CN101944335A - 光学单元、色彩处理方法及采用该方法的lcd显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种光学单元、色彩处理方法及采用该方法的LCD显示装置。所述的方法包括：a、从光学单元中读取其色彩参数，根据读取的色彩参数构建各个光学单元的色坐标三角形，将所述三角形的重叠部分确定为可还原色域；b、调整所述可还原色域之外的点的色度坐标参数，将所述可还原色域之外的点调整到所述可还原色域之内；c、将所述可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到LCD显示装置的液晶模组，所述液晶模组根据所述调整后的色度坐标参数进行显示处理，将所述可还原色域之外的点对应的颜色还原。本发明提供的技术方案可以更好的实现色彩的还原，也可以起到降低各个LCD光学单元兼容性要求的作用。

Description

光学单元、色彩处理方法及采用该方法的LCD显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种光学单元、色彩处理方法及采用该方法的LCD显示装置。

背景技术

液晶显示屏(LCD，Liquid Crystal Display)工作原理与传统CRT(CathodeRadiation Tube阴极射线管)显示屏完全不同。液晶显示屏是在两块玻璃中间夹了一层(或多层)液晶材料，玻璃后面有几根灯管持续发光，液晶材料在信号控制下改变自己的透光状态，这样就能在玻璃面板前看到图像了。LCD显示器的结构从下到上依次包括：背光源，该背光源可以是冷阴极管，也可以是发光二极管；偏振片，其用于将背光源所发出的光转化为与液晶分子透射极性相同的极性；下玻璃基板上有像素电极以及TFT(薄膜晶体管)电路，与之相应的是上电极玻璃基板，上下两层玻璃基板之间是液晶层，通过控制上下玻璃基板的电压来控制液晶分子扭转角度的大小，从而控制通过的光线的强弱；滤色片使从液晶层透射过的光线生成RGB三色；玻璃片用于改善液晶显示的光学特性，如反光、可视角度等等；最外层的偏振片用于将液晶层透过的线偏振光变为圆偏振光。

相比CRT显示来说，液晶显示中光的处理及转化比较多，因此，图像色彩的还原相对要差一些，图1为CRT电视与LCD电视的1931CIE-XYZ(CIE国际照明委员会)色度对比图，其中RCT电视的色坐标三角形为R′G′B′，LCD电视的色坐标三角形为RGB，LCD电视所覆盖的色域范围比CRT电视所覆盖的色域范围要小，主要原因有：背光源光的频谱分布与标准光存在差异、光的处理及转化过程较多；此外，光学系统的老化也会影响到色彩的再现。

现有的LCD显示装置，其覆盖的色域范围较小，需要改进。此外，随着技术的发展，LCD显示装置模组化的趋势越来越明显，与色彩再现有关的不同型号的模组之间在技术上需要互相兼容，例如，更换背光模组，按照现有技术，对背光模组的一致性要求比较高，这将增加其维修成本，这也是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供光学单元、色彩处理方法及采用该方法的LCD显示装置，旨在解决LCD显示装置色彩还原的问题。

本发明是这样实现的，一种色彩处理方法，所述的方法包括：

a、从光学单元中读取其色彩参数，根据读取的色彩参数构建各个光学单元的色坐标三角形，将所述三角形的重叠部分确定为可还原色域；

b、调整所述可还原色域之外的点的色度坐标参数，将所述可还原色域之外的点调整到所述可还原色域之内；

c、将所述可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到LCD显示装置的液晶模组，所述液晶模组根据所述调整后的色度坐标参数进行显示处理，将所述可还原色域之外的点对应的颜色还原。

所述光学单元包括背光源、液晶模组和光学器件或者光学模组。

所述的色彩参数包括所述光学单元的色度坐标参数。

本发明还提供了一种LCD显示装置，所述的LCD显示装置包括光学单元和色彩处理模块，所述的光学单元中存储有各自的色彩参数，所述的色彩处理模块用来从所述光学单元中读取所述的色彩参数，根据读取的色彩参数构建各个光学单元的色坐标三角形，将所述三角形的重叠部分确定为可还原色域；所述的色彩处理单元还用来调整所述可还原色域之外的点的色度坐标参数，将所述可还原色域之外的点调整到所述可还原色域之内，并用来将所述可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到所述光学单元之一的液晶模组，所述液晶模组用来根据所述调整后的色度坐标参数进行显示处理，将所述可还原色域之外的点对应的颜色还原。

所述的光学单元包括背光源、液晶模组和光学器件或者光学模组。

所述的色彩参数包括色度坐标参数。

所述的光学单元包括存储器，所述的存储器用来存储色彩参数。

本发明还提供了一种光学单元，所述的光学单元包括存储器，所述的存储器用来存储色彩参数，所述的色彩参数用来供LCD显示装置的色彩处理模块调用，根据所述的色彩处理参数构建所述光学单元的色坐标三角形。

所述的色彩参数为两套或者两套以上，每套色彩参数中包括生命周期参数，所述色彩处理模块根据所述光学单元的使用时间与所述生命周期的对应关系从所述存储器中调用对应的一套色彩参数。

所述的色彩参数包括所述光学单元的色度坐标参数、属性和透光率。

本发明克服现有技术的不足，在光学单元中设置存储器，用来存储色彩参数，LCD的色彩处理模块可以根据存储的色彩参数实现色彩重现。本发明提供的技术方案可以更好的实现色彩的还原，将可还原色域之外的颜色调整到可还原色域之内，使得原本不能还原的色彩可以还原，也可以起到降低各个LCD光学单元兼容性要求的作用，对液晶显示装置中LCD光学单元的更换，由于各个LCD光学单元能够存储各自的色彩参数，当更换某个LCD光学单元时，系统就能够自动适应更换后的LCD单元的色彩参数的变化，更好的还原色彩。

附图说明

图1是为CRT电视与LCD电视的1931CIE色度对比示意图；

图2是本发明实施例的LCD显示装置系统原理图；

图3是本发明实施例的光学单元结构示意图；

图4是本发明实施例的根据背光模组、滤色膜和液晶模组的色彩参数构建的色坐标三角形示意图；

图5为本发明实施例的根据滤色膜和液晶模组的色彩参数构建的色坐标三角形示意图；

图6本发明实施例流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2为本发明实施例提供的LCD显示装置系统原理图，包括背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B、液晶模组和色彩处理模块。为描述方便，本发明实施例中，将背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组统称为光学单元。

在LCD中，光学单元可以分为光源器件和非光源器件，如背光源是光源器件；光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组为非光源器件，这些非光源器件还可以是反光板、偏振片、滤色膜等等。对于光源器件，其光谱功率分布图可以通过仪器来测出。对于非光源器件，则以标准白光C照射，其代表相关色温为6774K的平均昼光，测量经过该器件后的光谱功率分布图。此外，还可以按照器件的可控程度来划分，分为完全可控器件、部分可控器件以及不可控器件。在LCD中，液晶模组是完全可控器件，背光源是部分可控器件，而光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B是不可控器件，如反光板、偏振片、滤色膜等。

其中，背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B和液晶模组中都存储有各自的与色彩重现相关的参数(本发明实施例中称为色彩参数)，这些参数包括其名称、属性(如光源或者非光源，可控或者不可控等)、色度坐标、透光率以及参考白光等参数；

色彩处理模块用来从上述的背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B和液晶模组中读取各个光学单元中存储的色彩参数，根据色彩参数中的色度坐标构建各个光学单元的色坐标三角形，确定各个光学单元的色坐标三角形重叠后形成的可还原色域，对于可还原色域之内的点，其对应的颜色可以重现，对于可还原色域之外的点，其对应的颜色不能直接重现；本发明技术方案中，对于可还原色域之外的点，将其调整到可还原色域之内，具体可通过对色坐标三角形中可还原色域之外的点的色度坐标参数进行调整，将调整后各个点的色度坐标参数输入到液晶模组，由液晶模组实现可还原色域之外的点对应的颜色还原，具体参见后续的说明。

如图2所示，背光源发出的光经过光学器件或光学模组A及光学器件或光学模组B后，传送至液晶模组。背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组将各自的色彩参数传输到色彩处理模块，色彩处理模块根据色彩参数中的色度坐标构建各个光学单元的色坐标三角形，确定各个光学单元的色坐标三角形重叠后形成的可还原色域，然后对于可还原色域之外的点，将其调整到可还原色域之内，具体可通过对色坐标三角形中可还原色域之外的点的色度坐标参数进行调整，将调整后各个点的色度坐标参数输入到液晶模组，由液晶模组实现可还原色域之外的点对应的颜色还原。

背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组与色彩处理模块之间的通信可以采用IIC进行通信。背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组中，色彩参数都存储在各自的存储器中，供色彩处理模块调用。

本发明实施例中，光学单元中设置有存储器，如图3所示，如背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组中，色彩参数都存储在各自的存储器中，存储器可以采用EEPROM，色彩处理模块利用这些参数来实现对色彩的处理。

此外，各种LCD光学单元在不同的时期会变色，如背光模组，刚开机时和开机一段时间后的色度坐标会有变化，在背光模组的生命周期的开始、中间、以及结尾，色度坐标也会有变化。为适应LCD光学单元的变化，可以在LCD光学单元中设置多套色彩参数或者色度坐标参数，这些色度坐标参数都存储在各个LCD光学单元的存储器中，每套色度坐标参数都有其对应的生命周期，色彩处理模块可以根据LCD光学单元的使用时间与生命周期的对应关系从其存储器中调用对应的色度坐标参数。

以背光模组为例，其存储在存储器中的色彩参数包括：

器件名称：CCFL背光模组；

器件属性：光源、部分可控；

生命周期：0～500小时；

色度坐标：红色(0.60，0.38)，绿色(0.30，0.59)，蓝色(0.15，0.06)；

生命周期：500～50000小时；

色度坐标：红色(0.64，0.33)，绿色(0.29，0.62)，蓝色(0.15，0.06)；

透光率：90％；

参考白光：标准光C。

当色彩处理模块需要从背光模组中调用色彩参数时，首先判断其使用时间，如果背光模组的使用时间在0～500小时之内，其调用的色度坐标参数为：红色(0.60，0.38)，绿色(0.30，0.59)，蓝色(0.15，0.06)；如果背光模组的使用时间超过500小时，则调用的色度坐标为：红色(0.64，0.33)，绿色(0.29，0.62)，蓝色(0.15，0.06)。

这样，色彩处理模块可以根据背光模组的使用时间来选择不同的色度坐标参数来进行色彩处理，其处理的过程与上述的过程基本相同。

以下举例说明如何将可还原区域之外的点调整到可还原色域之内，如下面的例子所示：

1、对于CCFL(冷阴极萤光灯管)背光模组，其存储在存储器中的数据包括：

器件名称：CCFL背光模组；

器件属性：光源、部分可控；

色度坐标：红色(0.64，0.33)，绿色(0.29，0.62)，蓝色(0.15，0.06)；

透光率：90％；

参考白光：标准光C。

2、对于滤色膜，其存储在存储器中的数据包括：

器件名称：滤色膜；

器件属性：非光源、不可控；

色度坐标：红色(0.68，0.31)，绿色(0.20，0.70)，蓝色(0.14，0.06)；

透光率：30％；

参考白光：标准光C。

3、对于液晶模组，其存储在存储器中的数据包括：

器件名称：液晶模块；

器件属性：非光源、完全可控；

色度坐标：红色(0.75，0.23)，绿色(0.19，0.75)，蓝色(0.14，0.06)；

透光率：95％；

参考白光：标准光C。

色彩处理模块分别从上述的背光模组、滤色膜和液晶模组的存储器中读取各自的色彩参数，根据读取的参数构建色坐标三角形，如图4所示，上述三种器件的色坐标图画到一起，短划线所围成的三角形为背光模组的色坐标三角形，双点划线所围成的三角形为滤色膜的色坐标三角形，圆点线所围成的三角形为液晶模组所透射光覆盖的色坐标三角形，三个色坐标三角形的公共区域为经过这三个器件后系统所能恢复的最大色度范围，也就是可还原色域。

如果不考虑部分可控器件，则完全可控器件和不可控器件的色坐标三角形如图5所示，其中三角形ABC为完全可控器件(液晶模组)的色坐标三角形，三角形DEF(滤色膜)为不可控器件的色坐标三角形，则GHIJKL围成的区域为可还原色域。图5中所示的点①、②、③分别对应三种颜色，其中，点②和点③在可还原色域之外，其对应的颜色不能还原，点①在可还原色域之内，其对应的颜色可以还原。对于点①，由于在可还原色域范围内，可以被正常还原，对于点②和点③，则需要将其移到GHIJKL围成的区域，可以通过对色度坐标参数的调整，将其对应的色度坐标调整到可还原色域之内，然后由可控器件来还原②和点③的颜色。

为了较好的显示点②和点③，以点②为例，M点为可控器件(液晶模组)的参考白光C，连接点②和M点，其与线GL的交点P点即为其新的色坐标点，也就是点②代表的颜色就由P点代表的颜色来代替。对于点③，则用N点来代替。由于三角形ABC对应的是可控器件，可以通过调节该器件来恢复不同的色彩，这些色彩都在三角形ABC的范围内。这里，可控器件是液晶模块，通过调节单个像素点R、G、B的光强度来形成不同的色彩，这样色坐标三角形内任意点的颜色都可以通过调节像素点R、G、B的光强度来形成。为了简单起见，假设三角形顶点的颜色就是像素点R、G、B的原色，那么对P点，R、G、B三个像素按照PA∶PB∶PC的比例关系配出来的颜色就是P点所对应的颜色。对其它不在GHIJKL围成的区域内的点，都可以通过这种方式来完成。

色彩处理模块对可还原色域之外所有的点(三角形ABC和三角形DEF之内的点)都进行类似的色坐标调整之后，生成各个点新的色度坐标参数，将各个点新的色度坐标参数输入到液晶模组，同时将可还原色域之内的各个点的色度坐标参数传输到液晶模组，由液晶模组实现各个点的色彩还原。

本发明实施例流程图如图6所示，具体包括如下的步骤：

1、色彩处理模块分别从背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组中读取各自的色彩参数；

2、根据读取的参数分别构建背光源、光学器件或光学模组A、光学器件或光学模组B以及液晶模组的色坐标三角形，确定各个色坐标三角形重叠的区域为可还原色域；

3、调整可还原色域之外的点的色度坐标参数，将可还原色域之外的点调整到可还原色域之内；

4、将可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到液晶模组，同时将可还原色域之内的点的色度坐标参数输入到液晶模组；

5、液晶模组根据各个点的色度坐标参数进行显示处理，实现色彩还原。

本发明提供的技术方案，除了可以更好的实现色彩的还原，将可还原色域之外的颜色调整到可还原色域之内，使得原本不能还原的色彩可以还原之外，也可以起到降低各个LCD光学单元兼容性要求的作用，对液晶显示装置中LCD光学单元的更换，由于各个LCD光学单元能够存储各自的色彩参数，当更换某个LCD光学单元时，系统就能够自动适应更换后的LCD单元的色彩参数的变化，更好的还原色彩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色彩处理方法，所述的方法包括：

a、从光学单元中读取其色彩参数，根据读取的色彩参数构建各个光学单元的色坐标三角形，将所述三角形的重叠部分确定为可还原色域；

b、调整所述可还原色域之外的点的色度坐标参数，将所述可还原色域之外的点调整到所述可还原色域之内；

c、将所述可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到LCD显示装置的液晶模组，所述液晶模组根据所述调整后的色度坐标参数进行显示处理，将所述可还原色域之外的点对应的颜色还原。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学单元包括背光源、液晶模组和光学器件或者光学模组。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的色彩参数包括所述光学单元的色度坐标参数。

4.一种LCD显示装置，其特征在于，所述的LCD显示装置包括光学单元和色彩处理模块，所述的光学单元中存储有各自的色彩参数，所述的色彩处理模块用来从所述光学单元中读取所述的色彩参数，根据读取的色彩参数构建各个光学单元的色坐标三角形，将所述三角形的重叠部分确定为可还原色域；所述的色彩处理单元还用来调整所述可还原色域之外的点的色度坐标参数，将所述可还原色域之外的点调整到所述可还原色域之内，并用来将所述可还原色域之外的点调整后的色度坐标参数输入到所述光学单元之一的液晶模组，所述液晶模组用来根据所述调整后的色度坐标参数进行显示处理，将所述可还原色域之外的点对应的颜色还原。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的光学单元包括背光源、液晶模组和光学器件或者光学模组。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的色彩参数包括色度坐标参数。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的光学单元包括存储器，所述的存储器用来存储色彩参数。

8.一种光学单元，其特征在于，所述的光学单元包括存储器，所述的存储器用来存储色彩参数，所述的色彩参数用来供LCD显示装置的色彩处理模块调用，根据所述的色彩处理参数构建所述光学单元的色坐标三角形。

9.根据权利要求8所述的光学单元，其特征在于，所述的色彩参数为两套或者两套以上，每套色彩参数中包括生命周期参数，所述色彩处理模块根据所述光学单元的使用时间与所述生命周期的对应关系从所述存储器中调用对应的一套色彩参数。

10.根据权利要求8所述的光学单元，其特征在于，所述的色彩参数包括所述光学单元的色度坐标参数、属性和透光率。

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