CN102301410A - 对人类产生生理作用的显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示系统,具有发光单元,通过该发光单元能够产生预定光谱,该预定光谱的平均光强度能够在420nm~500nm的波长范围内相对于高于和低于所述波长范围的平均光强度被减小或增加,使得所述预定光谱大于未减小或增加的光谱。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示系统,尤其涉及一种显示器、屏幕或投影仪,用于对被设计为影响人类生理节律的文本和/或图片信息进行光学显示。
背景技术
现在的工作组织经常会造成对人类生理机能产生消极作用的条件。既然在灯泡发明之前,人们被强迫适应白天的光照节律,那么就有可能引入人造光以其他方式来建立工作节律。在清晨或深夜的几个小时内工作会由此带来一定的问题,尤其是在冬季的月份中。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种显示系统,能够通过注意力提升作用和/或疲劳减轻作用对工作节律产生积极影响。进一步地,本发明的目的是提供这样一种显示系统,当看着显示器时,它至多仅显示出微弱的颜色和/或细微的颜色变化,总之,它可以尽可能小地改变白光的视觉感。进一步地,目的还在于提供相应的显示方法。
根据权利要求1和2所述的显示系统实现了该目的,并根据权利要求23和24所述的显示方法也实现了该目的。设备和方法的较佳实施例可以分别从从属权利要求中推导出来。权利要求26描述了本发明的用途。
以下,先总体介绍本发明然后再参考实施例。因此,具体实施例中产生的特征的结合不必精确地产生于本发明范围(该范围仅仅由所附的权利要求限定)内所示的特征组合中,他们可以产生在其他特征组合中。具体地,单个所示的特征也可以单独产生,即不需要在实施例中与他们相结合的其他单个特征。
本发明的基本思想是基于观察到新的显示器,例如带有LED光源的LC显示器(液晶屏)或OLED显示器,一方面非常节能,另一方面具有出色的色彩再现性能,与传统的CCFL发光的显示器(阴极射线管)相比,这些显示器发出具有与通过生理感光器在眼睛中吸收的光谱类似的蓝光(参见图1)。
这使得可以合理地假设通过这种显示,能够减轻观察者的疲劳并提高观察者的注意力。
光对于生物群的影响随着视觉作用的不同也会有很大的不同:光根据每天、每周和每年的节律引发人类的内部时钟。光对固有的身体节律(例如生理)的影响是通过皮肤和眼睛发挥作用的。与各种身体系统的交流是通过分泌进入血液循环系统的荷尔蒙褪黑激素(Rea M.:“光不仅仅是视觉”in:光与人类健康,第五届国际照明研究座谈会,Palo Alto,电力科学研究院,照明研究办公室,2002,第115期)。
在眼睛中有三种类型的锥体作为感光器,在亮视觉(白昼视觉)中启动视觉过程。另外,还具有能够实现暗视觉(夜晚视觉,无法感知颜色)的杆体。视网膜神经节细胞的子组含有蛋白黑视素;这些类似的光敏生理感光器并不用于视觉,而是用于控制由松果腺产生的褪黑激素(Baumeier D.:“光对精神的影响”,莱比锡大学,论文,2000)。
这种作为波长的函数的生理感光器的灵敏度显示在图2中:此处绘制了相对灵敏度相对于波长的纳米图;其中在464nm,即对应于蓝光的大约460nm波长显示了褪黑激素抑制最大值,因此也是生理活动的最大值(Brainard G等:“用于对人类进行褪黑激素调节的行动光谱:用于新型生理感光器证据”神经科学杂志21(2001),第16期,第6405~6412页;Thapan,K.:“用于抑制褪黑激素的行动光谱:用于人类的非杆、非锥感光器系统的证据”,生理学杂志,535(2001),第1期,第261~267页).
褪黑激素的产生受到了光作用的抑制;褪黑激素引发疲劳(褪黑激素的增加会催眠)因此控制入睡-睡醒的节律以及其他生理节律(Wirtz-Justice A等:“昼夜和季节性节律”,巴塞尔大学医院精神科时间生物学中心,医学心理学研究所时间生物学中心,慕尼黑,2004)。通过光强度和光颜色的每天节律的方式,也支持了人类生产或再生的阶段。提供时间的光在所谓的内生振荡器上产生的影响也要依靠白天的时间:如果这位于白昼阶段,它几乎不与光刺激产生互动,由于光的作用,在黑夜开始的时候,节律向后移,在黑夜结束的时候,节律向前移。即使用微弱的白光照射(使豚鼠在黑夜中暴露几个小时)在随后由单色光光照的情况下也显示出褪黑激素抑制性有较大的降低。
人类对于颜色的感知形成了本发明进一步的本质基础:人类在亮视觉(亮光)情况下对颜色的感知主要是眼睛的视网膜上的锥体与入射光的互动。亮光激发了眼睛中的三种锥体(称为:K-、M-、L锥体)。各类锥体的三个吸收曲线位于蓝色范围、绿色范围和红色范围(参照图3,其中显示了各类锥体的吸收程度相对于波长的纳米图)。三个具体的信号与各个感知的颜色相关。如果这三类锥体均被同等激发,则人类将会感知到白光。从此可以推导出白光可以由不同的红、绿和蓝的值(RGB值)产生,只要在红、绿和蓝范围内的强度分别保证对K-、M-和L类的锥体产生同样的激发。此处必须考虑的是红(R)、绿(G)和蓝(B)这三个范围的实际的物理的光照流并不相同,因为这些类型的锥体有不同的灵敏程度(锥体最高的灵敏度例如在555nm)。
因此,本质上,不同的光的混合(即不同的光谱)尽管在可视范围(即大约380nm至750nm)内的光谱成分是不同的,但在人眼看来可能是相同的。对于一给定类型的光的不同的光谱可能在人类中产生相同的颜色印象这一事实被称为同色异谱。本发明范围内的同色异谱的光谱被理解为不同的光谱但在人类观察者看来显示相同颜色,即引起相同颜色刺激的不同的光谱(即相对于上述波长范围在他们的光谱成分或单个波长的强度方面不同的光谱)。颜色刺激被理解为由可见光的物理照射(即由于被发射的光谱)对眼睛的视网膜的直接刺激而引起的颜色灵敏度。以下采用RGB颜色空间的例子对本发明进行描述,其结构和属性对于本领域技术人员是已知的(参见举例的CIE标准图)。当然,本发明也可以基于其他(加性)颜色空间产生。例如,可以使用多于三个的基色用于颜色混合,从而在CIE颜色空间内导致更大的覆盖范围。而且也可以基于减性颜色模型(例如通过使用显示区域之前的额外的窄带464nm带通滤波器)产生。
发明所述显示系统首先包括显示单元(例如:LC屏幕或LCD)以及发光单元,该发光单元基于加性颜色合成(例如RGB颜色合成)向显示单元发出具有预定光谱的光(例如布置为具有在蓝、绿和红范围内的不同光谱的多个发光二极管LED)。可选地,所述发光单元也可以形成显示单元本身(作为自发光单元)(例如,采用基于有机发光二极管(OLED)的二维阵列形式)。
在第一种情况(非自发光的显示单元)中,所述发光单元可以产生预定的光谱,该光谱的光强度在大约420nm~500nm的波长范围(参照图2,该范围也可以被选择为相应地更窄)内相对于高于及低于该波长范围的光强度(或者仅相对于高于或低于该波长范围的光强度)减小,所述预定光谱的波长范围对于生理作用是至关重要的,使得该预定光谱对于在没有这种减小的情况下产生的光谱而言是同色异谱的。可选地或附加地,当然也可以相对于所述对生理作用至关重要的波长范围内的光强度增加高于和/或低于该波长范围的光强度,以便与在没有这种增加的情况下产生的光谱(用物理上对应的光源)相比产生同色异谱。该光强度可以是在一波长间隔上的平均强度。
在发光单元被配置为自发光显示单元(例如:OLED屏幕)的第二种情况下,单个元件(单个OLED像素的发射层)被配置为分别产生上述的预定光谱,所述单个元件在本发明范围内也可以称为发光子单元。
光强度的(相对的)增加在生理方面的影响具有的作用是通过上述的操作机制使褪黑激素水平减小,导致觉醒状态的增加。
可选地,也可以相对于周边波长范围减小对于生理作用至关重要的波长范围内的光强度。因此,与上述的在关键波长范围内的强度增加相比,其产生的作用是提高褪黑激素水平,从而导致觉醒状态的减少。
在第一个较佳变例中,在420nm~500nm(或更窄)的关键波长范围内的相对的强度增加或强度减小至少为10%、30%、70%或90%(该值越高,上述作用发生得越多)。
尤其优选地,所述发光单元具有多个单个光源(例如,在LED发光的LCD屏幕情况下,为发光二极管,照射非自发光的显示单元;或者在OLED屏幕的情况下,为单个图片像素的发射层),该单个光源分别具有不同的光谱,该不同的光谱相对于他们的最大值至少相差几十nm(然后通过加性叠加这些光源的单个光谱来产生预定光谱)。
尤其有利地是,本发明除了可以使用在绿色范围以及在红色范围(即在大约490nm~575nm以及大约650nm~750nm的范围内)内发光的光源进行生产以外,还可以使用发光最大值在380nm以上的范围(即在蓝色范围内)内的其他光源,但其被设置为使得其发出的光在对于生理作用重要的波长范围(420nm~500nm或更窄)内的相对强度分量尽可地能小。作为具体的参考,可以在蓝色范围内发光的该其他光源中加入在蓝色范围内发光的第二光源,然而,此时的第二光源的发光最大值高于对生理作用至关重要的范围,并且其位于对于生理作用重要的范围内的相对强度分量(相对于它发出的所有的光)也同样要尽可能地小。
可以在本发明的范围内配置并设置这些光源,即例如四个上述光源(如:LCD屏幕照明的发光二极管或自发光屏幕中的OLED层),并适当地选择单个光谱使得他们(通过加性叠加)所产生的总的光谱(即预定光谱)相对于通过对正常使用的相应光源(即在红、绿、蓝色范围内发光的三个LED或OLED层,但在蓝色范围内的主要强度在对于生理作用重要的范围内被发出)的光谱进行加性叠加而产生的光谱是同色异谱的。
具体地,所述光源(例如四个上述光源)也可以建立在本发明的范围内,适当地选择各自的发射光谱,使得通过加性叠加他们各自的光谱而产生白光。
根据本发明具体的应用(例如LED发光的LCD可以考虑不需要任何彩色滤光器附件的时序控制的液晶屏幕,或者也可以考虑设置有彩色滤光器附件的LC屏幕),应当对单个光源的发射光谱进行选择,使得同色异谱能直接应用于所产生的光谱(例如,不使用彩色滤光器附件的LCD),或者应用于通过相应光学元件或滤光器(例如具有彩色滤光器附件的LCD)之后的光谱。由于相应光学元件或滤光器的吸收谱是已知的,因此,这是容易实现的。
在本发明进一步的优选实施例中,所述发光单元被设置为可以产生多个不同的预定光谱,其对在没有相应的减小或增加强度范围的情况下产生的光谱分别是同色异谱。这可以通过对定义的光源的分量进行不同混合而产生,或例如在LCD的情况下,通过多个分别有四个LED光源(这些光源各自的光谱略有不同)的不同组而产生。所感知到的R/G分量可以通过组合除红色LED和绿色LED以外的LED而产生。锥体的光谱灵敏度曲线与LED的发射光谱相比相对较宽,使得多个不同颜色的LED“拟合”到锥体的灵敏度曲线中。
因此,根据本发明可以分别在预定义的时间间隔后改变发射光谱,而不让观察者感觉到,因为颜色刺激是各自相同(同色异谱的光谱)的。具体地,光谱可以作为一天时间的函数而改变。
因此,本发明涉及一种显示系统,尤其涉及一种显示器或者甚至涉及一种显示器的照明装置,其具有可变光谱,用于影响人类生理节律并保持尽可能广泛的颜色再现。例如,LED发光的显示器可以进行改装,从而能够提供可选的RGB光谱。这通过例如如下事实的结果而发挥作用:发射最大值处于生理有效的蓝色(即460nm左右)范围内的发光二极管被两个可选的蓝色发光二极管所代替,这两个蓝色发光二极管的发射最大值例如位于约420nm和500nm范围内(这两个上述的发光二极管应当被设置为使得他们在大约460nm的生理作用主波长范围内的光谱分量尽可能小)。
作为对这种LED的替代,也可以使用其他光装置(例如“白色”放电灯,即荧光灯,具有不同的发射谱或具有不同的464nm成分),通过该装置也可以产生在本发明范围内所述的光谱关系。
因此,在本发明中利用了不同光的混合可以实现同色异谱这一作用,即尽管光谱成分不同,但对于眼睛显示是相同的。图片的无色分量(尤其是白色分量)可以据此通过具体的光谱成分刺激生理感光器而不改变所感知到的颜色,或者甚至没能精确做到,也可因此影响观察者的生理节律。利用K-、M-及L锥体的吸收光谱(见图3)的知识,通过对屏幕的绿色和红色发射光进行相应的适配而再次产生相应的无色分量(尤其是白色)。
附图说明
以下参照两个实施例说明本发明,从而显示如下:
图1~3是本发明所基于的基本思想;
图4为根据本发明改造成的第一液晶平板显示器(具有RGB滤光器的平板显示器);
图5为根据本发明改造成的进一步的液晶平板显示器(不具有RGB滤光器的时序平板显示器);
图6~8为本发明的进一方面。
具体实施方式
图4显示了发光单元2,总共包括四个单个发光二极管3a~3d,分别具有不同的发射谱。此处选择这四个发光二极管3a~3d使得他们的发射最大值位于560nm(绿色发光二极管3c)、700nm(红色发光二极管3d)、以及420nm和500nm(第一和第二蓝色发光二极管3a和3b)。此处选择所述两个发光二极管3a和3b使他们在460nm~470nm波长范围内发射的相对光强度分别小于5%。
选择发射最大值位于420nm和500nm的两个LED保证了在具有最大生理作用的波长(约460nm)的情况下,在发射谱内实际上不存在强度成分。这产生的效果是,虽然褪黑激素抑制性最小,然而对人眼存在蓝色刺激,使得实际上不存在与传统的发光结果(同色异谱的光谱)的颜色感知差别。
通过重叠所述四个发光二极管的单个强度或光谱(RGB颜色合成),所述显示单元1被照亮。当然,也可以使用分别具有不同发射谱的多于四个的发光二极管。
此处的显示单元1具有扩散元件,朝向发光单元2或发光二极管3,通过该扩散元件可以保证LC面板6(由这种单元的二维矩阵构成)的LC单元上有均匀的光。在光源3、扩散元件及LC单元阵列6后面的光路中,设置有RGB彩色滤光器7,可以使文本和/或图片信息相应地带色显示在显示单元1上。有关扩散元件、LC单元阵列和RGB彩色滤光器的具体操作模式对于本领域技术人员是已知的。所述液晶平板显示器或显示单元1的实际显示单元此处没有进行更改,因此可以参考传统的液晶平板显示器。具体地,没有去除集成在平板显示器中用于基色红/绿/蓝的彩色滤光器(滤光器7),因为如果不破坏面板的话,这是难以做到的。
根据本发明,面板的标准背光源由后续进行更详细说明的可控光源代替,其包括发光单元2、用于发光单元2的LED的控制单元5以及图片信号适配单元4。此处的发光单元2的LED覆盖特定的光谱范围。优选地,具有四个LED组的结构的强度最大值位于K/M/L灵敏度最大值,即,420nm、534nm和564nm,并且在生理感光器的灵敏度最大值的情况下,即位于464nm。
为了实现单元阵列6(通过扩散元件)的均匀光照,还设置有多个光源3(此处未示出),空间分布设置于扩散元件的表面区域,用于各个光谱范围3a~3d。除了发光二极管以外,也可以使用不同于该光源的多种类型的发光装置:
即可以实现上述光谱关系的所有类型的发光装置,例如“白色”放电灯(荧光灯,2个不同的荧光灯,其中一个具有更大的464nm成分)。
也可以采用用于LC面板或平板显示器的控制单元(控制单元8)而无需进行更改。然而,该图片信号适配单元4设置在控制单元之前。该单元4承担了适配图片信号的RGB分量使其作为光源3a~3d的发射谱的光谱成分的函数的功能,以便最小化色偏。这种适配可以通过如下方式实现:
所述RGB分量分别乘以校正因子,使得由光源的特性和眼睛的灵敏度引起的非线性通过应用相应的特性线得到补偿。这既可以在控制单元5中实现也可以在图片信号适配单元4中实现。
另外,本发明所述显示系统具有用于光源或LED的控制单元5,其中存储有光源的光谱特性以及彩色滤光器7的滤光特性。通过该信息,可以针对在460nm范围内(更精确地是在对生理作用至关重要的波长范围内,参见以上)(此处也可以简称为“460nm参考值”)所需的相应强度计算光混合或所需的预定光谱(加性合成)(确定本发明所述生理作用的波长范围内的减小量和/或增加量,位于其上的范围和/或位于其下的范围(参见以上))。从而驱动单个光源3a~3d(对应于被选的增加和/或减小的程度)。
如图所示,可选地,也可以在通过选择光混合的不同光谱成分或具有高无色分量(即用于文本文件)的图片内容的不同预定光谱进行光混合期间,考虑图片信号。可以通过由控制单元5对当前图片内容进行连续统计估计(具有尽可能短的达到1/图片重复频率数量级的潜伏时间)来实现考虑图片信号,以便将无色的图片分量相对于整个图片表面区域进行固定,并且当超出阈值时选择其他光谱成分。也可以考虑无色分量的空间分布(例如,在图片中心的大的无色表面比无色帧具有更高的权重)。
选择其他的光谱成分使其正确地显示白色(然而,在彩色显示的情况下,这会导致颜色错误)。
因此,该RGB图片信号被提供给LED3的控制单元5及图片信号适配单元4(并经由后者被提供给LC面板的控制单元8)。所述控制单元5传递RGB向量,该RGB向量表示用于调制图片信号的RGB分量的因子。通过上述对图片信号的统计分析,该信息被连续更新。
为了实现所示显示系统的校正(这在试运行过程中通常仅需要一次),可以提供分光计,通过该分光计可以确定由单个光源3发出的光谱的精确光谱成分。由此而确定的光谱可以实现精确确定强度混合或预定光谱的调整,以促成上述同色异谱的发生。
图5显示了本发明所述的进一步的显示系统,该系统与图4所示系统的不同之处仅仅在于它构建在时序液晶平板显示器上而不是RGB滤光器上。因此,仅仅描述了与图4所示举例不同的特征。
在图5所示图的情况下,彩色滤光器不再集成在LC面板中,而是通过图片的红、绿和蓝分量的时序显示以及通过背光和同步来使图片显示在对应的光谱颜色中(也可以使用单缝投影仪应用相应的方法以便在他们之中相应地产生本发明)发挥作用。
为此,所述LC面板必须具有足够短的开关时间。该开关时间必须足够短,使得在给定图片重复频率的情况下,图片的每个颜色分量(红、绿、蓝)都能够通过LC面板显示而不受以前的颜色分量的影响。在图片的重复频率为60Hz的情况下,这就意味着液晶必须在1/180秒内实现一个从黑到白再到黑的完整周期。
用于光源的控制单元5与LC面板的控制单元8相同步,以便保证对单个光谱分量进行正确的时序驱动。
足够快的LC面板因此也能够实现比红、绿或蓝更多的基色的时序显示。一方面,这可以用于扩展颜色空间,另一方面,在本发明所述结构的情况下,尤其是在前述第一实施例所述的通过用于光源的控制单元5对图片信号进行评估期间,它可以使光谱成分实现更加灵活的适配。
颜色空间的扩展:
用于颜色混合的基色覆盖CIE颜色范围中的多边形。所得到的基色的饱和度越高,该多边形的形状就越接近CIE颜色空间的边缘曲线。一个例子是具有五基色(最大值位于420nm、500nm、520nm、550nm及620nm)的LC面板,由具有五种分量的适当的图片信号驱动。例如,这可以通过计算机构图等方法产生。
作为上述两个实施例的替代方案,本发明也可以用于投影系统(具体为:具有LED背景光的投影仪(beamer))。
根据本发明,通过对发光单元发出的光谱进行具体控制来增加或减小在人体中产生的褪黑激素。通过本发明所述显示系统可以影响注意力、疲劳和失眠。
具体地,可以通过改变460nm左右范围内的光强度来实现褪黑激素抑制性的增加或减小。为了抵消观察者的过早疲劳,可以使对发光单元或预定光谱进行的控制产生具体的动态性:
例如,对于平均的时辰周期(chronotype),褪黑激素在8点钟和19点钟之间减小,尤其是褪黑激素在19点钟之后增加,以便在睡眠阶段之前的美好时光中得到放松。
通过这种动态性,每天工作生活的工作节律可以得到进一步改进。
本发明所述显示系统的重要优势在于除了在显示系统的发射光谱中的生理作用变化以外,实际上是不可见的。
因此本发明也可以用基于OLED的显示系统(或自发光的显示单元)来实现:在透射式LCD模块情况下绝对必要的背景光在此处被省略。因此OLED显示器的优势在于实际上只有被驱动的像素发光而背景保持黑暗。通过对OLED显示器中的单个像素的发射颜色层(或发光子单元)的具体调整,可以产生具有不同生理作用的RGB光谱,其中几乎不包括可见的颜色变化,或者包括几乎不改变的白色。
图6~8显示了本发明的进一方面。
图1显示了具有由白磷LED制成的背光的液晶显示器的光谱,与图1相比,图6显示了由RGB LED制成的背光的光谱。与白色(磷涂层)相比,后者的LED具有不同的光谱。在光谱中(图6)可以清晰地检测到LED的三基色。与之相比,白色LED(图1)的光谱在整个波长范围内更加均匀。
可以在图7中看到在CIE 1931图中根据图6的LED的RGB光谱的显示内容(相比之下,图8显示了具有白磷LED背景光或背光的LCD的CIE1931图)。通过对三基色进行不同的混合,位于中心的白点位置会发生改变。可显示的颜色空间由扩展三角形的角点所定义,并因此仅仅能够通过移动这些角点而起作用(通过其他具有不同饱和度的基色,即大致窄带光谱),而不是单纯通过混合已有的基色。
通过对单个颜色的具体控制,可以产生或多或少地具有蓝色分量的白色。这导致了颜色温度的改变。在CIE 1931图中,可以检测到全部颜色温度的所谓的“白色曲线”。
通过使用额外的颜色实现了可以被显示并随后进行放大的可控光谱和颜色空间的扩展。因此,同时存在也位于实际的R-、B-或G范围内的单个LED的大量不同光谱,即,例如在小于450nm、在大约505nm、大约590nm或大约630nm具有发射最大值的LED(例如:菲利普的“Luxeon Rebel”家族)。
Claims (26)
1.一种显示系统,用于模拟或数字呈现的文本和/或图片信息的光学显示,包括:显示单元(1);以及发光单元(2),基于加性或减性颜色合成以预定光谱照射显示单元(1),具体为RGB颜色合成,且具体为背景光,用于显示所述文本和/或图片信息,或者发光单元被设置为自发光的显示单元,基于加性或减性颜色合成显示所述文本和/或图片信息,具体为RGB颜色合成,并具有预定光谱;其特征在于:
所述发光单元能够产生预定光谱,该预定光谱的光强度在420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm的波长范围内相对于高于和/或低于所述波长范围的光强度被减小,和/或相对于所述波长范围内的光强度,所述预定光谱的光强度在高于和/或低于所述波长范围被增加,使得所述预定光谱与未进行减小和/或增加的光谱是同色异谱的。
2.一种显示系统,用于模拟或数字呈现的文本和/或图片信息的光学显示,包括:显示单元(1);以及发光单元(2),基于加性或减性颜色合成以预定光谱照射显示单元(1),具体为RGB颜色合成,且具体为背景光,用于显示所述文本和/或图片信息,或者发光单元,被设置为自发光的显示单元,基于加性或减性颜色合成显示所述文本和/或图片信息,具体为RGB颜色合成,并具有预定光谱;其特征在于:
所述发光单元能够产生预定光谱,所述预定光谱的光强度在420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm的波长范围内相对于高于和/或低于所述波长范围的光强度增加,和/或相对于所述波长范围内的光强度,所述预定光谱的光强度在高于和/或低于所述波长范围被减小,使得所述预定光谱与未进行减小和/或增加的光谱是同色异谱的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm的波长范围的平均强度,相对于在顶部邻接于该波长范围的同样宽度的波长范围的平均强度,和/或在底部邻接于该波长范围的同样宽度的波长范围的平均强度,增加或减小至少10%,优选至少30%,优选至少50%,优选至少70%,优选至少90%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述发光单元(2)具有多个分别具有不同光谱的单个光源(3a、3b、......),所具有的光谱的最大值相差至少10nm,优选至少30nm,优选至少50nm,优选至少70nm,从而能够通过对所述光源的单个光谱的加性叠加产生所述预定光谱。
5.根据权利要求4所述的显示系统,其特征在于:第一光源(3a)在高于380nm且低于420nm、440nm、450nm和/或460nm的上限值的范围内具有发射最大值,优选地,高于所述上限值的光在发出的全部光中的相对强度分量低于20%,优选地低于10%,优选地低于5%;
和/或
第二光源(3b)在低于550nm且高于500nm、490nm、480nm和/或470nm下限值的范围内具有发射最大值,优选地,低于所述下限值的光在发出的全部光中的相对强度分量低于20%,优选地低于10%,优选地低于5%;
以及
至少一个、优选地至少两个进一步光源(第三和/或第四光源3c、3d)在490nm~575nm之间的绿色范围内和/或650nm~750nm之间的红色范围内具有发射最大值。
6.根据权利要求5所述的显示系统,其特征在于:所述第一光源和/或所述第二光源以及至少一个所述进一步光源,优选地至少所述第三光源及所述第四光源,被设置为使得通过加性叠加而由他们产生和/或能够产生的所述预定光谱与至少能够由在420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm范围内具有发射最大值的一个第一光源产生的光谱、由在490nm~575nm之间的绿色范围内具有发射最大值的第二光源产生的光谱、由在650nm~750nm之间的红色范围内具有发射最大值的第三光源产生的光谱是同色异谱的。
7.根据权利要求5或6所述的显示系统,其特征在于:所述第一光源和/或所述第二光源以及至少一个所述进一步光源,优选地至少所述第三光源及所述第四光源,被设置为使白光通过加性叠加而由他们产生。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述发光单元(2)具有多个单个光源,所述多个单个光源分别具有不同的光谱用于至少一个、优选多个、优选全部的光谱,所述发光单元(2)相对每个光谱具有多个光源,所述多个光源彼此空间分隔设置,并产生各自的光谱。
9.根据权利要求4~8中任一项所述的显示系统,其特征在于:至少一个、优选多个、优选全部的光源(3a、3b、......)为发光二极管。
10.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述显示单元(1)为或者包括LCD元件(6)的二维阵列,所述发光单元(2)优选为具有多个分别具有不同光谱的光源(3a、3b、......)的背景光。
11.根据前述权利要求中除了权利要求10以外的任一项所述的显示系统,其特征在于:被设置为自发光的显示单元的所述发光单元为或者包括大量单个发光子单元的二维阵列,能够彼此独立地由电驱动,在有机发光二极管(OLED)的形式中,优选至少一个、优选多个、优选全部的发光子单元被设置为能够产生如前述权利要求中除了权利要求10以外的任一项中所述的发光单元(2)的预定光谱。
12.根据权利要求11所述的显示系统,其特征在于:所述发光子单元包括多个单个的发射层,所述发射层具有与权利要求4~7中任一项所述的光源对应的发射属性。
13.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:两个光谱的同色异谱性直接应用于可产生的和/或已产生的光谱,即光谱成分没有被光学元件修改的光谱。
14.根据前述权利要求中除了权利要求13以外的任一项所述的显示系统,其特征在于:两个光谱的同色异谱性用于光谱成分没有被至少一个光学元件修改的光谱,具体用于被显示单元(1)和/或被至少一个光学滤光元件修改的光谱,所述光学滤光元件例如RGB滤光器(7)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述显示系统包括屏幕,具体为液晶屏幕(LCD),具体为由时序控制或设置有彩色滤光器附件和/或LED发光的彩色LCD,或OLED屏幕;和/或便携式电脑的、移动无线设备的、PDA的、或投影仪的屏幕,具体为LED发光的投影仪,或者被设置为这种设备。
16.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于,包括:图片信号适配单元(4),用于将被提供和/或已经被提供给所述显示单元的图片信号的颜色合成的单个加性或减性信号分量能够被修改为所产生的预定光谱的函数,具体为RGB颜色合成的R-,G-和B分量。
17.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于,包括:控制单元,用于控制所述发光单元的发射强度,具体包括控制单元(5),用于控制所述发光单元的多个单个光源的将要被加性叠加的单个强度。
18.根据权利要求17所述的显示系统,其特征在于:在所述控制单元(5)中预设有光源的光谱特征和/或显示单元中使用的或与显示单元共同使用的光学滤光元件的滤光特性,所述光学滤光元件例如RGB滤光器(7)。
19.根据权利要求17或18所述的显示系统,其特征在于:所述控制单元(5)用于控制所述发光单元的发射强度作为图片内容的函数,具体地作为将要在所述显示单元中显示的所述图片内容的无色分量的函数。
20.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述发光单元能够产生多个分别与未减小和/或未增加的光谱是同色异谱的预定光谱。
21.根据权利要求20所述的显示系统,其特征在于:不同的预定光谱在预定义的时间间隔后分别发生改变,和/或在增加和/或减小的程度内按每天的时间发生变化。
22.根据前述权利要求中任一项所述的显示系统,其特征在于:所述发光单元(2)固定地或者可拆卸地连接至所述显示单元(1)。
23.一种用于在显示系统上显示模拟或数据呈现的文本和/或图片信息的显示方法,其中具有发光单元(2),具体为背景光,基于加性或减性颜色合成,具体为RGB颜色合成,产生预定光谱以照亮显示单元(1)从而显示文本和/或图片信息;
或者,
其中具有发光单元,设置为自发光的显示单元,基于加性或减性颜色合成,具体为RGB颜色合成,产生预定光谱并通过该预定光谱显示文本和/或图片信息;
其特征在于:
所述发光单元产生预定光谱,所述预定光谱的光强度在420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm的波长范围内相对于高于和/或低于所述波长范围的光强度被减小,和/或相对于所述波长范围内的光强度,所述预定光谱的光强度在高于和/或低于所述波长范围被增加,使得所述预定光谱与未进行减小和/或增加的光谱是同色异谱的。
24.一种用于在显示系统上显示模拟或数据呈现的文本和/或图片信息的显示方法,其中具有发光单元(2),具体为背景光,基于加性或减性颜色合成,具体为RGB颜色合成,产生预定光谱以照亮显示单元(1)从而显示文本和/或图片信息;
或者,
其中具有发光单元,设置为自发光的显示单元,基于加性或减性颜色合成,具体为RGB颜色合成,产生预定光谱并通过该预定光谱显示文本和/或图片信息;
其特征在于:
所述发光单元产生预定光谱,所述预定光谱的光强度在420nm~500nm、440nm~490nm、450nm~480nm和/或460nm~470nm的波长范围内相对于高于和/或低于所述波长范围的光强度被增加,和/或相对于所述波长范围内的光强度,所述预定光谱的光强度在高于和/或低于所述波长范围被减小,使得所述预定光谱与未进行减小和/或增加的光谱是同色异谱的。
25.根据前述权利要求中任一项所述的显示方法,其特征在于:在根据权利要求2~22中任一项所述的显示系统的辅助下产生所述显示。
26.一种根据前述权利要求中任一项所述的显示系统或显示方法的用途,用于增加和/或减小人体内的褪黑激素的产生量,具体用于按每天的时间增加和/或减小,和/或用于提高人类的注意力和/或用于减小疲劳。
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