT.709規(guī)定的D65白點(diǎn)的預(yù)定的頻i昝。
在光源包括彩色光源的實(shí)施例中，顏色校正可以包括這樣的指 示，即調(diào)整用于產(chǎn)生受測(cè)試源的照明器控制信號(hào)的色值，以便補(bǔ)償與 預(yù)期色溫的任何偏離。可替換地或附加地，顏色校正可以包括這樣的 指示，即調(diào)整用于產(chǎn)生來(lái)自受測(cè)試源的光入射到其上的調(diào)制器部分的 調(diào)制器控制信號(hào)的色值。例如可以通過(guò)用受測(cè)試源的測(cè)量的色溫取代 預(yù)期色溫以計(jì)算受測(cè)試源的顏色校準(zhǔn)的散布函數(shù)，確定調(diào)制器控制信 號(hào)的這種調(diào)整。然后，可以在光場(chǎng)模擬中包括顏色校準(zhǔn)的散布函數(shù)， 從而調(diào)制器應(yīng)用顏色過(guò)濾，以校正所顯示的圖像的觀看者察覺(jué)到的色 溫。在使用RGB色值的實(shí)施例中，例如可以通過(guò)以紅色、綠色和藍(lán) 色通道的最小值歸一化測(cè)量的光語(yǔ)，確定對(duì)色值的調(diào)整。
在塊48確定了校正之后，可以在塊50應(yīng)用校正。應(yīng)用校正可以 包括如校正所指示的那樣調(diào)整照明器和/或調(diào)制器控制信號(hào)。還可以在
16塊50存儲(chǔ)校正。存儲(chǔ)校正可以包括在控制器可以訪問(wèn)的電子存儲(chǔ)器 中存儲(chǔ)校正?？刂破骺稍谛Ｕ淮_定時(shí)應(yīng)用校正，或可以存儲(chǔ)多個(gè)校 正，并且在隨后的時(shí)間應(yīng)用存儲(chǔ)的校正。
可以對(duì)于多個(gè)光源中的每一個(gè)順序地執(zhí)行方法40。例如，當(dāng)驅(qū) 動(dòng)顯示器以顯示由圖像數(shù)據(jù)指定的一系列幀時(shí)，可在每一幀期間對(duì)于 光源中的一個(gè)光源執(zhí)行方法40，直到校準(zhǔn)了每個(gè)光源為止?？商鎿Q地， 可對(duì)于多于一個(gè)的光源同時(shí)執(zhí)行方法40。例如，可以在塊42接收表 示從光源的一個(gè)子集或全部光源收集的光的多個(gè)收集光信號(hào)。在對(duì)于 光源的一個(gè)子集接收到收集光信號(hào)的實(shí)施例中，可對(duì)于光源的所有其 它子集重復(fù)方法40。
可定期地自動(dòng)執(zhí)行方法40，或可以響應(yīng)由控制器接收的才交準(zhǔn)命 令執(zhí)行方法40。可替換地或附加地，可以連續(xù)地或定期地測(cè)量來(lái)自顯 示器的數(shù)據(jù)，并且可響應(yīng)于測(cè)量數(shù)據(jù)超出閾值來(lái)執(zhí)行方法40。測(cè)量數(shù) 據(jù)可以包括例如熱數(shù)據(jù)。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員鑒于前面的公開(kāi)將會(huì)明了的，在本發(fā)明的實(shí) 現(xiàn)中可以有許多變化和修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。例如
取代在提供照明器和調(diào)制器控制信號(hào)的控制器處接收收集光信 號(hào)，可以提供分開(kāi)的校準(zhǔn)控制器，以接收收集光信號(hào)并且確定將被應(yīng) 用的校正。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員鑒于前面的公開(kāi)將會(huì)明了的，在本發(fā)明的實(shí) 現(xiàn)中可以有許多變化和修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明 的范圍應(yīng)根據(jù)下面的權(quán)利要求所定義的實(shí)質(zhì)內(nèi)容解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于校準(zhǔn)包括耦合到控制器的可單獨(dú)控制的光源的陣列的顯示器的方法，所述可單獨(dú)控制的光源被配置為當(dāng)響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)在控制器的控制下被供給電流時(shí)發(fā)光，該方法包括收集由所述多個(gè)光源中的一個(gè)光源發(fā)出的光的至少一部分；接收表示收集的光的收集光信號(hào)；將所述收集光信號(hào)與預(yù)期光特性進(jìn)行比較；和如果所述比較指示收集的光的強(qiáng)度不同于由所述預(yù)期光特性指示的預(yù)期強(qiáng)度，則確定對(duì)于所述一個(gè)光源的強(qiáng)度校正，所述強(qiáng)度校正包括改變由所述控制器提供給所述一個(gè)光源的電流脈沖的占空比的指示。
2. 如權(quán)利要求1的方法，其中接收收集光信號(hào)包括接收來(lái)自所述 多個(gè)光源中的至少一個(gè)其它光源的反饋信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一個(gè)其它光源包括至少一 個(gè)不發(fā)光的光源，并且其中接收反饋信號(hào)包括測(cè)量連接到所述至少一 個(gè)其它光源的至少一個(gè)電路中的電流。
4. 如權(quán)利要求2的方法，其中從位于所述一個(gè)光源周?chē)膮^(qū)域中 的多個(gè)相鄰光源接收所述反饋信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1的方法，其中如果所述比較指示所述收集的光的 強(qiáng)度低于所述預(yù)期強(qiáng)度，該方法包括在顯示由所述圖像數(shù)據(jù)指定的圖像時(shí)，通過(guò)增加提供給所述一個(gè) 光源的脈沖的占空比，應(yīng)用所述強(qiáng)度校正。
6. 如權(quán)利要求1的方法，其中如果所述比較指示所述收集的光的 強(qiáng)度高于所述預(yù)期強(qiáng)度，該方法包括在顯示由所述圖像數(shù)據(jù)指定的圖像時(shí)，通過(guò)減小提供給所述一個(gè) 光源的脈沖的占空比，應(yīng)用所述強(qiáng)度校正。
7. 如權(quán)利要求1的方法，包括在所述控制器可以訪問(wèn)的電子存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)所述強(qiáng)度校正。
8. 如權(quán)利要求1的方法，其中收集由所述一個(gè)光源發(fā)出的光的至 少一部分包括對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的一幀收集光，該方法還包括在顯示圖像 數(shù)據(jù)的下一幀時(shí)，通過(guò)改變下一電功率脈沖的占空比，應(yīng)用所述強(qiáng)度校正o
9. 如權(quán)利要求8的方法，包括在一幀期間校準(zhǔn)所述多個(gè)光源中的 每一個(gè)光源。
10. 如權(quán)利要求8的方法，包括在一幀期間校準(zhǔn)所述多個(gè)光源的子集。
11. 如權(quán)利要求8的方法，包括在多個(gè)幀校準(zhǔn)所述多個(gè)光源中的 每一個(gè)光源。
12. 如權(quán)利要求8的方法，包括定期地校準(zhǔn)所述多個(gè)光源中的每 一個(gè)光源。
13. 如權(quán)利要求8的方法，包括響應(yīng)由所述控制器接收的校準(zhǔn)命 令，校準(zhǔn)所述多個(gè)光源中的一個(gè)或多個(gè)光源。
14. 如權(quán)利要求8的方法，包括從所述顯示器測(cè)量數(shù)據(jù)，并且當(dāng) 測(cè)量的數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，校準(zhǔn)所述多個(gè)光源中的一個(gè)或多個(gè)光 源。
15. 如權(quán)利要求14的方法，其中所述測(cè)量的數(shù)據(jù)包括熱數(shù)據(jù)。
16. 如權(quán)利要求1的方法，其中所述強(qiáng)度校正包括調(diào)整由所述多 個(gè)光源中的至少一個(gè)相鄰光源發(fā)出的光的強(qiáng)度的指示。
17. 如權(quán)利要求16的方法，其中所述強(qiáng)度校正包括以不同的量調(diào) 整兩個(gè)或更多個(gè)相鄰光源的強(qiáng)度的指示。
18. 如權(quán)利要求17的方法，其中調(diào)整由兩個(gè)或更多個(gè)相鄰光源發(fā) 出的光的強(qiáng)度的指示包括根據(jù)加權(quán)函數(shù)不同地調(diào)整所述兩個(gè)或更多 個(gè)相鄰光源的強(qiáng)度。
19. 如權(quán)利要求18的方法，其中所述加權(quán)函數(shù)基于所述相鄰光源 的預(yù)期強(qiáng)度。
20. 如權(quán)利要求18的方法，其中所述加權(quán)函數(shù)基于所述相鄰光源 的強(qiáng)度與所述一個(gè)光源的所希望的強(qiáng)度的比較。
21. 如權(quán)利要求1的方法，包括如果所述比較指示收集的光的色溫不同于由所述預(yù)期光特性指 示的預(yù)期色溫，則確定對(duì)于所述一個(gè)光源的顏色校正。
22. 如權(quán)利要求21的方法，其中所述顏色校正包括在給所述一個(gè) 光源提供電功率之前，調(diào)整響應(yīng)所述圖像數(shù)據(jù)所述控制器確定的色值 的指示。
23. 如權(quán)利要求21的方法，其中屏幕包括包含多個(gè)可單獨(dú)控制的 像素元件的調(diào)制器，每個(gè)可單獨(dú)控制的像素元件在所述控制器的控制 下傳遞可控量的光和光的光譜，并且其中顏色校正包括調(diào)整來(lái)自所述素元件所傳遞的光的光謙的指示。
24. 如權(quán)利要求21的方法，包括當(dāng)顯示由所述圖像數(shù)據(jù)指定的圖像時(shí)，應(yīng)用所述顏色校正。
25. 如權(quán)利要求21的方法，包括在所述控制器可以訪問(wèn)的電子存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)所述顏色校正。
26. —種用于校準(zhǔn)包括由耦合到控制器的可單獨(dú)控制的光源的陣 列從背后照明的屏幕的顯示器的方法，所述可單獨(dú)控制的光源中的每 一個(gè)被配置為當(dāng)響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)在控制器的控制下被供給電功率時(shí) 發(fā)光，該方法包括收集由所述多個(gè)光源中的一個(gè)光源發(fā)出的光的至少一部分； 接收表示收集的光的收集光信號(hào)； 將收集光信號(hào)與預(yù)期光特性進(jìn)行比較；和 如果所述比較指示收集的光的色溫不同于由預(yù)期光特性指示的 預(yù)期色溫，則確定對(duì)于所述一個(gè)光源的顏色校正。
27. 如權(quán)利要求26的方法，其中所述屏幕包括包含多個(gè)可單獨(dú)控 制的像素元件的調(diào)制器，每個(gè)可單獨(dú)控制的像素元件在所述控制器的 控制下傳遞可控量的光和光的光譜，并且顏色校正包括調(diào)整來(lái)自所述素元件所傳遞的光譜的指示,
28. 如權(quán)利要求26的方法，包括當(dāng)顯示由所述圖像數(shù)據(jù)指定的圖像時(shí)，應(yīng)用所述顏色校正。
29. 如權(quán)利要求26的方法，包括在所述控制器可以訪問(wèn)的電子存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)所述顏色校正。
30. —種用于校準(zhǔn)包括耦合到控制器的可單獨(dú)控制的LED的陣列 的顯示器的方法，所述可單獨(dú)控制的LED中的每一個(gè)被配置為當(dāng)響 應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)在所述控制器的控制下被供給電功率時(shí)發(fā)光，該方法包 括給所述多個(gè)LED中的一個(gè)LED提供電功率； 測(cè)量在從所述一個(gè)LED發(fā)出的光入射到其上的至少一個(gè)其它 LED中感應(yīng)出的電流；將測(cè)量的電流和預(yù)期電流進(jìn)行比較；和如果所述比較指示從所述一個(gè)LED發(fā)出的光的強(qiáng)度不同于從所 述一個(gè)LED發(fā)出的光的預(yù)期強(qiáng)度，則確定對(duì)于所述一個(gè)LED的強(qiáng)度校正o
31. 如權(quán)利要求30的方法，其中將測(cè)量的電流和預(yù)期電流進(jìn)行比 較包括根據(jù)所述測(cè)量的電流，確定從所述一個(gè)LED發(fā)出的光的測(cè)量強(qiáng)度；根據(jù)從所述一個(gè)LED發(fā)出的光的預(yù)期強(qiáng)度，確定預(yù)期電流； 將從所述一個(gè)LED發(fā)出的光的測(cè)量強(qiáng)度和從所述一個(gè)LED發(fā)出 的光的預(yù)期強(qiáng)度進(jìn)行比較。
32. 如權(quán)利要求30的方法，包括當(dāng)顯示由所述圖像數(shù)據(jù)指定的圖像時(shí)，應(yīng)用所述強(qiáng)度校正。
33. 如權(quán)利要求30的方法，包括在所述控制器可以訪問(wèn)的電子存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)所述強(qiáng)度校正。
34. —種用于校準(zhǔn)包括由耦合到控制器的可單獨(dú)控制的光源的陣 列從背后照明的調(diào)制器的顯示器的方法，所述可單獨(dú)控制的光源被配 置為當(dāng)響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)在控制器的控制下被供給電流時(shí)發(fā)光，該方法包括收集由所述多個(gè)光源中的一個(gè)光源發(fā)出的光的至少一部分；接收表示收集的光的收集光信號(hào)；將收集光信號(hào)和預(yù)期光特性進(jìn)行比較；和如果所述比較指示收集的光的強(qiáng)度不同于由預(yù)期光特性指示的 預(yù)期強(qiáng)度，則確定對(duì)于所述一個(gè)光源的強(qiáng)度校正，所述強(qiáng)度校正包括 調(diào)整至少一個(gè)相鄰光源的強(qiáng)度以及調(diào)整所述調(diào)制器的相應(yīng)部分的透 射特性的指示。
全文摘要
一種顯示器具有結(jié)合有光調(diào)制器的屏幕。該屏幕可以是前投射屏幕或后投射屏幕。用來(lái)自包括可單獨(dú)控制的光源的陣列的照明器的光照射該屏幕?？煽刂乒庠春凸庹{(diào)制器的元件以調(diào)整從屏幕的相應(yīng)區(qū)域散發(fā)的光的強(qiáng)度和頻率。可校準(zhǔn)顯示器以補(bǔ)償光源的強(qiáng)度差異。
文檔編號(hào)G09G3/22GK101632113SQ200880008208
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者C·C·萬(wàn), G·J·沃德, H·斯特澤恩, L·A·懷特黑德, W·斯圖爾林格 申請(qǐng)人:杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司