[发明专利]具有扩展的图像颜色的基于激光的显示器

说明书

技术领域

本发明一般而言涉及彩色显示，更特别地涉及一种用于使用窄带发射光源来提供扩展的色域的彩色显示的方法和装置。

背景技术

为彩色电视广播所设计的并且适用于在计算机监视器中所用的常规CRT显示器以及相关类型的显示器的常规三色激励的色域，是基于从CRT荧光粉发出的红色、绿色和蓝色光。1931年首次起草并且于随后多年修订的CIE(国际照明委员会(法文)或“国际照明委员会(英文)”)标准色度观测者定义了色空间，其中可以表示基于荧光粉的CRT显示设备的色域。该色空间内的任何这种色域均由标准的一组CRT荧光粉所发出的三原色来定义。图1A示出基于CIE 1976u’，v’度量(Metric)色度坐标表示的具有常规广播电视色域的二维投影的色度图，所述CIE 1976u’，v’度量色度坐标表示为彩色显示领域的技术人员所熟悉，并且符合国际电信联盟(ITU)规范ITU Rec.709。

在该色度表示中，外曲线或光谱轨迹10表示纯色的范围，也就是单个波长的颜色。光谱轨迹的各末端由被称作紫色边界11的线来连接。由光谱轨迹10和紫色边界11所界定的区域包含人类视觉系统所能够感知的颜色。内部三角形12表示常规的ITU Rec.709色域。三角形12的顶点14r、14g、14b分别用CRT荧光粉发射的三原色即红色、绿色、蓝色来定义。

参考图1B，ITU Rec.709色域表示的各种区域和特性被指示以供参考。中性色近似以三角形12内的白色点20为中心。恒定色调线22从白色点20向外辐射。在相同的恒定色调线22上的颜色具有相同的色调、变化的饱和度，所述饱和度与距白色点20的颜色坐标的距离成比例。例如，在图1B中坐标24和26处的颜色具有相同的色调；颜色26比起颜色24来具有增大的饱和度。在图1B中使用虚线来表示恒定色调线22，所述恒定色调线22基本上是直的，当使用这种色度表示时显示出轻微的曲率。

从图1A和图1B中显而易见并且颜色再生领域的技术人员所公知的是，相对于可以由理想情况下的显示器所表示的颜色范围、可以由用光谱轨迹10和紫色边界11限定的区域内包含的物理上可实现的颜色的全部色域所表示的颜色范围而言，用三角形12的区域所表示的ITU Rec.709色域受到限制。这是因为ITU Rec.709色域所基于的CRT显示器荧光粉不会发出纯色，也就是，它们不会发出具有单个波长的光。就图1A的曲线图而言，用三角形12的顶点14r、14g、14b表示的有限色域完全处在用光谱轨迹10和紫色边界11所界定的区域内。由于使用ITU Rec.709编码可得到的相对有限的色域，所以许多颜色无法被充分表示，因此必须被近似。这特别适用于高度饱和的颜色。

现在，处于可见光波长的低成本激光器的发展提供了在彩色显示应用中显著增大色域的希望。这是因为，与ITU Rec.709编码所基于的CRT荧光粉不同，激光器发出几乎单一波长的光。因此，就图1A和图1B的色度图中的色域表示而言，来自激光源的原色处于光谱轨迹10的周围，而不是完全在该曲线内部，对于ITU Rec.709色域的CRT荧光粉原色而言是这样的。在图1A中，对于特定的一组激光原色，点16r、16g、16b表示该光谱轨迹内激光原色的位置。直接处于光谱轨迹10上的这些以及其他这样的颜色顶点可以提供显示器可得到的显著更大可能的色域。

已经花费了一些努力来利用激光器的能力以用于彩色显示。举例来说，在下文中描述了用于对使用激光原色的显示系统的色域能力进行适配的方法和装置：

Agostmelli等人的题为“Broad Gamut Color Display Apparatus Usingan Electromechanical Grating Device”的共同转让的美国专利No.6,802,613以及Horvath等人的题为“Imaging Apparatus for IncreasedColor Gamut Using Dual Spatial Light Modulators”的No.6,736,514，公开了使用多于三个的激光器来扩展色域的显示装置；

Champion等人的题为“Method and Apparatus for Color Warping”的美国专利No.6,774,953公开了一种使用查找表(LUT)以便使得为CRT显示而编码的伽马校正的R’G’B’颜色数据适合于由激光显示所提供的扩展的色空间的方法。然而，Champion等人的’953公开内容没有描述如何推导出LUT值。