СПОСОБЫ ДЛЯ ДИСПЛЕЯ С ДВОЙНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ СВЕТА Российский патент 2017 года по МПК G09G3/20 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США №61/775375 под названием "Techniques for Dual Modulation Display with Light Conversion", поданной 8 марта 2013 года, содержание которой в полном объеме включено посредством ссылки в данную заявку. Настоящая заявка также связана с совладельцем предварительной заявки на патент США №61/703020 под названием "Quantum Dot/Remote Phosphor Display System Improvements", поданной 19 сентября 2012 года, содержание которой в полном объеме включено в данную заявку посредством ссылки во всех отношениях.

Технологии

[0002] Настоящее изобретение относится в целом к способам отображения, и, в частности, к способам отображения с двойной модуляцией с преобразованием света.

Предпосылки создания изобретения

[0003] Массивы цветных фильтров в жидкокристаллических дисплеях (LCD) и органических светодиодных (OLED) дисплеях в большинстве случаев изготавливают посредством технологий фотолитографии или технологий печати, как части процесса производства LCD и OLED панелей. Цветные фильтры в излучающих дисплеях, таких как LCD и OLED дисплеи, как правило, состоят из красных, зеленых и синих фильтров. Цветные фильтры имеют упорядоченную структуру на матрице пикселей для обеспечения возможности пиксельным элементам модулировать излучаемый свет по цвету, а также по интенсивности. В процессе работы широкополосный источник света (например, белого света) подает свет на пиксельные элементы, например, в LCD дисплейных системах. Кроме того, широкополосный свет создается белыми OLED пиксельным элементами в OLED дисплейных системах. Пиксельный элемент может изменять интенсивность широкополосного света, исходящего из пиксельного элемента. Широкополосный свет с модуляцией интенсивности каждого пиксельного элемента может дополнительно фильтроваться по цвету посредством наложения цветных фильтров. Большая часть света используется цветными фильтрами непроизводительно потому что, например, чтобы создать спектр красного света (например, приблизительно 620-740 нанометров), затем спектр зеленого света (например, приблизительно 520-570 нанометров) и спектр синего света (например, приблизительно 450-495 нанометров), широкополосный источник света будет заблокирован. Кроме того, это непроизводительное использование света превращается во вредный нагрев, который ухудшает производительность и срок службы дисплейной системы.

[0004] Таким образом, многими производителями дисплеев проектирование дисплейных систем с широкой цветовой гаммой и высокой яркостью было признано дорогостоящим процессом. Из-за большого количества относительно дорогих оптических, звуковых, электронных и механических задействованных компонентов и сложности в интеграции их всех в одной системе, стоимость изготовления дисплейной системы, достойной похвалы, как правило, очень высока.

[0005] Таким образом, изобретателями в данной заявке установлено, что дисплей с двойной модуляцией с преобразованием света может обеспечить множество функциональных преимуществ по сравнению с традиционными способами, использующими цветовые фильтры, в частности, обеспечить повышение производительности дисплея и исключение вредного нагрева.

[0006] Подходы, описанные в этом разделе, являются подходами, которые могут осуществляться, но не обязательно являются подходами, которые были ранее задуманы или осуществлены. Поэтому, если не указано иное, не следует считать, что любой из подходов, описанный в данном разделе, определяется как предшествующий уровень техники только в силу его включения в данный раздел. Аналогичным образом, проблемы, определенные в отношении одного или нескольких подходов, не следует считать общепризнанными в любом предшествующем уровне техники на основании данного раздела, если не указано иное.

Краткое описание изобретения

[0007] Предложены способы и устройства для возбуждения дисплея с двойной модуляцией (также упоминаемого в данной заявке как дисплей с локальным затемнением). Источники света излучают первый свет на светопреобразующий слой. Светопреобразующий слой преобразует первый свет во второй свет. Модулирующие сигналы возбуждения для определения прохождения второго света могут регулироваться частично в зависимости от одного или нескольких имитационных моделирований светового поля.

[0008] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения возбуждение дисплея с локальным затемнением включает генерирование сигналов возбуждения подсветки для возбуждения раздельно управляемых источников света. Источники света излучают первый свет на светопреобразующий слой. Светопреобразующий слой преобразует первый свет во второй свет. Светопреобразующий слой может содержать квантовые точки или кристаллические люминофоры. Модулирующие сигналы возбуждения генерируются для определения прохождения второго света через отдельные подпиксели дисплея. Эти модулирующие сигналы возбуждения могут регулироваться в зависимости от одного или нескольких имитационных моделирований светового поля. Имитационные моделирования светового поля могут решать вопросы, связанные с: (i) возникающим цветовым сдвигом для пикселя в зависимости от функции рассеяния точки источников света; (ii) отличающимся процессом биннинга отдельных источников света; (Hi) температурной зависимостью компонентов дисплея от производительности; или (iv) с их сочетаниями.

[0009] В другом варианте осуществления настоящего изобретения способ для возбуждения дисплея с локальным затемнением включает генерирование в зависимости от данных изображения сигналов возбуждения подсветки для возбуждения раздельно управляемых светодиодных (LED) источников подсветки. Раздельно управляемые светодиодные источники излучают первый свет на слой квантовых точек, который преобразует по меньшей мере часть первого света (а также, факультативно, повторно используемый свет в дисплее) во второй свет. Определяются модулирующие сигналы возбуждения LCD, регулирующие прохождение второго света через отдельные подпиксели дисплея посредством LCD матрицы. Определяется увеличение спектральных составляющих желтого света для пикселя в зависимости от одного или нескольких сигналов возбуждения подсветки и соответствующих расстояний между пикселем и одним или несколькими LED источниками. Модулирующий сигнал возбуждения LCD по меньшей мере для одного подпикселя пикселя регулируется для уменьшения спектральной составляющей желтого света при визуализации пикселя.

[0010] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения дисплейная система содержит один или несколько источников света подсветки, выполненных с возможностью излучения первого света. Первый свет может содержать ультрафиолетовые (UV) спектральные составляющие (например, приблизительно 10-400 нанометров) и/или спектральные составляющие синего света. Дисплей дополнительно содержит один или несколько светопреобразующих слоев, выполненных с возможностью возбуждения первым светом и преобразования по меньшей мере части первого света во второй свет. Модуляторы света выполнены с возможностью модулировать количество второго света, проходящего через отдельные пиксели дисплейной системы. Логический блок выполняет одно или несколько имитационных моделирований светового поля для (i) цветового сдвига в зависимости от функции рассеяния точки подсветки, (ii) различия между эксплуатационной характеристикой источника света из одного или нескольких источников света подсветки и эксплуатационной характеристикой подсветки, (iii) колебания температуры для визуализированного пикселя, или их сочетаний. Контроллер может регулировать значения возбуждения для одного или нескольких модуляторов света в зависимости от имитационного моделирования светового поля.

Краткое описание графического материала

[0011] Настоящее изобретение иллюстрируется в качестве примера, а не с целью ограничения, фигурами прилагаемого графического материала, на которых подобные номера позиций относятся к подобным элементам, и на которых:

[0012] на фиг. 1 представлена примерная панель цветовой матрицы, содержащая преобразующий слой;

[0013] на фиг. 2А, 2В и 2С представлен пример PSF, имеющей цветовой сдвиг в зависимости от расстояния от центра;

[0014] на фиг. 3 представлена примерная конфигурация логического блока дисплея в дисплейной системе;

[0015] на фиг. 4 представлена примерная блок-схема возбуждения дисплея с локальным затемнением; и

[0016] на фиг. 5 представлена примерная аппаратная платформа, на которой могут реализовываться компьютер или вычислительное устройство, как описано в данной заявке, в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Описание примерных возможных вариантов осуществления

[0017] Нижеследующее описание и графический материал являются поясняющими изобретение и не должны толковаться как ограничивающие изобретение. Описаны многочисленные специфические подробности для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Тем не менее, в некоторых случаях хорошо известные либо общепринятые детали не описаны во избежание затруднения понимания описания изобретения.

[0018] На фиг. 1 приведена примерная панель 100 цветовой матрицы, содержащая оптическую стопу 101. Оптическая стопа 101 может без ограничения содержать:

i. преобразующий слой 102;

ii. источники 104 света;

iii. отражающую поверхность 106;

iv. рассеивающий слой 108;

v. пленку 110 повторного использования света; и

vi. слой 112 световой модуляции.

[0019] Преобразующий слой 102, расположенный перед (с точки зрения зрителя) источниками 104 света, может содержать квантовую точку или кристаллические люминофоры. Квантовая точка (например, наночастицы, применяющие для светового излучения квантово-размерный эффект) или кристаллические люминофоры могут покрывать, прикрепляться к, наноситься или иным образом располагаться на верхней поверхности, нижней поверхности или обеих поверхностях оптического слоя для образования преобразующего слоя 102. Квантовая точка или кристаллические люминофоры также могут встраиваться в оптический слой. Данные материалы могут располагаться с оптическим слоем в любом сочетании или порядке различных способов расположения.

[0020] Преобразующий слой 102, применяющий цветовые матрицы квантовых точек или люминофорные цветовые матрицы, передает цвета в цветной дисплейной системе. Красная квантовая точка или кристаллический люминофор поглощает свет с более высокими энергиями или более короткими длинами волн, такой как зеленый и синий свет, и излучает красный свет. Зеленая квантовая точка или кристаллический люминофор поглощает синий свет и излучает зеленый свет. Соответственно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения преобразующий слой 102 дает желаемые цвета: красный и зеленый свет преобразуется от источника синего света; в то время как синий свет, излучается непосредственно из источника синего света.

[0021] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения преобразующий слой 102 представляет собой одинарную пластину (или в альтернативном варианте составную из упорядоченных сегментов с образованием единой плоскости), проходящую по ширине и высоте так, чтобы в основном быть равной размерам рабочей площади устройства отображения. Например, преобразующий слой 102 может измеряться по диагонали: приблизительно 4 дюйма, 10 дюймов, 32 дюйма, 40 дюймов, 50 дюймов, 58 дюймов или больше. Кроме того, преобразующий слой 102 может иметь наряду с прочими соотношение сторон или пропорциональное соотношение между шириной и высотой: 16:9, 4:3, 3:2, 5:3, 5:4 или 1:1. Как показано на фиг. 1, преобразующий слой 102 расположен далеко от источника света 104. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения преобразующий слой 102 содержит множество сегментов. В конкретном варианте осуществления каждый сегмент из множества сегментов связан с одним источником 104 света.

[0022] Источники 104 света могут представлять собой любой источник электромагнитной энергии, пригодный для использования преобразующим слоем 102 для создания видимого света для человека или машинного зрения. Например, источники 104 света могут содержать один или несколько OLED, RGB LED, широкополосных LED, LED синего спектра, LED ультрафиолетового спектра или тому подобное.

[0023] Эти источники 104 света могут располагаться в виде матрицы, проходящей по существу по длине и высоте рабочей площади устройства отображения. Плотность шага между источниками 104 света может равняться или соответствовать разрешающей способности дисплея в пикселях. То есть, отношение источников 104 света к количеству пикселей может быть 1:1 (например, 1920×1080, 3840×2160 или 7680×4320 источников света для соответствующего разрешения дисплея). В этом случае положение каждого из источников 104 света может непосредственно совпадать (с точки зрения зрителя) с соответствующим пикселем. В других случаях источники 104 света могут располагаться с боковым смещением от соответствующего пикселя или между двумя пикселями. Шаг между источниками 104 света может быть равномерным или неравномерным, например, плотность шага может быть выше в непосредственной близости к центральной рабочей площади дисплея, чем в периферии, по краям, в углах, или черных полосах в формате "почтовый ящик".

[0024] В других вариантах осуществления отношение источников 104 света к числу пикселей может быть ниже, например, 1:2, 1:3, 1:4, 1:10 и более. В этом случае разрешение изображения подсветки будет уменьшено. В альтернативном варианте это отношение может быть выше, например, 2:1, 3:1, или меньше. Например, источник света может быть связан с подпикселем, а не пикселем или группой пикселей.

[0025] Данные источники 104 света являются раздельно управляемыми или в альтернативном варианте их подмножество может синхронно совместно управляться. Гибкость управления подсветкой посредством раздельно управляемых источников 104 света обеспечивает локальное затемнение. Дополнительные сведения о технологии локального затемнения можно найти в патенте США №8277056 под названием "Locally Dimmed Display", который включен в полном объеме в данную заявку посредством ссылки во всех отношениях. Однако, несмотря на раздельное управление источниками 104 света, PSF каждого источника 104 света может перекрываться, чтобы повлиять на интенсивность множества пикселей.

[0026] Хотя на фиг. 1 показан дисплей с прямой подсветкой, дисплей с боковой подсветкой также может пользоваться преимуществами изобретений, сообщенными в данном описании (например, компенсацией для цветового сдвига от PSF, биннингом источников света или колебанием температуры). В таком варианте осуществления пространственный модулятор света освещается одним или несколькими источниками света, расположенными на краю пространственного модулятора света. Дополнительные сведения о боковой подсветке, локальном затемнении можно найти в патенте США №8172401 под названием "Edge Lit Locally Dimmed Display", который в полном объеме включен в данную заявку посредством ссылки во всех отношениях.

[0027] Отражающая поверхность 106 может представлять собой широкополосную зеркальную поверхность, дихроическую зеркальную поверхность, отражающую заданный спектр (например, один или несколько основных цветов). Кроме того, отражающая поверхность 106 может содержать сквозные отверстия для источников 104 света. Эти сквозные отверстия можно растачивать, сверлить или фрезеровать. Отражающая поверхность 106 перенаправляет свет обратно через оптическую стопу 101 для повышения эффективности.

[0028] На фиг. 1 рассеивающий слой 108 рассеивает исходящий свет через диапазон направлений таким образом, что зритель, расположенный на противоположной стороне рассеивателя 108 воспринимает свет, как исходящий от увеличенной площади. В общем случае рассеиватель 108 может рассеивать свет до разных угловых размеров в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

[0029] Пленка 110 повторного использования света применяется для увеличения оптической эффективности подсветки. В некоторых вариантах осуществления, поскольку слой 112 световой модуляции может только (или по существу только) пропускать поляризованный свет, а подсветка в основном дает неполяризованный свет. Отражающий поляризатор (например, 3М DBEF) может применяться в качестве последнего оптического слоя до слоя 112 световой модуляции. Свет с неправильной поляризацией, падающий на слой 112 световой модуляции, который в противном случае будет поглощен, отражается обратно пленкой 110 повторного использования света по направлению к подсветке. Отраженный свет будет рассеиваться в рассеивающем слое 108, который придает случайный характер поляризации. Отраженный свет, имеющий поляризацию случайного характера, которая имеет часть правильной поляризации для прохождения через слой 112 световой модуляции, может перенаправляться к слою 112 световой модуляции, поскольку он рассеивает и отражает в оптической стопе.

[0030] Другая пленка 110 повторного использования света может представлять собой призматически структурированную пленку (например, 3М BEF), которая применяется для управления направлением света, выходящего из блока подсветки. Чтобы максимизировать интенсивность света в пределах угла обзора слоя 112 световой модуляции, свет за пределами угла обзора может отражаться обратно в оптический резонатор, который после рассеяния и отражения может привести к тому, что часть отраженного света имеет необходимый выходящий угол в пределах угла обзора.

[0031] Слой 112 световой модуляции может содержать, например, (i) LCD панель, которая является примером модулятора света пропускающего типа, (ii) деформируемое зеркальное устройство (DMD), которое является примером модулятора света отражающего типа, или (iii) модулятор на основе микроэлектромеханической системы (MEMS). Элементы модулятора 112 света управляются в соответствии с данными, которые определяют отображаемое изображение.

[0032] Следует учитывать, что на фиг. 1 показан вариант осуществления оптической стопы 101, а расположение элементов в ней может варьироваться или может включать дополнительные неописанные элементы. Например, пленка ПО повторного использования света может располагаться за рассеивающим слоем 108, а не перед ним. В качестве еще одного примера преобразующий слой 102 может располагаться в любом месте в пределах оптической стопы 101 после источников 104 света. Все такие модификации и видоизменения предполагаются для включения в объем настоящего изобретения.

[0033] Изобретателями в данной заявке учтено, что примерная панель 100 цветовой матрицы страдает от «эффекта желтого хвоста» или функции рассеяния точки (PSF), которая сдвигает цвета в зависимости от расстояния от центра. То есть, свет, проходящий относительно длинный оптический путь, перенаправленный обратно на пространственные области, близкие к или ближайшие к источникам света, может пространственно распространяться в широких углах и площадях и вызывать цветовые сдвиги (например, желтые хвосты) - в частности, со светом, повторно использующимся посредством одного или нескольких отражений. В такой системе, например, свет в центре функции рассеяния точки излучателя света прямой подсветки будет в основном преобразовываться, но составляющие отраженного света могут отразиться и преобразоваться в менее зеленый и красный, поскольку расстояние от центра функции рассеяния точки излучателя света до внешних окружностей увеличивается, что приводит к цветовому сдвигу, к функции рассеяния точки (PSF). Хвост PSF становится все более и более желтым, даже когда центр PSF содержит желаемую белую точку. Без функции компенсации, ухудшение цветового сдвига может быть особенно значительным или даже зрительно заметным. На фиг. 2А, 2В и 2С в качестве простых иллюстраций показан эффект желтого хвоста.

[0034] На фиг. 3 показана примерная конфигурация логического блока дисплея в дисплейной системе 300. В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления настоящего изобретения дисплейная система 300 содержит логический блок 302 управления подсветкой для управления источниками света в подсветке 304. Эти источники света могут быть таким же или подобными источникам 104 света, показанным на фиг. 1. Логический блок 302 управления подсветкой может функционально соединяться с источником данных изображения (не показан) (например, телевизионной приставкой, сетевым сервером, накопителем данных и тому подобным) и выполнен с возможностью приема данных изображения от источника данных изображения. Кадры изображения, полученные или образованные из данных изображения из внутреннего или внешнего источника, могут использоваться логическим блоком 302 управления подсветкой для управления подсветкой 304. Например, логический блок 302 управления подсветкой может выполняться для управления подсветкой 304 для освещения одного или нескольких пикселей или подпикселей с определенной интенсивностью. Кадры изображения могут использоваться логическим блоком 302 управления подсветкой для получения значений раздельного или совместного возбуждения в различных кадрах при различных разрешениях.

[0035] В этом варианте осуществления настоящего изобретения логический блок 302 управления подсветкой логически соединен с логическим блоком 306 имитационного моделирования светового поля. Логический блок 306 имитационного моделирования светового поля вычисляет один или несколько факторов влияния на световое поле, таких как, например, эффект желтого хвоста, биннинга источников света, температурная зависимость от системных компонентов и тому подобное. В зависимости от этих факторов влияния логический блок 306 имитационного моделирования светового поля и/или логический блок 308 управления модулятором (например, логический блок управления LCD панелью) могут уменьшить их для улучшения качества изображения. Например, для уменьшения эффекта желтого хвоста, значения возбуждения модулятора 310 (например, LCD панели) могут быть искажены, чтобы быть более синими.

[0036] В одном из вариантов осуществления имитационное моделирование светового поля может использовать девять каналов свертки, представляющих три трехцветных значения цвета для каждого из трех основных цветов. Однако, это требует значительных вычислительных ресурсов. В качестве альтернативы имитационное моделирование светового поля может моделировать раздельно управляемые источники света подсветки, как имеющие первую PSF для спектральных составляющих широкополосного света и вторую PSF для спектральных составляющих желтого света - или два канала сверток, а не девять. Первая PSF является более узкой, чем перекрывающая вторая PSF от эффекта желтого хвоста.

[0037] Логический блок 306 имитационного моделирования светового поля может содержать канал свертки для компенсации биннинга (его отсутствия или недостаточности) LED подсветки (например, источников 102 света). Для широкополосной подсветки могут использоваться белые LED, созданные с помощью полупроводниковых пластин синего LED и желтого люминофора (например, люминофора YAG). Тем не менее, вариации биннинга белых светодиодов с широкими диапазонами эксплуатационных характеристик может уменьшить точность отображения и однородность. В частности, желтый люминофор на каждой полупроводниковой пластине синего LED может отличаться, в результате чего отличается белая точка. Желтый люминофор на каждой полупроводниковой пластине синего LED может также иметь различное спектральное излучение. Аналогичным образом, в варианте осуществления для подсветки исключительно с помощью UV и/или синих спектральных составляющих, эти UV или синие LED могут иметь разную интенсивность при постоянной мощности или различаться по спектрам излучения.

[0038] В варианте осуществления настоящего изобретения логический блок 306 имитационного моделирования светового поля может использоваться для компенсации температурной зависимости работы дисплея с помощью дополнительных каналов свертки. Например, чтобы либо по отдельности, либо в совокупности учесть температурную зависимость источников света или преобразующего слоя, может быть использована функция(и) снижения номинальных значений. В качестве другого примера для решения вопросов связанных с искривлением оптической пластины может использоваться температурно зависимая функция рассеяния точки. В конкретном варианте осуществления одно или несколько измерений температуры может браться от одного или нескольких датчиков (расположенных внутри оптической стопы) или температура может выводиться с помощью характеристики дисплея (например, изменение производительности с течением времени).

[0039] На фиг. 4 показана примерная блок-схема 400 для возбуждения дисплея с локальным затемнением. На этапе 402 могут генерироваться сигналы возбуждения подсветки (например, источников 104 света). Работающая подсветка на этапе 404 производит первый свет. Первый свет может представлять собой широкополосный свет (например, белый свет), UV спектральные составляющие, синие спектральные составляющие или любую часть спектра. Как показано на этапе 406, первый свет преобразуется во второй свет. Например, преобразующий слой получает первый свет, производит второй свет необходимых цветов (например, красного или зеленого света).

[0040] Далее на этапе 408 значения возбуждения для модулятора (например, LCD панели), предпочтительно подпиксельного модулятора для каждого основного цвета, генерируются в зависимости от входных данных изображения. Результаты одного или нескольких имитационных моделирований светового поля могут использоваться для регулирования, изменения или уравновешивания значений возбуждения модулятора, как это отражено на этапе 412. На этапе 410 осуществляется одно или несколько имитационных моделирований светового поля для компенсации. Как описано в данной заявке, имитационные моделирования светового поля в качестве примеров могут решать вопросы, связанные с (i) цветовыми сдвигами в зависимости от функции рассеяния точки подсветки, (ii) разницей между эксплуатационной характеристикой источника света одного или нескольких источников света подсветки и эксплуатационной характеристикой подсветки, (iii) колебанием температуры от производительности, или (iv) их сочетаниями.

[0041] Следует понимать, что блок-схема 400, описанная в данной заявке, приведена только для наглядности, и что в свете этого специалистам в данной области техники будут предложены различные модификации или изменения. В альтернативных реализациях этапы, упоминаемые в блок-схеме 400, могут осуществляться в другом порядке, по сравнению с тем, что отмечен на фиг. 4, могут включать дополнительные этапы и/или могут полностью пропускать некоторые этапы. Например, этапы 402 и 408 в действительности могут выполняться, по существу, одновременно или в обратном порядке. В качестве другого примера этап 410 может выполняться перед этапом 404. Все такие модификации и изменения предназначены для включения в объем настоящего изобретения.

[0042] Варианты осуществления включают устройство, содержащее процессор и выполненное с возможностью осуществления любого из вышеуказанных способов, как описано выше.

[0043] Варианты осуществления включают машиночитаемый носитель данных, содержащий программные команды, которые при выполнении одним или несколькими процессорами вызывают выполнение любого из вышеуказанных способов, как описано выше.

[0044] Механизмы реализации - обзор оборудования

[0045] В соответствии с одним из вариантов осуществления описанные в данной заявке способы реализуются с помощью одного или нескольких вычислительных устройств специального назначения. Вычислительные устройства специального назначения могут быть аппаратно реализованы для выполнения способов, или могут содержать такие цифровые электронные устройства, такие как одна или несколько специализированных интегральных схем (ASIC) или программируемых вентильных матриц (FPGA), которые целенаправленно запрограммированы на выполнение способов, или могут содержать один или несколько аппаратных процессоров общего назначения, запрограммированных на выполнение способов в соответствии с программными командами в аппаратно-программном обеспечении, запоминающем устройстве, других устройствах хранения, или их сочетаниях. Такие вычислительные устройства специального назначения для выполнения способов также могут сочетать пользовательский аппаратно-реализованный алгоритм, ASIC, или FPGA с пользовательским программированием. Вычислительные устройства специального назначения могут представлять собой настольные компьютерные системы, портативные компьютерные системы, переносные устройства, сетевые устройства или любое другое устройство, которое содержит аппаратно-реализованный и/или программно-реализованный алгоритм для реализации способов.

[0046] Например, на фиг. 5 показана структурная схема, иллюстрирующая компьютерную систему 500, на которой может быть реализован вариант осуществления изобретения. Компьютерная система 500 содержит шину 502 или другой механизм связи для передачи информации и аппаратный процессор 504, соединенный с шиной 502 для обработки информации. Аппаратный процессор 504 может представлять собой, например, микропроцессор общего назначения.

[0047] Компьютерная система 500 также содержит оперативное запоминающее устройство 506, такое как запоминающее устройство с произвольным доступом (RAM) или другое динамическое запоминающее устройство, соединенное с шиной 502 для хранения информации и команд, которые будут выполняться процессором 504. Оперативное запоминающее устройство 506 может также использоваться для хранения временных переменных или другой промежуточной информации во время выполнения команд для выполнения процессором 504. Такие команды при хранении в носителе данных, доступном для процессора 504, превращают компьютерную систему 500 в машину специального назначения, которая настроена на выполнение операций, определенных командами.

[0048] Компьютерная система 500 дополнительно содержит постоянное запоминающее устройство (ROM) 508 или другое статическое запоминающее устройство, соединенное с шиной 502 для хранения статической информации и команд для процессора 504. Устройство 510 хранения данных, такое как магнитный диск или оптический диск, предусмотрено и соединено с шиной 502 для хранения информации и команд.

[0049] Компьютерная система 500 может соединяться через шину 502 с дисплеем 512, таким как жидкокристаллический дисплей (LCD), для отображения информации пользователю компьютера. Устройство 514 ввода, содержащее буквенно-цифровые и другие клавиши, соединено с шиной 502 для передачи информации и выбора команд для процессора 504. Другой тип пользовательского устройства ввода представляет собой устройство 516 управления курсором, такое как мышь, шаровой манипулятор или клавиши управления курсором для передачи информации о направлении и выбора команд для процессора 504 и для управления перемещением курсора на дисплее 512. Это устройство ввода, как правило, имеет две степени свободы по двум осям, первой оси (например, x) и второй оси (например, y), что позволяет устройству указывать положения на плоскости.

[0050] Компьютерная система 500 может реализовать способы, описанные в данной заявке с использованием индивидуально разработанного аппаратно-реализованного логического блока, одной или нескольких ASIC или FPGA, аппаратно-программно-реализованного и/или программно-реализованного логического блока, что в сочетании с компьютерной системой приводит или программирует компьютерную систему 500 представлять собой машину специального назначения. Согласно одному варианту осуществления способы в данной заявке выполняют с помощью компьютерной системы 500 в результате выполнения процессором 504 одной или нескольких последовательностей одной или нескольких команд, содержащихся в оперативном запоминающем устройстве 506. Такие команды могут считываться в оперативное запоминающее устройство 506 с другого носителя данных, например, устройства 510 хранения данных. Выполнение последовательностей команд, содержащихся в оперативном запоминающем устройстве 506, влечет выполнение процессором 504 этапов процесса, описанных в данной заявке. В альтернативных вариантах осуществления вместо или в сочетании с программными командами может применяться аппаратно запрограммированная схема.

[0051] Термин "носители данных" в данном контексте относится к любым устройствам хранения, которые хранят данные и/или команды, которые заставляют машину работать определенным образом. Такие носители данных могут включать энергонезависимые носители данных и/или энергозависимые носители данных. Энергонезависимые носители данных включают, например, оптические или магнитные диски, такие как устройство 510 хранения данных. Энергозависимые носители включают динамическое запоминающее устройство, такое как оперативное запоминающее устройство 506. Распространенные формы носителей данных включают, например, флоппи-диск, гибкий магнитный диск, жесткий магнитный диск, твердотельный накопитель, магнитную ленту или любой другой магнитный носитель данных, CD-ROM, любой другой оптической носитель данных, любую физическую среду с сетками отверстий, RAM, PROM и EPROM, FLASH-EPROM, NVRAM, любую другую микросхему или картридж памяти.

[0052] Носитель данных отличается от, но может быть использован в сочетании со средой передачи данных. Среда передачи данных участвует в передаче информации между носителями данных. Например, среда передачи данных включает коаксиальные кабели, медный провод и оптоволоконный кабель, включая проводники, которые содержат шину 502. Среда передачи данных может также принимать форму акустических или световых волн, таких как генерируемые во время радиоволновой и инфракрасной передачи данных.

[0053] Различные формы носителей могут быть задействованы в доставке одной или нескольких последовательностей одной или нескольких команд в процессор 504 для исполнения. Например, команды изначально могут содержаться на магнитном диске или твердотельном накопителе удаленного компьютера. Удаленный компьютер может загрузить команды в свое динамическое запоминающее устройство и послать команды по телефонной линии с применением модема. Модем по месту нахождения компьютерной системы 500 может принимать данные по телефонной линии и использовать инфракрасный передатчик для преобразования данных в инфракрасный сигнал. Приемник инфракрасного излучения может получать данные, передаваемые в инфракрасном сигнале, а соответствующая схема может размещать данные на шине 502. Шина 502 доставляет данные в оперативное запоминающее устройство 506, из которого процессор 504 извлекает и выполняет команды. Команды, полученные оперативным запоминающим устройством 506, факультативно могут храниться в устройстве 510 хранения данных либо до, либо после исполнения процессором 504.

[0054] Компьютерная система 500 также содержит интерфейс 518 связи, соединенный с шиной 502. Интерфейс 518 связи предусматривает соединение для двухсторонней передачи данных с сетевой линией 520 связи, которая подключена к локальной сети 522. Например, интерфейс 518 связи может представлять собой каргу цифровой сети с предоставлением комплексных услуг (ISDN), кабельный модем, спутниковый модем или модем для обеспечения соединения для передачи данных с соответствующим типом телефонной линии. В качестве другого примера интерфейс 518 связи может представлять собой карту локальной вычислительной сети (LAN) для обеспечения передачи данных в совместимую LAN. Также могут быть реализованы беспроводные линии связи. В любой такой реализации интерфейс 518 связи посылает и принимает электрические, электромагнитные или оптические сигналы, которые несут потоки цифровых данных, представляющие различные типы информации.

[0055] Сетевая линия 520 связи обычно предусматривает передачу данных через одну или несколько сетей к другим устройствам обработки данных. Например, сетевая линия 520 связи может предусматривать соединение по локальной сети 522 с центральным компьютером 524 или с оборудованием передачи данных, управляемым поставщиком 526 услуг Интернет (ISP). ISP 526 в свою очередь предоставляет услуги передачи данных через всемирную сеть пакетной передачи данных, теперь обычно упоминаемую как "Интернет" 528. И локальная сеть 522, и Интернет 528 используют электрические, электромагнитные или оптические сигналы, которые несут потоки цифровых данных. Сигналы в различных сетях и сигналы в сетевой линии 520 связи и в интерфейсе 518 связи, которые доставляют цифровые данные в и из компьютерной системы 500, являются примерами форм среды передачи данных.

[0056] Компьютерная система 500 может отправлять сообщения и получать данные, включая программный код, через сеть(и), сетевую линию 520 связи и интерфейс 518 связи. В примере с Интернетом сервер 530 может передавать требуемый код для прикладной программы через Интернет 528, ISP 526, локальную сеть 522 и интерфейс 518 связи. Полученный код может выполняться процессором 504 в том виде, в котором он принят, и/или храниться в устройстве 510 хранения данных или в другом энергонезависимом устройстве хранения данных для последующего выполнения.

[0057] Эквиваленты, дополнения, альтернативы и прочее

[0058] В приведенном выше описании были описаны возможные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на различные специфические особенности, которые могут изменяться в зависимости от реализации. Таким образом, единственным и исключительным показателем того, что представляет собой изобретение и предполагается заявителями в качестве изобретения, является формула изобретения, которая вытекает из заявки, в специальной форме, в которой указанная формула изобретения публикуется, включая любую последующую правку. Следовательно, отсутствие ограничения, элемент, свойство, признак, преимущество или особенность, которые явно не изложены в формуле изобретения, в любом случае должны ограничивать объем указанной формулы изобретения. Описание и графический материал соответственно следует рассматривать в пояснительном, а не ограничительном смысле. В свете вышеизложенных идей возможны многочисленные модификации и изменения настоящего изобретения.

[0059] Любые явно указанные в данной заявке определения для терминов, содержащихся в указанной формуле изобретения, регулируют значение тех терминов, которые используются в формуле изобретения. Также следует понимать, что для упрощения слово "например" (напр.) означает "для целей демонстрации" (не исчерпывающей), которое отличается от слов "то есть" (т.е.) или "другими словами".

Изобретение относится в целом к способам отображения, и в частности к способам отображения с двойной модуляцией с преобразованием света. Техническим результатом является повышение производительности дисплея и исключение вредного нагрева. Для возбуждения дисплея с двойной модуляцией генерируют сигналы возбуждения подсветки для возбуждения раздельно управляемых источников света. Источники света излучают первый свет на светопреобразующий слой. Светопреобразующий слой преобразует первый свет во второй свет. Светопреобразующий слой может содержать квантовые точки или кристаллические люминофоры. Модулирующие сигналы возбуждения генерируют для определения прохождения второго света через отдельные подпиксели дисплея. Определяют цветовой сдвиг для пикселя в зависимости от сигналов возбуждения подсветки и соответствующих расстояний между пикселем и более чем одним раздельно управляемым источником света. Модулирующие сигналы возбуждения регулируют в зависимости от одного или нескольких имитационных моделирований светового поля. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ возбуждения дисплея с локальным затемнением, включающий:

генерирование в зависимости от данных изображения сигналов возбуждения подсветки для возбуждения раздельно управляемых источников света подсветки,

излучение первого света более чем одним раздельно управляемым источником света на светопреобразующий слой, причем первый свет содержит по меньшей мере или UV спектральную составляющую, или спектральную составляющую синего света и причем светопреобразующий слой представляет собой плоскость;

преобразование первого света и повторно используемого света во второй свет посредством светопреобразующего слоя света, причем светопреобразующий слой содержит по меньшей мере либо квантовые точки, либо кристаллические люминофоры;

генерирование в зависимости от данных изображения модулирующих сигналов возбуждения для определения прохождения второго света через отдельные подпиксели дисплея;

определение цветового сдвига для пикселя в зависимости от одного или нескольких сигналов возбуждения подсветки и соответствующих расстояний между пикселем и более чем одним раздельно управляемым источником света; и

регулирование модулирующего сигнала возбуждения для по меньшей мере одного подпикселя пикселя в зависимости от определения для уменьшения цветового сдвига пикселя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раздельно управляемые источники света подсветки содержат светодиоды.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что светодиоды представляют собой LED синего света.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модулирующие сигналы возбуждения управляют LCD.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют модели раздельно управляемых источников света подсветки в качестве содержащих первую функцию рассеяния точки (PSF) для спектральных составляющих широкополосного света и вторую PSF для спектральных составляющих желтого света, причем первая PSF является более узкой, чем вторая PSF.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют модели раздельно управляемых источников света подсветки в качестве 9 каналов свертки.

7. Способ возбуждения дисплея с локальным затемнением, включающий:

генерирование в зависимости от данных изображения сигналов возбуждения подсветки для управления раздельно управляемыми LED источниками подсветки;

излучение первого света одним или несколькими раздельно управляемыми LED источниками на слой квантовых точек, причем слой квантовых точек представляет собой плоскость;

преобразование первого света и повторно используемого света во второй свет посредством светопреобразующего слоя света;

генерирование модулирующих сигналов возбуждения LCD для определения прохождения второго света через отдельные подпиксели дисплея посредством LCD матрицы;

определение увеличения спектральных составляющих желтого света для пикселя в зависимости от одного или нескольких сигналов возбуждения подсветки и соответствующих расстояний между пикселем более чем одним LED источником; и

регулирование модулирующего сигнала возбуждения LCD для по меньшей мере одного подпикселя пикселя в зависимости от определения для уменьшения спектральных составляющих желтого света пикселя.

8. Способ возбуждения дисплея с локальным затемнением, включающий:

излучение первого света более чем одним раздельно управляемым источником света на слой квантовых точек, причем первый свет содержит по меньшей мере или UV спектральную составляющую, или спектральную составляющую синего света и причем слой квантовых точек представляет собой плоскость;

преобразование первого света во второй свет посредством слоя квантовых точек;

определение значения цветового сдвига для пикселя, связанного с пройденным светом расстоянием от более чем одного источника света для пикселя; и

компенсацию цветового сдвига.

9. Способ п. 8, отличающийся тем, что пройденные расстояния составляют одно или несколько отражений.

10. Дисплейная система, содержащая:

более чем один источник света подсветки, выполненный с возможностью излучения первого света, причем первый свет содержит по меньшей мере или UV спектральную составляющую, или спектральную составляющую синего света;

один или несколько светопреобразующих слоев, выполненных с возможностью возбуждения первого света и преобразования по меньшей мере части первого света и повторно используемого света во второй свет, причем один или несколько светопреобразующих слоев содержат квантовые точки или кристаллические люминофоры и причем один или несколько светопреобразующих слоев представляют собой плоскость;

один или несколько модуляторов света, выполненных с возможностью модуляции света, проходящего через отдельные подпиксели дисплейной системы;

логический блок для вычисления по меньшей мере одного из нижеследующего: (i) цветовых сдвигов в зависимости от функции рассеяния точки подсветки, (ii) разницы между эксплуатационной характеристикой источника света более чем одного источника света подсветки и эксплуатационной характеристикой подсветки и (iii) колебания температуры для визуализируемого пикселя; и

контроллер для регулировки значений возбуждения для одного или нескольких модуляторов света на основе логического блока.

11. Устройство возбуждения дисплея с локальным затемнением, содержащее:

логический блок, управляющий более чем одним источником света подсветки, выполненным с возможностью излучения первого света на один или несколько светопреобразующих слоев, причем один или несколько светопреобразующих слоев выполнены с возможностью возбуждения первым светом и преобразования по меньшей мере части первого света во второй свет и причем один или несколько светопреобразующих слоев представляют собой плоскость;

логический блок для управления одним или несколькими модуляторами света, причем один или несколько модуляторов света выполнены с возможностью модуляции света, проходящего через отдельные подпиксели;

логический блок для выполнения по меньшей мере одного имитационного моделирования светового поля для цветовых сдвигов для функции рассеяния точки подсветки;

логический блок для регулировки значений возбуждения одного или нескольких модуляторов света в зависимости от по меньшей мере одного имитационного моделирования светового поля.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит логический блок для выполнения имитационного моделирования светового поля для неравномерности источников света подсветки.

13. Машиночитаемый постоянный носитель данных, хранящий программные команды, которые при исполнении одним или несколькими процессорами вызывают выполнение способа по любому из пп. 1-9.

14. Устройство возбуждения дисплея с локальным затемнением, содержащее процессор и выполненное с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-9.