[发明专利]颜色控制的背光式显示设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于LCD显示器或其他电子显示器的背光系统，更特别地，涉及颜色控制的背光式显示设备。

背景技术

未来的液晶显示器(LCD)背光系统将很可能基于饱和的基色以便扩大下一代LCD显示器的色域。发光二极管(LED)对于这种类型的背光照明是有利的，这部分是因为它们的低功耗和低电源电压，但更重要的是因为产生的光的相对较窄的色谱(在非白色时)。

存在几种已知的利用LED产生背光的思想。一种是直接的转换，其中将来自多个单色LED(RGB、RGBA和RGCBA，其中R代表红色、G代表绿色、B代表蓝色、A代表琥珀色并且C代表青色)的光混合，得到白色光。另一种思想是磷光体转换，其中利用磷光体涂敷蓝色或紫外(UV)芯片以便发射白色光。该磷光体转换方法最常见的是基于蓝色LED。当与黄色磷光体(通常为掺杂了铈的钇铝石榴石或YAG:Ce)相结合时，光在人眼看来呈现白色。另一种方法使用在光谱的近UV范围发射的LED，所述近UV光用来激发多色磷光体以产生白色光。

这些思想中的每一种都有其特定的优点和缺陷。由于LED的颜色随着例如面元(bin)、温度和电流而变化，因而所有的思想都要求精确的颜色控制。

现有技术公开了若干颜色控制系统。US7002546B1公开了一种颜色控制的背光式显示设备，其具有背光式LCD显示元件以及根据亮度和色度的颜色值控制产生的光的颜色控制单元。来自LED的产生的光利用内部检测器来检测，该内部检测器位于和LED相同的印刷板上并且连接到处理器和控制单元。在光穿过混合设备并且然后进一步被引导到LCD光输出设备之前，控制单元针对亮度和色度调节该产生的光。通过将光检测器置于显示设备内，所产生的光的检测的颜色值仅包含有关内部变化参数(例如LED温度和电流)的信息。没有有关LCD光输出设备的实际输出光的信息反馈到控制单元。因此，这使得所述控制单元的调节是盲目的，没有考虑到因为例如LCD光输出设备的老化而改变产生的光。

发明内容

本发明的目的是至少部分地缓解现有技术的上述缺陷。

这个目的是通过如权利要求1所限定的依照本发明的颜色控制的显示设备以及通过如权利要求9所限定的控制背光式彩色显示设备中的光产生的方法来实现的。

因此，依照本发明的第一方面，颜色控制的背光式显示设备包括：光输出单元，其包括显示元件和第一颜色再现光学元件；多个光源；颜色控制单元；第一光混合设备；以及包括颜色传感器的光检测单元。颜色控制单元根据标称预定义颜色值和检测的颜色值控制通过所述多个光源产生的光。该产生的光由第一光混合设备混合并且穿过光输出单元。该经过混合的产生的光由光检测单元检测，其产生所述检测的颜色值。光检测单元还包括第二颜色再现光学元件，其用于处理进入颜色传感器的光以便等于离开光输出单元的光。

通过处理部分产生的光以便等于离开光输出单元的光，颜色控制单元接收由观察者看到的所产生的光的真实感(realistic)颜色值。这提供了如下的优点，即不仅例如产生光的光源的温度和电流的变化和/或面元划分效应(binning effect)引起的颜色变化包含在反馈给颜色控制单元的所产生的光的检测的颜色值中，而且光输出单元的颜色再现光学元件造成的颜色值改变效应的预测也包含于其中。现有技术中忽略的事实在于，光输出单元中的颜色再现光学元件将由于例如这些光学元件的老化、这些光学元件与光源之间的相互作用等而影响显示器的输出光。

应当指出的是，在本申请中，所述颜色值是与输出光的颜色或颜色特性有关的任何种类的有用的值。本领域技术人员应当能够确定什么种类的值是有用的，但一些实例是所产生的光的色温、R、G和B滤波强度值等等。

依照如权利要求2所限定的颜色控制的背光式显示设备的实施例，第一光混合设备被延展以便将经过混合的产生的光引导到第二颜色再现光学元件。因此，可以以有利的方式定位包括第二颜色再现光学元件的内部光检测器单元。因此，降低了检测由于光检测单元的不当定位而引起的所产生的混合光的错误表示的风险。

依照如权利要求3所限定的颜色控制的背光式显示设备的实施例，第一和第二颜色再现光学元件是相同的。这确保了处理部分产生的光的操作导致显示设备的光输出的真实感预测。“相同”在这里应当被理解为意味着这些颜色再现元件以相同的方式处理光，并且典型地具有相同类型的部分。然而，本领域技术人员应当清楚的是，其典型地并不意味着第二颜色再现元件的尺寸等于第一颜色再现元件的尺寸。相反地，第二颜色再现元件的尺寸典型地只是第一颜色再现元件的尺寸的小部分。