專利名稱：用于顯示器的改進(jìn)的白色背光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以產(chǎn)生指定色點(diǎn)的白色光的顯示器背光裝置，其包括由多個(gè)光
源構(gòu)成的排列，所述光源的色度是從由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中選擇的，所述光源耦合到用于將從所述光源發(fā)出的光傳輸?shù)狡渌@示組件的裝置，該裝置混合所述發(fā)出的光以產(chǎn)生指定色點(diǎn)的白色光，其中，所述由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的色度坐標(biāo)當(dāng)被繪制
在CIE 1976U.S.C.色度圖上時(shí)構(gòu)成了具有至少三條邊的一形狀的頂點(diǎn)，該形狀還包圍了在所述色度圖上描述了所述指定色點(diǎn)的點(diǎn)。
背景技術(shù)：
在顯示器領(lǐng)域中已知的是使用彩色光源產(chǎn)生被布置為產(chǎn)生白色光的顯示器背光裝置。在此情況下，通常使用不同色度的獨(dú)立光源，每一個(gè)光源都發(fā)出可見(jiàn)光譜中紅、綠或藍(lán)色部分中的光。如本領(lǐng)域已知的，當(dāng)在C. I.E. 1976U.S.C.或1931色度圖上繪制這些光源的色度時(shí)，構(gòu)成了一個(gè)形狀，該形狀在三個(gè)色度的情況下是三角形的，并且在該形狀的邊界內(nèi)包含了可以通過(guò)彩色的紅、綠和藍(lán)光集合的特定組合來(lái)再現(xiàn)的完整的顏色組或者顏色范圍。該顏色范圍包括白色的變體，如在色度圖的中心部分所見(jiàn)的。此外，對(duì)紅、綠和藍(lán)光源的相對(duì)強(qiáng)度或輸出的調(diào)整改變了由該組合產(chǎn)生的整體顏色。因此，可以使用紅、綠和藍(lán)光源來(lái)不僅產(chǎn)生白色光，而且產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)的色點(diǎn)的白色光。 通常在背光裝置內(nèi)，將從彩色光源發(fā)出的光傳輸?shù)揭粋€(gè)裝置，該裝置常常被稱為光導(dǎo)，該光在光導(dǎo)中被混合(這通常是由于總體內(nèi)部反射)以產(chǎn)生白色光，用于顯示器的其他元件的照明。其余的顯示器通常是LCD顯示器，如本領(lǐng)域已知的，在LCD顯示器中背光裝置通常從后方或側(cè)方照亮LCD顯示器，但也可以是其它類型的顯示器，包括例如使用微鏡的掃描顯示器，以及同樣基于LCD的投影儀和LC0S投影儀。 包含白色背光裝置的顯示器對(duì)于數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的顯示是尤其有用的，這些醫(yī)學(xué)圖像源于數(shù)字X光成像、計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)、核磁共振成像、包括正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)的核醫(yī)療學(xué)成像、超聲以及設(shè)置為提供人體的內(nèi)部情況的圖像的其它成像方法。這種圖像傳統(tǒng)上使用灰度級(jí)圖像來(lái)觀看，反映了在幾十年來(lái)通過(guò)觀察X光片而獲得的放射學(xué)專業(yè)的已獲取專業(yè)知識(shí)，因而可以有利地在具有白色背光裝置的灰度級(jí)顯示監(jiān)視器上進(jìn)行觀察。
將在這種醫(yī)學(xué)監(jiān)視器上的白點(diǎn)的可調(diào)整性用于解決更進(jìn)一步的問(wèn)題，特別是在醫(yī)學(xué)成像中以及在并排放置兩個(gè)或更多個(gè)顯示器以便以放大格式觀察多個(gè)病人圖像的情況下出現(xiàn)的問(wèn)題。如本領(lǐng)域中已知的，用于灰度級(jí)顯示器的白色背光裝置的白點(diǎn)可以改變，盡管對(duì)每個(gè)白點(diǎn)進(jìn)行孤立地觀察時(shí)，但其仍顯現(xiàn)為白色。當(dāng)將兩個(gè)或更多個(gè)灰度級(jí)顯示器一起進(jìn)行觀察時(shí)，在其白點(diǎn)中的任何變化都是明顯的并且會(huì)分散注意力，每一個(gè)顯示器都看起來(lái)相對(duì)于其它顯示器呈現(xiàn)彩色外觀。因此，一個(gè)顯示器可以相對(duì)于第二個(gè)顯示器呈現(xiàn)為具有帶紅色的彩色外觀，第二個(gè)顯示器相對(duì)于第一個(gè)呈現(xiàn)為假定具有帶藍(lán)色的外觀。由于使用了明顯不同并且獨(dú)立的紅、綠和藍(lán)彩色光源，白點(diǎn)的這種可調(diào)整性允許在一起進(jìn)行使用的任何顯示器的白點(diǎn)都可以相對(duì)于這些顯示器而彼此進(jìn)行調(diào)整，或者相對(duì)于任意公共白點(diǎn)而進(jìn)行調(diào)整。因此，可以將兩個(gè)或更多個(gè)顯示器調(diào)整到相同的白點(diǎn)，從而消除有可能在未調(diào)整的顯示器上出現(xiàn)的分散注意力的彩色外觀。 WO 01/84225描述了一種系統(tǒng)，其中，使用了紅、綠和藍(lán)色LED來(lái)產(chǎn)生具有可調(diào)整的白點(diǎn)的白色彩色背光裝置。 盡管可以組合紅、綠和藍(lán)色光源來(lái)產(chǎn)生具有可調(diào)整的白點(diǎn)的白色背光裝置，但使用包括這種背光裝置的監(jiān)視器的觀察者可以注意到奇怪的可見(jiàn)偽像。當(dāng)使用紅、綠和藍(lán)色光源產(chǎn)生白色背光裝置時(shí)，可以在顯示圖像的高對(duì)比度邊界處見(jiàn)到紅色條紋，其在黑色區(qū)域與白色區(qū)域之間的邊界處最為明顯，但在深灰色與淺灰色區(qū)域之間在某種程度上也是可見(jiàn)的。不幸的是，發(fā)現(xiàn)一旦特定觀看者注意到了這種偽像，它們對(duì)于戴眼鏡的觀看者就更明顯，觀看者難以避免看見(jiàn)它們。有報(bào)告說(shuō)，一旦觀看者發(fā)現(xiàn)在顯示圖像中可以見(jiàn)到偽像，他們就一再地被紅色偽像分散注意力。具體的，對(duì)于灰度級(jí)顯示器的醫(yī)學(xué)使用者，在他或她為了損傷鑒定和通常的診斷目的而設(shè)法將注意力集中在對(duì)比度變化的區(qū)域上時(shí)，這是極為分散注意力的。

發(fā)明內(nèi)容
由本發(fā)明來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，其中，當(dāng)將背光裝置耦合到其他顯示器組件并用于灰
度級(jí)圖像的顯示時(shí)，由光源發(fā)出的紅色波長(zhǎng)是由具有來(lái)自由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中
的兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源發(fā)出的，并這些光源被布置為被驅(qū)動(dòng)以減小在高圖像對(duì)比度的
邊界處的可見(jiàn)的紅色偽像。 詳細(xì)描述 在混合來(lái)自多個(gè)光源的光以產(chǎn)生指定顏色點(diǎn)的白光時(shí)，為了獲得該指定白色點(diǎn)，關(guān)于將紅色波長(zhǎng)分布在多于一種類型或顏色的光源上的特征需要用戶驅(qū)動(dòng)光源發(fā)出這樣的光譜，即該光譜是采用與其他光源的輸出相比具有較低輸出的大部分或全部紅色光。來(lái)自主要發(fā)出紅色光或在可見(jiàn)光譜紅色端的光的光源的紅色光的較低輸出，減小了在使用包括紅、綠和藍(lán)色光源的白色背光裝置的監(jiān)視器上所顯示的灰度級(jí)圖像上所見(jiàn)到的紅色偽像。 有幾種方式來(lái)減小主要或全部發(fā)出紅色光的光源的輸出。例如，在保持指定白色
點(diǎn)的同時(shí)，將紅色波長(zhǎng)分布在多于一種顏色的光源上意味著可以以較低的強(qiáng)度來(lái)驅(qū)動(dòng)貢獻(xiàn)了最強(qiáng)烈紅色波長(zhǎng)的光源，從而產(chǎn)生不會(huì)引起明顯的紅色偽像的背光裝置。 減小在由光源發(fā)出的總光譜的紅色端處的輸出的另一方式是以這樣的方式來(lái)構(gòu)造背光裝置，即，使得具有位于CIE U.S.C.色度圖的紅色部分中或附近的色度的單個(gè)光源的數(shù)量小于具有每一個(gè)剩余色度的光源的數(shù)量。換句話說(shuō)，將背光裝置構(gòu)造為使得主要發(fā)出紅色光的單個(gè)光源的數(shù)量小于具有繪制在色度圖上的任何其它色度的光源。
減小在由光源發(fā)出的總光譜的紅色端處的輸出的另一實(shí)施例是以這樣的方式來(lái)構(gòu)造背光裝置，即，使得能夠選擇具有位于CIE U.S.C.色度圖的紅色部分中或附近的色度的光源，以使得它們與具有剩余色度的光源相比，具有較小的飽和度或純度。這個(gè)實(shí)施例是有利的，因?yàn)闊o(wú)需飽和的彩色光來(lái)從彩色光的組合產(chǎn)生白色背光。它實(shí)現(xiàn)了一種采用以下方式實(shí)現(xiàn)的解決方案，即，使用低飽和度光源，同時(shí)仍保持白點(diǎn)的可調(diào)整性并且減小或去除在使用紅、綠和藍(lán)色光源時(shí)所觀察到的紅色偽像。
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可替換的，另一個(gè)實(shí)施例包括以下光源所述光源被選擇并被驅(qū)動(dòng)以便以這樣的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)具有位于CIE 1976 U.S.C.色度圖的紅色部分中或附近的色度的光源，S卩，使得在大于或等于630nm的波長(zhǎng)處光度功率貢獻(xiàn)占總功率的小百分比。在一個(gè)尤其有利的實(shí)施例中，發(fā)出紅色光的光源的光度功率小于或等于光源總功率的5%。 在上面，紅色光包括波長(zhǎng)大于590nm，尤其是大于615nm的光。盡管按照CIE 1976U.S.C.色度圖來(lái)描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以替換為使用CIE 1931色度圖，二者是等效的色度圖。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在背光裝置中使用白色光源，換句話說(shuō)，使用可以繪制在1976CIEU.S.C.色度圖的白色部分中的色度源，是特別有用的，并且認(rèn)為這是因?yàn)轱@現(xiàn)為白色的光的光譜包含了一部分紅色波長(zhǎng)。白色光通常包含足夠比例的紅色光來(lái)實(shí)現(xiàn)要被保持的白點(diǎn)的可調(diào)整性，同時(shí)允許以較低輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)紅色或主要是紅色的光源。 白色光通常還是相對(duì)不飽和的，并且將主要覆蓋可見(jiàn)光譜的紅色端的不飽和光與一個(gè)其它色度的光進(jìn)行組合，還可以產(chǎn)生具有良好白點(diǎn)可調(diào)整性又避免了紅色條紋狀偽像的背光裝置。 本發(fā)明的特征允許產(chǎn)生用于顯示器的白色背光裝置，其具有可調(diào)整的白點(diǎn)，但其
不會(huì)遭受到或者至少較少地遭受到來(lái)自如所見(jiàn)的紅色條紋的紅色偽像的影響。 在以上描述中，針對(duì)所述紅色偽像的減少而不是針對(duì)將其完全去除來(lái)描述了要解
決的技術(shù)問(wèn)題。這是因?yàn)楸M管在依據(jù)文本中的指示的情況下可以構(gòu)造不會(huì)遭受位于高對(duì)比
度邊界處的明顯的、分散注意力的紅色條紋狀偽像的影響的背光裝置，但在以光學(xué)設(shè)備對(duì)
結(jié)果產(chǎn)生的顯示屏幕進(jìn)行商定的仔細(xì)檢查的情況下，實(shí)際上就會(huì)發(fā)現(xiàn)到放大狀態(tài)下的剩余
紅色條紋，但是通常用肉眼、戴不戴規(guī)定的眼鏡都是無(wú)法注意到的。本發(fā)明的目的是產(chǎn)生一
種背光裝置，當(dāng)其耦合到適合的顯示器時(shí)，不會(huì)在具有差異很大的灰度級(jí)的圖像區(qū)域之間
的高對(duì)比度邊界處產(chǎn)生的明顯的、分散注意力的條紋狀紅色偽像。因此，要解決的技術(shù)問(wèn)題
是減小這些偽像。 光源可以是適于提供背光照明的任何光源，并包括例如但非排他性的白熾燈泡和電致發(fā)光源，例如LED。當(dāng)前經(jīng)常使用LED，因?yàn)樗鼈兞畠r(jià)并易于制造。高強(qiáng)度LED近來(lái)的發(fā)展允許將它們包含在高亮度背光裝置中，以用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的高亮度和高對(duì)比度顯示的目的。如本領(lǐng)域已知的，當(dāng)將LED用于形成背光裝置時(shí)，在光路中包括例如散射器之類的其它組件，以便產(chǎn)生足夠照度的背光。 當(dāng)將LED用作背光裝置的光源時(shí)，發(fā)現(xiàn)用包含藍(lán)色、白色和琥珀色LED的排列的背光裝置可以產(chǎn)生具有可調(diào)整的白點(diǎn)并且在高對(duì)比度邊界處無(wú)可見(jiàn)紅色偽像的白色背光。具體的，發(fā)現(xiàn)藍(lán)色LED應(yīng)具有主要在460-490nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，琥珀色LED應(yīng)具有主要在584-597nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，白色LED的白點(diǎn)在C. I.E. 1931色度圖中應(yīng)具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。然而，當(dāng)藍(lán)色LED具有主要在475-485nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，琥珀色LED具有主要在592_597nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，且白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)得到更好的結(jié)果?？梢詷?gòu)造這種背光裝置，當(dāng)其被耦合到其他組件以產(chǎn)生顯示監(jiān)控器時(shí)，它提供可調(diào)整的白點(diǎn)，并且在高對(duì)比度邊界處不存在可見(jiàn)的紅色偽像。
然而，由于在當(dāng)前市場(chǎng)上的琥珀色LED的效率上的局限，發(fā)現(xiàn)在將LED用作具有
6可調(diào)整白點(diǎn)且在高對(duì)比度邊界處無(wú)可見(jiàn)紅色偽像的白色背光裝置的光源時(shí)，在撰寫且可應(yīng)用時(shí)的一個(gè)尤其有利的實(shí)施例是包括藍(lán)色、白色和橙紅色LED的排列的背光裝置。在此情況下，發(fā)現(xiàn)藍(lán)色LED應(yīng)具有主要在460-490nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，橙紅色LED應(yīng)具有主要在613-621nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，白色LED的白點(diǎn)在C. I.E. 1931色度圖中應(yīng)具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。然而，發(fā)現(xiàn)在藍(lán)色LED具有主要在475-485nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，橙紅色LED具有主要在613_621nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)得到更好的結(jié)果。此外，發(fā)現(xiàn)可以構(gòu)造具有這些約束的背光裝置，當(dāng)其被耦合到其他組件以產(chǎn)生顯示監(jiān)控器時(shí)，提供了可調(diào)整的白點(diǎn)，并且在高對(duì)比度邊界處不存在可見(jiàn)的紅色偽像。 用具體包括四個(gè)色度的背光裝置可以得到另一解決方案，在此情況下，LED是藍(lán)、綠、橙紅和琥珀色。在此情況下，發(fā)現(xiàn)藍(lán)色LED應(yīng)具有主要在460-490nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，綠色LED應(yīng)具有主要在520-550nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，橙紅色LED應(yīng)具有主要在613_621nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，且琥珀色LED應(yīng)具有主要在584-597nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。但發(fā)現(xiàn)在藍(lán)色LED具有主要在475-485nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，綠色LED具有主要在540_550nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，橙紅色LED具有主要在613-621nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，且琥珀色LED具有主要在592_597nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)時(shí)，可以獲得特別好的結(jié)果。此外，如前，這個(gè)組合允許構(gòu)造這樣的背光裝置，當(dāng)該背光裝置被耦合到其他組件時(shí)，可以提供可調(diào)整的白點(diǎn)，并且在高對(duì)比度邊界處不存在可見(jiàn)的紅色偽像。
還發(fā)現(xiàn)當(dāng)LED包括紅色和琥珀色LED的組合時(shí)可以得到一種解決方案，以適當(dāng)?shù)碾娖津?qū)動(dòng)這些LED時(shí)可以產(chǎn)生紅色光但不會(huì)產(chǎn)生紅色偽像。通常，如上所述，這會(huì)需要這兩種類型的LED，將它們共同設(shè)置為在CIE1976U. S. C.色度圖的紅色部分中或附近，并以相對(duì)較低的強(qiáng)度來(lái)驅(qū)動(dòng)，或者以類似的強(qiáng)度來(lái)驅(qū)動(dòng)但進(jìn)行選擇以使得它們與在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中包含的其它色度的LED相比具有較少的數(shù)量。 如本領(lǐng)域中已知的，在將LED用作背光裝置的光源時(shí)，每一個(gè)LED都可以以以下兩種方式之一以較低輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)，首先，通過(guò)以較低驅(qū)動(dòng)電平或者工作電流來(lái)驅(qū)動(dòng)它，其次，通過(guò)減小其開(kāi)啟時(shí)間。 一旦本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到哪些特征會(huì)提供對(duì)紅色偽像的解決方案，他就能夠?yàn)檫m當(dāng)選擇的LED陣列構(gòu)成適合的驅(qū)動(dòng)電平和開(kāi)/關(guān)時(shí)間的組合，其減小或消除了紅色偽像，同時(shí)又為從背光裝置到其他顯示組件的整體光輸出保留了可調(diào)整的白點(diǎn)。
如已知的并且已經(jīng)提及的，在背光裝置中所用的光源的色度可以借助于它們?cè)贑. I.E. 1976U.S.C.或1931色度圖中的坐標(biāo)來(lái)描述，在每一種情況下，都構(gòu)成了圖中的形狀，這個(gè)形狀在三個(gè)單獨(dú)色度的情況下是三角形或三邊形，在四個(gè)色度情況下是四邊形。
在以上包括白色光的示例中，可以發(fā)現(xiàn)LED組合的色度構(gòu)成了比已知紅、綠、藍(lán)色光源的組合更小的三角形。使用更小的顏色三角形意味著較少數(shù)量的可再現(xiàn)顏色，作為結(jié)果，更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是在LED驅(qū)動(dòng)電路中的相同量化誤差會(huì)導(dǎo)致更好的色點(diǎn)準(zhǔn)確性。然而，更小的三角形還意味著在在整個(gè)監(jiān)視器上更小的顏色范圍，但這是可接受的，因?yàn)椴噬庠词怯糜诋a(chǎn)生白點(diǎn)的。實(shí)際上，顏色范圍的減小使得對(duì)每一個(gè)色點(diǎn)的控制更精確。對(duì)于僅旨在用于灰度級(jí)圖像顯示器的使用來(lái)說(shuō)，全部顏色范圍的再現(xiàn)是不必要的。另外，在光源是LED的情況下，更小的三角形具有額外的優(yōu)點(diǎn)隨著背光裝置與LED以不同的速率老化，導(dǎo)致了白點(diǎn)的逐漸變化，使用具有構(gòu)成更小三角形的色點(diǎn)的LED結(jié)果會(huì)使得白點(diǎn)在更小的范圍內(nèi)變化，從而能夠產(chǎn)生更穩(wěn)定的背光。 然而，根據(jù)本發(fā)明的背光裝置不僅僅局限于單獨(dú)灰度級(jí)圖像的顯示，并且具體的，根據(jù)本發(fā)明的背光裝置可以結(jié)合彩色LCD顯示器來(lái)使用，如本領(lǐng)域中已知的，它包含紅色、綠色和藍(lán)色濾光器，用于產(chǎn)生大顏色范圍上的顏色。即使不附加彩色LCD顯示器，包括藍(lán)色、綠色、橙紅色和琥珀色LED的組合也能夠產(chǎn)生更寬范圍的顏色，并且這個(gè)解決方案可以用于產(chǎn)生彩色顯示器。這在旨在醫(yī)學(xué)目的的顯示監(jiān)視器中使用時(shí)是尤其有利的，在這種情況下是會(huì)顯示灰度級(jí)圖像，并且該圖像包括附加顏色的區(qū)域，例如在多普勒超聲成像中，多普勒超聲成像例如會(huì)將描繪如血液流動(dòng)的流動(dòng)信息的彩色圖像疊加在描繪病人解剖組織的灰度級(jí)超聲圖像上。 本發(fā)明還涉及一種顯示器，具體而言是一種醫(yī)學(xué)顯示器，其包括背光裝置以產(chǎn)生指定色點(diǎn)的白色光，并且包括由多個(gè)光源構(gòu)成的排列，所述光源的色度是從由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中選擇的，所述光源耦合到用于將從所述光源發(fā)出的光傳輸?shù)狡渌@示組件的裝置，該裝置混合所述發(fā)出的光以產(chǎn)生所述指定色點(diǎn)的白色光，其中，所述由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的色度坐標(biāo)當(dāng)被繪制在CIE 1976 U.S.C.色度圖上時(shí)構(gòu)成了具有至少三條邊的一形狀的頂點(diǎn)，該形狀還包圍了在所述色度圖上描述了所述指定色點(diǎn)的點(diǎn)，此外其中，在將所述背光裝置耦合到其他顯示組件并用于灰度級(jí)圖像的顯示時(shí)，由所述多個(gè)光源發(fā)出的紅色波長(zhǎng)是由所述多個(gè)光源中的具有由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源發(fā)出的，并且所述具有兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源被布置為被驅(qū)動(dòng)以便減小在高圖像對(duì)比度的邊界處的可見(jiàn)的紅色偽像。 這種顯示器，具體而言如果其是醫(yī)學(xué)顯示器的話，尤其適于以灰度級(jí)顯示圖像，其中，獲得了可調(diào)整的白點(diǎn)并且不會(huì)受到在將紅、綠、藍(lán)色光源，具體的是LED，用于產(chǎn)生可調(diào)整白點(diǎn)的背光裝置的情況下的可見(jiàn)的紅色條紋狀偽像的影響。


將借助以下的附圖來(lái)解釋本發(fā)明的這些及其他方案。 圖1是顯示黑圓形和白圓形的二色測(cè)試圖案的再現(xiàn)，黑圓形和白圓形中的每一個(gè)都顯示在相反背景上，其是使用包括紅、綠和藍(lán)色LED的白色背光裝置來(lái)顯示的，并且其揭示了在高對(duì)比度的區(qū)域之間的邊界處的紅色條紋狀偽像的存在。 圖2是顯示黑色、白色和各種灰度級(jí)區(qū)域的測(cè)試圖案的再現(xiàn)，其是使用包括紅、綠和藍(lán)色LED的白色背光裝置來(lái)顯示的，并且其揭示了在高對(duì)比度而且是適度高對(duì)比度的區(qū)域之間的邊界處的紅色條紋狀偽像的存在。 圖3a、3b和3c顯示了根據(jù)本發(fā)明的LED色度組合的可能的實(shí)施例。 圖4a和4b顯示了兩個(gè)曲線圖，其顯示了對(duì)于兩種顯示器而言光輸出的相對(duì)強(qiáng)度
與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這兩個(gè)顯示器都使用了在兩個(gè)不同的白色點(diǎn)處被驅(qū)動(dòng)的紅色、藍(lán)色
和綠色LED的組合，這些組合都產(chǎn)生了紅色條紋狀偽像。 圖5a和5b顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)曲線圖，其顯示了對(duì)于兩種顯示器而言光輸出的相對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這兩個(gè)顯示器都使用了在兩個(gè)不同的白色點(diǎn)處被驅(qū)動(dòng)的紅色、白色和藍(lán)色LED的組合，這兩個(gè)組合都不會(huì)產(chǎn)生紅色條紋狀偽像。
圖6顯示了對(duì)于使用琥珀色、白色和藍(lán)色LED的組合的顯示器而言光輸出的相對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)組合不會(huì)產(chǎn)生紅色條紋狀偽像。
具體實(shí)施例方式
圖1是顯示白色區(qū)域102和黑色區(qū)域101交叉的二色測(cè)試圖案的再現(xiàn)，黑色區(qū)域 101包括白色圓103，白色區(qū)域102包括黑色圓104。這個(gè)附圖是使用包括紅、綠和藍(lán)色LED 的白色背光裝置所顯示的測(cè)試圖案的再現(xiàn)，其揭示了在高對(duì)比度的區(qū)域之間(換句話說(shuō)， 是在黑色區(qū)域與白色區(qū)域之間)的邊界處的紅色條紋狀偽像105和106的存在。當(dāng)以觀察 者角度來(lái)觀看，黑色區(qū)域101在測(cè)試圖案中位于右側(cè)區(qū)域102的左側(cè)時(shí)，在黑白區(qū)域之間可 以見(jiàn)到長(zhǎng)條紋狀結(jié)構(gòu)105。紅色偽像是可見(jiàn)的，并且可以在任何這種區(qū)域之間觀察到。
在非常嚴(yán)格地檢查時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)色條紋狀偽像107和108出現(xiàn)在測(cè)試圖案中，看上 去相當(dāng)于紅色偽像105和106，并且位于黑色區(qū)域101在白色區(qū)域102右側(cè)的位置處的邊界 處。然而，這些僅僅是為解決紅色偽像而采取的實(shí)驗(yàn)工作期間所識(shí)別出的，并沒(méi)有由背光的 觀察者報(bào)告過(guò)，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)是明顯的或者分散注意力的。人們認(rèn)為，藍(lán)色偽像107和108是 不分散注意力的，并且?guī)缀醪粫?huì)對(duì)觀察者造成問(wèn)題，因?yàn)樵谒{(lán)色與黑色之間的對(duì)比度不如 在紅色與黑色之間的對(duì)比度那么明顯。 圖2是顯示黑色區(qū)域201、白色區(qū)域202和各種灰度級(jí)區(qū)域203的測(cè)試圖案的再 現(xiàn)，其是使用包括紅、綠和藍(lán)色LED的白色背光裝置來(lái)顯示的。該測(cè)試圖案揭示了在高對(duì)比 度而且是適度高對(duì)比度的區(qū)域之間的邊界處的紅色條紋狀偽像204的存在。因此，在這個(gè) 測(cè)試圖案中，發(fā)現(xiàn)紅色偽像不僅出現(xiàn)在黑色與白色區(qū)域之間，還出現(xiàn)在深灰色與白色區(qū)域 之間的邊處界、黑色與淺灰色區(qū)域之間的邊界處，并且有時(shí)候在不太明顯的程度上，出現(xiàn)在 深灰色與淺灰色的各區(qū)域之間的邊界處。可以由任何一個(gè)觀察者看見(jiàn)的紅色偽像的程度部 分地取決于觀察者具體視覺(jué)感知力，因此，圖中所示的紅色偽像204代表在利用紅、綠和藍(lán) 色光源的任何實(shí)際顯示器中所發(fā)現(xiàn)的那些偽像。 圖3a顯示了不同色度的LED的組合，如本領(lǐng)域已知的，這些LED可以是以適當(dāng)?shù)?方式來(lái)組合的，以產(chǎn)生具有可調(diào)整的白點(diǎn)的背光裝置，并且其不會(huì)表現(xiàn)出具有紅色偽像的 灰度級(jí)圖像。這個(gè)組合顯示了琥珀色301a、綠色302a和藍(lán)色303a LED的組合，在其中，琥 珀色LED的數(shù)量少于綠色或藍(lán)色LED的數(shù)量。這些LED被顯示為排列成一行，然而，對(duì)于技 術(shù)人員清楚的是，根據(jù)用于所討論的背光裝置的特定光導(dǎo)裝置，可以以各種幾何排列來(lái)以 物理方式組合LED，以便為背光裝置產(chǎn)生光。 圖3b顯示了不同色度的LED的一種可替換的組合，這些LED也可以是以適當(dāng)?shù)姆?式來(lái)組合，以產(chǎn)生具有可調(diào)整白點(diǎn)的背光裝置，并且它不會(huì)表現(xiàn)出具有紅色偽像的灰度級(jí) 圖像。這個(gè)組合顯示了琥珀色30lb、白色302b和藍(lán)色303b LED的組合，在其中，琥珀色LED 的數(shù)量少于白色或藍(lán)色LED的數(shù)量。 圖3c顯示了不同色度的LED的另一種可替換的組合，這些LED也可以是以適當(dāng)?shù)?方式來(lái)組合的，以產(chǎn)生具有可調(diào)整白點(diǎn)的背光裝置，并且它不會(huì)表現(xiàn)出具有紅色偽像的灰 度級(jí)圖像。這個(gè)組合顯示了紅色301c、白色302c和藍(lán)色303c LED的組合，在其中，紅色LED 的數(shù)量少于白色或藍(lán)色LED的數(shù)量。實(shí)際上，在一個(gè)產(chǎn)生極為有利的結(jié)果的具體示例中，使 用了 40個(gè)高強(qiáng)度LED的裝置，包括20個(gè)白色LED, 12個(gè)藍(lán)色LED和8個(gè)紅色或橙紅色LED。 盡管發(fā)現(xiàn)這個(gè)具體組合非常滿足消除紅色偽像的同時(shí)又保留了白點(diǎn)的可調(diào)整性的目的，但其它類似的數(shù)值組合也會(huì)提供適合的結(jié)果。 圖4a是曲線圖，其顯示了對(duì)于一個(gè)使用紅色、藍(lán)色和綠色LED的組合的顯示器而 言光輸出的相對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這些LED被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生6500K的白色點(diǎn)。圖4b 是曲線圖，其顯示了對(duì)于一個(gè)使用紅色、藍(lán)色和綠色LED的組合的顯示器而言光輸出的相 對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這些LED被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生9300K的白色點(diǎn)。已知這兩個(gè)顯示產(chǎn) 生了紅色條紋狀偽像。在4a和4b中，由缺口 403將在紅色光譜成分401處發(fā)出的光與藍(lán) 色和綠色光譜成分402分離。 圖5a是曲線圖，其顯示了對(duì)于一個(gè)使用紅色、白色和藍(lán)色LED的組合的顯示器而 言光輸出的相對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這些LED被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生6500K的白色點(diǎn)。圖5b 是曲線圖，其顯示了對(duì)于一個(gè)使用紅色、白色和藍(lán)色LED的組合的顯示器而言光輸出的相 對(duì)強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系，這些LED被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生9300K的白色點(diǎn)。任一組合都沒(méi)有產(chǎn) 生紅色條紋狀偽像，因此二者都可以用于產(chǎn)生具有可調(diào)整的白點(diǎn)的顯示，這對(duì)于觀看是舒 適的并且不會(huì)分散注意力?？梢砸?jiàn)到在這兩個(gè)曲線圖中，在光譜的紅色部分501與對(duì)光譜 的藍(lán)色和綠色部分起作用的光譜部分502之間不存在缺口 。 圖6顯示了對(duì)于使用琥珀色、白色和藍(lán)色LED的組合的顯示器而言光輸出的相對(duì) 強(qiáng)度與光波長(zhǎng)之間的關(guān)系。同樣可以見(jiàn)到，覆蓋了發(fā)出的紅色波長(zhǎng)的光譜部分601與覆蓋 了發(fā)出波長(zhǎng)的藍(lán)色和綠色部分的光譜部分602交疊。不存在明顯的缺口。同樣，根據(jù)本發(fā) 明，這個(gè)組合不會(huì)產(chǎn)生紅色條紋狀偽像。 可以對(duì)包括藍(lán)色、白色和橙紅色LED的組合產(chǎn)生類似的曲線圖。 實(shí)際上，鑒于也可以見(jiàn)到圖4、5和6的內(nèi)容，本發(fā)明的可替換描述是產(chǎn)生具有這樣
的出射光的相對(duì)強(qiáng)度與波長(zhǎng)之間關(guān)系的光譜的光源組合，其中在光譜的短波長(zhǎng)和中波長(zhǎng)部
分與光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)端之間不存在缺口 。在這個(gè)光譜中不存在缺口表示紅色光被分布在光源
的兩個(gè)色度上，這會(huì)減小或消除紅色條紋。 如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)注意到的，可以互換地使用術(shù)語(yǔ)顯示器和監(jiān)視器。
權(quán)利要求
一種用于產(chǎn)生指定色點(diǎn)的白色光的顯示背光裝置，包括由多個(gè)光源構(gòu)成的排列，所述光源的色度是從由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中選擇的，所述光源耦合到用于將從所述光源發(fā)出的光傳輸?shù)狡渌@示組件的裝置，該裝置混合所述發(fā)出的光以產(chǎn)生所述指定色點(diǎn)的白色光，其中，所述由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的色度坐標(biāo)當(dāng)被繪制在CIE1976 U.S.C.色度圖上時(shí)構(gòu)成了具有至少三條邊的一形狀的頂點(diǎn)，該形狀還包圍了在所述色度圖上描述了所述指定色點(diǎn)的點(diǎn)，其特征在于當(dāng)將所述背光裝置耦合到其他顯示組件并用于灰度級(jí)圖像的顯示時(shí)，由所述多個(gè)光源發(fā)出的紅色波長(zhǎng)是由具有由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源發(fā)出的，并且所述具有兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源被布置為被驅(qū)動(dòng)以便減小在高圖像對(duì)比度的邊界處的可見(jiàn)的紅色偽像。
2. 如權(quán)利要求l所述的顯示背光裝置，其中，具有位于CIE 1976 U.S.C.色度圖中紅色部分中或附近的色度的光源與剩余的光源相比，被以減小的強(qiáng)度來(lái)驅(qū)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求l所述的顯示背光裝置，其中，具有位于CIE 1976 U.S.C.色度圖中紅色部分中或附近的色度的單個(gè)光源的數(shù)量小于具有每一種剩余色度的光源的數(shù)量。
4. 如權(quán)利要求l所述的顯示背光裝置，其中，選擇具有位于CIE 1976U.S.C.色度圖中紅色部分中或附近的色度的光源，以使得這些光源與具有剩余色度的光源相比，具有減小的純度。
5. 如權(quán)利要求1所述的顯示背光裝置，其中，以使得在波長(zhǎng)長(zhǎng)于或等于630nm的光度功率貢獻(xiàn)占總功率的小百分比的方式，來(lái)驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)光源中的具有位于CIE 1976U.S.C.色度圖中紅色部分中或附近的色度的光源。
6. 如權(quán)利要求5所述的顯示背光裝置，其中，所述小百分比小于或等于所述總功率的5%。
7. 如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的顯示背光裝置，其中，所述由至少三個(gè)色度構(gòu)成的組中的一個(gè)色度在CIE 1976 U.S.C.色度圖的白色部分中。
8. 如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的顯示背光裝置，其中，所述多個(gè)光源是LED。
9. 如權(quán)利要求8所述的顯示背光裝置，其中，所述由至少三個(gè)色度構(gòu)成的組具體包括三個(gè)色度，所述三個(gè)色度將所述LED表征為藍(lán)色、白色和琥珀色類型。
10. 如權(quán)利要求9所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在460-490nm范圍內(nèi)，琥珀色LED的主要波長(zhǎng)在584_597nm范圍內(nèi)，白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求10所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在475-485nm范圍內(nèi)，琥珀色LED的主要波長(zhǎng)在592_597nm范圍內(nèi)，白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求8所述的顯示背光裝置，其中，所述由至少三個(gè)色度構(gòu)成的組具體包括三個(gè)色度，所述三個(gè)色度將所述LED表征為藍(lán)色、白色和橙紅色類型。
13. 如權(quán)利要求12所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在460-490nm范圍內(nèi)，橙紅色LED的主要波長(zhǎng)在613_621nm范圍內(nèi)，白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在475-485nm范圍內(nèi)，橙紅色LED的主要波長(zhǎng)在613_621nm范圍內(nèi)，白色LED的白點(diǎn)在C. I. E. 1931色度圖中具有的色度坐標(biāo)在0. 301 < x < 0. 316和0. 322 < y < 0. 355范圍內(nèi)。
15. 如權(quán)利要求8所述的顯示背光裝置，其中，所述由至少三個(gè)色度構(gòu)成的組具體包括四個(gè)色度，所述四個(gè)色度將所述LED表征為藍(lán)色、綠色、橙紅色和琥珀色類型。
16. 如權(quán)利要求15所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在460-490nm范圍內(nèi)，綠色LED的主要波長(zhǎng)在520_550nm范圍內(nèi)，橙紅色LED的主要波長(zhǎng)在613-621nm范圍內(nèi)，琥珀色LED的主要波長(zhǎng)在584_597nm范圍內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求16所述的顯示背光裝置，其中，所述LED具有以下特征藍(lán)色LED的主要波長(zhǎng)在475-485nm范圍內(nèi)，綠色LED的主要波長(zhǎng)在540_550nm范圍內(nèi)，橙紅色LED的主要波長(zhǎng)在613-621nm范圍內(nèi)，琥珀色LED的主要波長(zhǎng)在592_597nm范圍內(nèi)。
18. 如權(quán)利要求8所述的顯示背光裝置，其中，所述LED包括紅色和琥珀色LED的組合，所述組合被以適當(dāng)電平驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生紅色光。
19. 一種包括如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的背光裝置的顯示器。
20. —種包括如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的背光裝置的醫(yī)學(xué)顯示器。
全文摘要
描述了一種顯示背光裝置，其從具有不同色度的多個(gè)光源產(chǎn)生指定色點(diǎn)的白色光，其中，當(dāng)將所述背光裝置耦合到其他顯示組件并用于灰度級(jí)圖像的顯示時(shí)，由所述多個(gè)光源發(fā)出的紅色波長(zhǎng)是由所述多個(gè)光源中的具有由至少三個(gè)不同色度構(gòu)成的組中的兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源發(fā)出的，并且所述具有兩個(gè)或更多個(gè)色度的光源被布置為被驅(qū)動(dòng)以便減小在高圖像對(duì)比度的邊界處的可見(jiàn)的紅色偽像。本發(fā)明能夠產(chǎn)生具有可調(diào)整的白色點(diǎn)的顯示器，但其不會(huì)遭受到由包括從紅色、綠色和藍(lán)色光源產(chǎn)生的白色背光顯示器的用戶所報(bào)告的分散注意力的紅色條紋狀偽像的影響。還描述了一種包含該背光裝置的顯示器。
文檔編號(hào)G09G3/34GK101765875SQ200880016340
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者C·卡薩萊, D·德蒙特, L·阿爾瓦尼, P·J·A·埃森斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司;陰極射線技術(shù)有限公司