KR101305304B1 - 컬러 디스플레이들을 위한 장치 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

디스플레이는 협대역 광 방출기들 및 광대역 광 방출기들 둘 모두를 포함한다. 광 방출기들은 이미지 데이터에 따라 이미지들을 디스플레이하도록 제어된다. 협대역 광 방출기들은 높게 포화된 기본 컬러들을 제공하는데 사용될 수 있다. 광대역 광원들로부터의 광은 광대역 광과 혼합될 수 있다. 이것은 관찰자들의 눈들의 특징들의 변화들로 발생하는 조건 등색 실패들을 감소시킬 수 있다.

Description

컬러 디스플레이들을 위한 장치 및 방법들{APPARATUS AND METHODS FOR COLOR DISPLAYS}
본 출원은 전체적으로 참조문헌으로서 여기에 포함된, 2009년 1월 21에 출원된 미국임시특허출원 제61/146246호에 대한 우선권을 청구한다.
본 발명은 컴퓨터 디스플레이들, 텔레비전들, 홈 시네마 디스플레이들 등과 같은 디스플레이들에 관한 것이다.
인간의 눈은 3가지 타입의 컬러 수용기들(이것들은 때때로 적색 흡수 원추들, 녹색 흡수 원추들, 및 청색 흡수 원추들)을 포함한다. 이들 컬러 수용기들 각각은 넓은 범위의 가시광선 파장들을 통해 광에 응답한다. 각각의 타입들의 수용기는 상이한 파장에서 가장 민감하다. 적색 흡수 원추들은 통상적으로, 대략 565nm에서 피크 감도를 갖는다. 녹색 흡수 원추들은 통상적으로, 대략 535nm에서 피크 감도를 갖는다. 청색 흡수 원추들은 통상적으로, 대략 440nm에서 피크 감도를 갖는다. 이 배치는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 광이 관찰자의 눈에 입사될 때, 인간 관찰자에 의해 인지되는 컬러의 느낌(sensation)은, 3가지 타입들의 수용기들 각각이 입사광에 의해 여기되는(excited) 정도에 의존한다.
종래에, 인간 시각체계("HVS")는 컬러 수용기의 상이한 타입들 각각의 동일한 정도의 자극(stimulation)을 야기하는 상이한 스펙트럼 구성들의 광(예컨대, 동일한 삼자극 값들(tristimulus values)을 갖는 상이한 스펙트럼 파워 분포들(different spectral power distributions)을 갖는 광) 사이에서 구별하지 못한다. 컬러들의 색영역 내에서 임의 컬러의 느낌이 3개의 기본 컬러들(primary colors)의 혼합으로 구성되는 광에 관찰자를 노출시킴으로써 야기될 수 있다. 기본 컬러들 각각은 협대역에서의 광만을 포함할 수 있다. 많은 현재 디스플레이들은 다수의 컬러들의 느낌들을 생성하기 위해, 적색, 녹색 및 청색(RGB) 광의 상이한 혼합들을 사용한다.
포화(saturation)는 가시광선 스펙트럼을 가로질러 광이 확산되는 정도 및 광의 세기를 고려하는 조치이다. 협소한 파장 범위에서 집중되고 매우 강한 광은 높은 포화를 갖는다. 포화는, 세기가 감소하고 그리고/또는 광이 보다 넓은 파장 대역에 걸쳐 분포되는 스펙트럼 성분들을 포함하므로, 감소된다. 포화는 흰색 또는 다른 넓은 대역 광에서 혼합함으로써 감소될 수 있다.
컬러 디스플레이 분야에서 특허 문헌은:
미국특허 제7397485호, 제7184067호, 제6570584호, 제6897876호, 제6724934호, 제6876764호, 제5563621호, 제6392717호, 제6453067호;
미국특허출원 제20050885147호; 및
PCT 공개번호, WO2006010244호, WO02069030호, 및 WO03/077013호.
컬러들을 정확하고 지속적으로 나타낼 수 있는 디스플레이들에 대한 수요가 존재한다. 고품질 컬러 이미지들을 제공할 수 있는 디스플레이들, 디스플레이 성분들 및 연관된 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 다양한 실시예들에서 구현될 수 있다. 본 발명은 텔레비전들에서 디지털 시네마 프로젝터들(digital cinema projectors)까지 다양한 타입들의 디스플레이에 적용한다.
본 발명의 한 가지 양태는, 뷰잉 스크린(viewing screen)을 포함하는 디스플레이들을 제공한다. 복수의 협대역 발광 소자들(narrow-banc light-emitting)은 복수의 컬러들의 협대역 광으로 뷰잉 스크린을 조명하도록 배치된다. 적어도 하나의 광대역 광원이 광대역 스펙트럼 파워 분포를 갖는 광대역 광으로 뷰잉 스크린을 조명하도록 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 뷰잉 스크린은 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 공간 광 변조기는 협대역 발광 소자들과 뷰잉 스크린 사이의 광학 경로(optical path)에 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태는, 제어가능한 픽셀들의 어레이(array)를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하는 디스플레이들을 제공한다. 광원dl 공간 광 변조기를 조명하도록 배치된다. 광원은 협대역 발광 소자들의 복수의 그룹들 및 광대역 광을 방출할 수 있는 적어도 하나의 광대역 발광 소자를 포함한다. 각 그룹의 협대역 발광 소자들은 컬러 색영역(color gamut)을 정의하는 복수의 기본 컬러들 중 하나의 협대역 광을 방출할 수 있다. 제어기는 디스플레이될 이미지를 정의하는 이미지 데이터에 따른 광원 및 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태는, 뷰잉 스크린, 뷰잉 스크린 상에 복수의 컬러들의 협대역 광으로 구성되는 이미지를 투사하도록 배치된 컬러 협대역 프로젝터, 및 뷰잉 스크린 상에 광대역 광으로 구성되는 이미지를 투사하도록 배치된 광대역 광 프로젝터를 포함하는 디스플레이들을 제공한다. 제어기는 뷰잉 스크린 상의 영역들에 투사되는 광대역 및 협대역 광의 상대적인 양들을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은, 이미지의 복수의 영역들 각각에 대해, 영역에 대한 색도(chromaticity)를 결정하는 단계 및 이미지의 영역을 복제하도록 요청되는 복수의 스펙트럼 범위들 각각에서 광의 양을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 영역에 대한 색도가 크로마 부분(chroma region) 내에 있으면, 하나 이상의 광대역 광 방출기들은 적어도 상기 영역에 대한 스펙트럼 범위들 각각에 대해 요구된 양의 광을 생성하도록 제어된다. 영역에 대한 색도가 크로마 부분 외부에 있으면, 하나 이상의 협대역 광 방출기들은 적어도 상기 영역에 대한 스펙트럼 범위들의 하나 이상에 대해 요구된 양의 광의 일부(portion)를 생성하도록 제어된다. 상기 방법은 예컨대 디스플레를 위한 제어기에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 디스플레이 상에 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 디스플레이는 컬러 색영역을 정의하는 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들 및 하나 이상의 광대역 발광 소자들을 포함한다. 상기 방법들은 디스플레이될 이미지의 복수의 영역들 각각에 대해, 상기 영역의 대표적인 색도를 결정하는 단계; 대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있는지를 결정하는 단계; 대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있지 않으면, 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 신호들을 확립하는 단계; 대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있으면, 영역에 대응하는 광대역 발광 소자들에 대한 구동 신호들을 확립하는 단계; 및 영역에 대응하는 광대역 또는 협대역 발광 소자들에 구동 신호들을 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은, 이미지 데이터가 하나 이상의 협대역 광 방출기들로부터 광에 대한 임계치 위의 포화 값들을 갖는 컬러들을 명시하는(specify) 이미지의 일부들을 생성하는 단계, 및 이미지 데이터가 하나 이상의 광대역 광 방출기들로부터 광에 대한 임계치 아래의 포화 값들을 갖는 컬러들을 명시하는 이미지의 일부들을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들 및 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들을 사용한다. 상기 방법들은 이미지의 복수의 영역들 각각에 대해, 대표적인 색도 및 영역에 대한 휘도를 결정하는 단계; 적어도 부분적으로 대표적인 색도 및 휘도에 기초하여 기본 컬러들에 대한 포화 인덱스들(saturation indices)을 결정하는 단계; 및 제 1 및 제 2 임계치들에 대한 포화 인덱스들을 포함하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 임계치는 제 1 임계치보다 크다. 모든 포화 인덱스들이 제 1 임계치보다 작으면, 상기 방법들은 영역에 대응하는 광대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정하도록 진행한다. 그렇지 않으면, 포화 인덱스들 중 어느 하나가 제 2 임계치보다 크면, 상기 방법들은 영역에 대응하는 협대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정한다. 그렇지 않으면, 포화 인덱스들 중 어느 것도 제 2 임계치보다 크지 않고, 포화 인덱스들 모두가 제 1 임계치보다 작지 않으면, 상기 방법들은 영역에 대응하는 광대역 및 협대역 광 방출기들 둘 모두에 대한 구동 값들을 결정한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 협대역 발광 소자들 및 픽셀들의 어레이를 포함하는 2차원 공간 광 변조기를 조명하도록 배치되는 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들을 사용한다. 상기 방법들은 공간 광 변조기의 복수의 영역들 각각에 대해, 영역 내의 픽셀들에 대한 컬러 값들을 결정하는 단계; 적어도 부분적으로 컬러값들에 기초하여 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 값들의 초기 세트(initial set)를 결정하는 단계; 영역 내의 픽셀들에 대해, 구동 값들의 초기 세트에 따라 구동된 협대역 발광 소자들로부터의 픽셀의 조명으로부터 얻어지는 탈포화(desaturation)의 양을 추정하는 단계; 적어도 부분적으로 탈포화의 추정된 양들에 기초하여 영역에 대응하는 광대역 발광 소자들에 대한 구동 값들을 결정하는 단계; 및 광대역 발광 소자들로부터의 광의 스펙트럼을 특징화하는 정보 및 적어도 부분적으로 광대역 발광 소자들의 구동 값들에 기초하여 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 값들의 세트를 재계산(recalculate)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 디스플레이들을 위한 제어기들을 제공한다. 제어기들은 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들, 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들 및 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하는 디스플레이들을 제어하도록 구성된다. 제어기들은 이미지의 영역에 대한 대표적인 색도를 결정하고; 적어도 부분적으로 대표적인 색도에 기초하여 공간 광 변조기의 대응하는 영역에 제공하기 위해 광대역 광 대 협대역 광의 상대적인 양을 결정하고; 광대역 대 협대역 광의 결정된 상대적인 양들을 영역에 제공하기 위해 광대역과 협대역 방출 소자들을 제어하고; 디스플레이될 이미지를 복제하기 위해 뷰어로 보내지는 광의 양을 조절하도록 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어함으로써; 컬러 이미지를 디스플레이하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 디스플레이를 위한 제어기 내 데이터 프로세서로 하여금, 여기에서 설명되는 본 발명의 방법들 중 어느 하나에 따라 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법을 수행하게 할 수 있는 기계-판독가능 명령들(machine-readable instructions)을 포함하는 유형의 저장 매체(tangible storage media)를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 이미지들을 디스플레이하는 방법들을 제공한다. 상기 방법들은 이미지의 복수의 영역들 각각에 대해: 복수의 스펙트럼 범위들 각각에 대한 영역에 대응하는 포화 값을 결정하는 단계; 포화 값들을 대응하는 임계치들에 비교하는 단계; 포화 값들이 대응하는 임계치들보다 작으면, 하나 이상의 광대역 광 방출기들로부터의 광을 갖는 이미지의 영역을 생성하는 단계; 및 하나 이상의 포화 값들이 대응하는 임계치를 초과하면, 하나 이상의 협대역 광 방출기들로부터의 광을 갖는 이미지의 영역을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 컬러 디스플레이들에 대한 제어기들 및 여기에서 설명되는 본 방법들 중 어느 하나에 따라 컬러 디스플레이들을 제어하도록 구성되는 컬러 디스플레이들의 제어기들에 대한 성분들을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태들 및 본 발명의 특정한 실시예들의 특징들은 아래에서 설명된다.
첨부된 도면들은 본 발명의 비제한적인 실시예들을 예시한다.
본 발명은 컬러 디스플레이들을 위한 장치 및 방법들을 제공한다.
도 1은 가시광 스펙트럼에서 상이한 파장들의 광에 대한 인간 눈의 컬러 센서들의 응답을 나타내는 그래프.
도 2는 두 명의 개별 인간들 간의 편차(variation)를 개별적으로 도시하는 가시광선 스펙트럼에서 상이한 파장들의 광에 대한 인간 눈의 컬러 센서들의 응답을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디스플레이의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 유형의 백라이트(backlight)의 정면도.
도 5는 협대역 및 광대역 광 방출기들을 갖는 백라이트를 통합하는 디스플레이부를 통한 개략적인 단면도를 도시하는 도면.
도 5a는 다른 예시적인 실시예에 따른 디스플레이의 블록도.
도 5b는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 디스플레이의 블록도.
도 6은 예시적인 실시예들에서 광원들을 제어하기 위해 적용될 수 있는 제어 부분들을 개략적으로 나타내는 CIE 색도를 도시하는 도면.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도.
도 8은 하나의 기본 컬러에 대한 예시적인 포화 인덱스들을 나타내는 임의의 컬러 스페이스(arbitrary color space)에서의 색영역(gamut)을 개략적으로 도시하는 도면.
도 9는 포화 인덱스들에 기초하여 광원들을 구동하기 위한 값들을 설정하는 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이부를 통한 개략적인 단면도를 도시하는 도면.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도.
도 12는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도.
아래의 설명에 걸쳐서, 특정한 세부사항들이 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 진술된다. 하지만, 본 발명은 이들 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다. 다른 예들에서, 잘 알려진 요소들이 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하도록 상세히 설명되거나 도시되지 않는다. 따라서, 상세한 설명 및 도면들은 제한적이라기보다는 예시적인 것으로서 고려되어야 한다.
본 발명은 디스플레이들, 디스플레이들을 위한 성분들, 및 관련된 방법들에 관한 것이다. 협대역 광원들은 이롭게는, 높게 포화된 컬러들을 제공할 수 있다. 적절한 색도들의 협대역 광원들의 세트는 넓은 컬러 색영역을 제공할 수 있다. 몇몇 타입들의 협대역 광 방출기는 이롭게는 효과적이다.
본 발명자들은, 기본 컬러 LED들과 같은 협대역 광원들을 사용하는 현재의 디스플레이 기술이 인구에 대한 컬러 수용기들에서의 편차들을 적절히 고려하지 않는다고 결정하였다. 디스플레이를 뷰잉함으로써 생성되는 주관적인 컬러 느낌이, 특정한 컬러에 대해, 어느 디스플레이가 재생하는데 의도되는 것에 매칭하는지에 대하여, 동의하지 않는 다른 관찰자들에게서 이러한 편차들이 일어날 수 있다. 그러한 명백한 컬러 불일치들은 '관찰자 조건 등색 실패들(observer metameric failures)'이라 불릴 수 있다. 관찰자 조건 등색 실패들은, 디스플레이되는 컬러가 컬러 샘플과 매칭함을 보는 일부 관찰자들을 야기할 수 있는 반면에, 다른 관찰자들은, 디스플레이되는 컬러가 컬러 샘플에 매칭한다는 것에 동의하지 않는다. 이 문제는 특히, 기본 광원들이 협대역 광원들인 경우들에서 심각하다. 본 발명자들은, 조건 등색 실패들을 감소시키거나 회피하면서, 이롭게는 협대역 광원들을 이용할 수 있는 디스플레이들에 대한 필요성을 인식하였다.
이 문제는, 제 1 인간의 제 1 컬러 수용기의 응답 곡선 A가 제 2 인간의 응답 곡선 A'에 대하여 양 Δλ만큼 시프트(shift)되는 간단한 예시적인 경우를 도시하는 도 2에 의해 도시되어 있다. 이들 두명이 "오프-화이트(off-white)" 컬러 샘플들에 노출되는 경우를 고려하면; 한 명은 협대역 적색광(R1), 협대역 녹색광(G1), 및 협대역 청색광(B1)의 혼합으로 구성되고, 나머지 다른 한 명은 넓은 스펙트럼(W)을 갖는 광으로 구성된다. 또한, 제 1 인간의 응답 곡선 A가, 그 또는 그녀가 동일한 컬러로 이뤄지는 두 개의 샘플들을 인식한다고 고려하자(달리 말해서, 두 개의 샘플들이 그 인간에 대한 상이한 타입들의 컬러 수용기들 각각의 동일한 정도의 자극을 야기함). 도 2에 도시된 바와 같이, 상이한 응답 곡선들(A, A')은 협대역 광 샘플(예컨대, 적색 수용기들에 대한 ΔR1의 차)에 대하여 두 명들에 대한 제 1 컬러 수용기의 출력에서 상당한 차를 야기하지만, 광대역 광(W)에 대하여 두 명들에 대한 컬러 수용기의 출력에서 상당한 차를 야기하지 않는다. 그러므로, 제 2 인간은, 두 개의 샘플들이 동일한 컬러로 이뤄진다는 것에 동의하지 않는다. 본 발명의 몇몇 실시예들은, 협대역 광원들의 적절한 응용을 통해 달성될 수 있는 넓은 컬러 색영역 및 높은 포화의 이익들을 유지하면서 이러한 문제점을 해소한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디스플레이(10)를 도시한다. 디스플레이(10)는 광원(12), 컬러 공간 광 변조기(14), 및 뷰잉을 위한 요구된 이미지를 디스플레이하기 위해 광원(12)과 공간 변조기(14)를 구동시키는 제어 시스템(16)을 포함한다. 광은, 광학 전송 경로(13)로써 광원(12)에서 컬러 공간 광 변조기(14)로 이동한다. 광학 전송 경로(13)는 오픈 스페이스(open space)를 포함할 수 있고, 그리고/또는 광의 전파에 영향을 미치는 하나 이상의 광학 성분들을 통과할 수 있다. 단지 예로써, 광학 전송 경로(13)는 확산기들, 안티-반사 막들(anti-reflection films), 광 가이드들, 미러들(mirrors), 렌즈들, 프리즘들, 빔 스플리터들(beam splitters), 빔 조합기들 등과 같은 광학 성분들을 포함할 수 있다.
광원(12)은 독립적으로 제어가능한 복수의 발광 소자들을 포함한다. 발광 소자들은 협대역 발광 소자들(18) 및 광대역 발광 소자들(19)을 포함한다. 협대역 발광 소자들(18)은 컬러 색영역을 정의하는 복수의 타입들(18A, 18B, 18C가 도시됨)로 이뤄진다. 예를 들어, 협대역 발광 소자들(18)은:
적색, 녹색 및 청색 광의 소스들;
적색, 녹색, 청색 및 노란색 광의 소스들;
컬러 색영역을 정의하는 3, 4, 5 또는 그 이상의 기본 컬러들의 광의 소스들 등을 포함할 수 있다.
예로써, 협대역 발광 소자들(18)은 발광 다이오드들(LEDs), 레이저 다이오드들 및 레이저들과 같은 다른 발광 반도체 디바이스들, 협대역 필터들에 의해 필터링된 광과 같은 협대역 광의 다른 소스들 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 협대역 발광 소자들(18) 각각은 단색성(monochromatic) 또는 반-단색성(quasi-monochromatic)인 광을 방출한다. 몇몇 실시예들에서, 협대역 발광 소자들은 50nm 이하의 대역폭을 갖는 광을 방출한다.
일부지만 전부는 아닌 실시예들에서, 광대역 발광 소자들(19)은 비교적 넓은 스펙트럼 분포를 갖는 백색 광을 방출한다. 광대역 발광 소자들은 예컨대:
형광 램프들;
백열 램프들;
흰색 방출 LED들;
자극된 포스포들(stimulated phosphor) 등을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 광대역 발광 소자들(19)은 적어도 150nm의 스펙트럼 대역폭(1/2 최대에서)을 갖는 광을 방출한다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 발광 소자들(19)은 적어도 200nm의 스펙트럼 대역폭(1/2 최대에서)을 갖는 광을 방출한다.
광대역 발광 소자들(19)은 단지 하나의 타입으로 이뤄지도록 제한되지 않는다. 몇몇 실시예들은 상이하고, 가능하게 중첩하는 광대역 스펙트라(spectra)를 갖는 광을 방출할 수 있는 2 이상의 타입들의 광대역 발광 소자들(19)을 제공하나. 제공될 수 있는 광대역 발광 소자들의 예들은:
백색 광원들(몇몇 실시예들에서, 상이한 흰색 포인트들을 갖는 다수의 백색 광원들);
광대역 청색-녹색 광원들;
광대역 노란색 광원들;
광대역 자홍색 광원들;
그것들의 조합들 등을 포함한다.
각각의 광대역 광원(19)이 단지 단일의 디바이스로 구성되는 것이 강제적인 것은 아니다. 광대역 광원(19)은 공간 광 변조기(14)의 광대역 조명을 제공하기 위해 공간 광 변조기(14)로부터 업스트림 조합되는 광을 방출하도록 함께 제어되는 2 이상의 발광 디바이스들을 포함할 수 있다.
컬러 공간 광 변조기(14)는 대응하는 컬러 대역들에서 광을 통과시키는 개별적으로 제어가능한 요소들의 어레이를 포함한다. 공간 변조기(14)는 예컨대, 어드레스가능한 픽셀들의 어레이를 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 복수의 어드레스가능한 서브-픽셀들을 갖는다. 서브-픽셀들은 대응하는 컬러 필터들과 연관된다. 서브-픽셀들은 뷰어를 통과하는 서브-픽셀 상에 입사되는 광의 양을 변화시키도록 제어가능하다. 공간 광 변조기(14)의 컬러 필터들은 협대역 광 방출기들(18)에 대한 방출 스펙트라에서 피크들보다 상당히 넓은 통과 대역들을 가질 수 있다.
컬러 공간 광 변조기(14)는 예컨대, 반사 타입 공간 광 변조기 또는 전송 타입 공간 광 변조기를 포함할 수 있다. 예로써, 공간 광 변조기(14)는 LCD(liquid crystal display) 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 예컨대, RGB 또는 RGBW 디스플레이 패널일 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 공간 광 변조기(14)는 LCOS(liquid crystal on silicon) 또는 다른 반사 타입 공간 광 변조기를 포함할 수 있다.
제어 시스템(16)은: 논리 회로들(필드 프로그램가능 게이트 어레이 - 'FPGA'와 같은 구성가능 논리 디바이스에 의해 제공되거나 고정배선(hard-wire)될 수 있음); 하나 이상의 프로그램된 데이터 프로세서들(예컨대, 데이터 프로세서들이 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, 프로그램가능 그래픽 프로세서들, 코-프로세서들(co-processors) 등을 포함할 수 있음); 및 그것들의 적절한 조합들 중 하나 이상을 포함한다. 제어 시스템(16)으로 하여금 여기에서 설명되는 바와 같은 논리 펑션들(logic functions)을 제공하도록 구성되게 할 수 있는 명령들(instructions)을 포함하는 유형의 저장 매체가 제공될 수 있다. 유형의 저장 매체는 예컨대, 하나 이상의 구성가능 논리 회로들에 대한 구성 정보 및/또는 하나 이상의 데이터 프로세서들에 의해 실행되는 소프트웨어 명령들을 포함할 수 있다.
제어 시스템(16)은 이미지 데이터에 응답하여, 공간 광 변조기(14)의 제어가능 요소들 및 광원(12)의 광 방출기들(18,19)을 위한 구동 신호들을 생성하도록 구성된다. 이미지 데이터는 움직이는 이미지(예컨대, 비디오 프레임들의 시퀀스)를 명시하는 데이터 및 하나 이상의 스틸 이미지들(still images)을 명시하는 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들은 이중 변조 타입 디스플레이들(dual modulation type displays)을 제공한다. 그러한 디스플레이들에서, 광의 패턴은 공간 광 변조기 상에 투사된다. 패턴은 이미지 데이터에 따라 제어되고, 공간 광 변조기는 또한 관찰자에 의해 뷰가능한 이미지를 산출하기 위해 패턴에서의 광을 변조한다 그러한 디스플레이들의 몇몇 예들은 국부적으로 흐릿해질 수 있는 개별 백라이트들을 갖는다. 이중 변조 타입 디스플레이들의 몇몇 예들은: WO2006010244호로서 공개되고, 발명의 명칭이 이중 변조기 디스플레이들 상에서의 빠른 이미지 렌더링(RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS)인 PCT/CA2005/000807호; WO02069030호로서 공개되고, 발명의 명칭이 높은 다이내믹 범위 디스플레이 디바이스들(HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES)인 PCT/CA2002/000255호; WO03/077013호로서 공개되고, 발명의 명칭이 높은 다이내믹 범위 디스플레이 디스플레이들(HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES)인 PCT/CA2003/000350호에서 설명되어 있다.
디스플레이(10)는 이중 변조 타입 디스플레이이고, 광원(12)은 적어도 협대역 발광 소자들(18)로부터 공간 변조기(14)의 제어가능 요소들을 통해 광의 스펙트럼 분포를 변경시키도록 제어가능하고, 제어기(16)는 공간 광 변조기(14)를 통해 적어도 협대역 발광 소자들(18)로부터의 광의 스펙트럼 분포를 제어한다.
아래에서 설명되는 예시적인 실시예에서, 광원(12)은 협대역 발광 소자들(18) 및 광대역 발광 소자들(19)로부터 공간 변조기(14) 상에서 생성되는 광의 스펙트럼 분포를 변경하도록 제어가능하다. 이 제어는:
광원(12)에 의해 방출된 광의 공간 광 변조기(14) 상에서 스펙트럼 분포의 제어를 허용하도록 구성되는 하나 이상의 공간 광 변조기들을 광원(12)에서 제공하고;
상이한 정도로 공간 광 변조기(14)의 상이한 부분들을 각각이 조명하는 개별적으로 제어가능한 복수의 발광 소자들을 광원(12)에서 제공하는 것을 포함하는 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 발광 소자들의 타입들 각각은 광원(12)의 영역에 걸쳐 공평하고 균일하게 분포된다. 발광 소자들의 각각의 타입에서, 개별 발광 소자들 또는 발광 소자들의 개별 그룹들은 공간 광 변조기(14)에서 발광 소자들로부터의 광의 분포를 변경하기 위해 제어가능하다.
제어는, 개별 발광 소자들 또는 발광 소자들의 그룹들의 밝기(brightness)를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 밝기는 예컨대, LED와 같은 발광 소자에 대한 구동 전류, 구동 전압, 및 듀티 사이클(duty cycle) 중 하나 이상을 설정함으로써 제어될 수 있다. 개별 발광 소자들의 상당히 높은 밀도가 존재하고, 상기 제어는 발광 소자들 중 개별 요소들을 턴온 또는 턴오프하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공간 광 변조기(14)의 각각의 영역이 기본적으로, 특정한 타입의 15의 밀접하게 이격된 발광 소자들의 그룹에 의해 조명되면, 공간 광 변조기(14)의 영역은 전체 15개의 대응하는 발광 소자들에 대해 제로, 하나, 둘 또는 그 이상 턴온함으로써 16개의 상이한 레벨들 중 어느 하나에서 조명될 수 있다.
도 4는 각각의 상이한 타입들의 복수의 발광 소자들을 포함하는 예시적인 광원(20)의 부분을 도시한다. 광원(20)은 예컨대 도 3의 장치에서 광원(12)로서 사용될 수 있다. 도시된 예에서, 광원(20)은 적색, 녹색, 및 청색 발광 소자들(21A, 21B, 21C)(총괄적으로, RGB 발광 소자들(21))의 배치된 어레이들을 갖는다. RGB 발광 소자들(21)은 예컨대 LED들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, LED들은, 다수의 LED들이 형성되는 보다 큰 성분들의 일부들 또는 개별 디바이스들을 포함할 수 있다. LED들은 몇몇 실시예들에서 유기 LED들(OLEDs)을 포함할 수 있다. 광원(20)은 또한, 백색 발광 소자들(23)의 어레이를 포함한다. 예시된 실시예에서, 소자들(23)은 RGB 발광 소자들(21) 중에서 분포된다. 백색 발광 소자들(23)은 예컨대 흰색 방출 LED들을 포함할 수 있다.
도시의 편의를 위해, 광원(20)은 각각의 타입의 RGB 발광 소자들(21) 및 백색 발광 소자들(23)의 동일한 수들을 갖는 것으로 도시되어 있다. 이것은 강제적인 것은 아니다. 광원의 타입들의 일부는 광원(20)을 통해 다른 것보다 밀도있게 분포될 수 있다. 예를 들어, RGB 발광 소자들(21)은 참조문헌으로써 여기에 포함된 WO2006/638122호로서 공개된 PCT 특허출원 번호 PCT/CA2004/002200호에서 설명된 일반적인 방식으로 분포될 수 있다.
도 5는, 광원(20)이 어드레스가능 픽셀들(26)을 갖는 전송 타입 공간 광 변조기 패널(25)을 위한 백라이트로서 구성되는 예시적인 디스플레이(24)를 도시한다. 광원(20)으로부터의 광은 영역(27)을 통과한 후에 패널(25)의 표면(25A) 상에 부딪친다. 예시된 실시예에서, 광원(20)의 광 방출기들 각각으로부터의 광은 영역(27)의 구조 및 특징들뿐만 아니라, 광 방출기의 특징들에 의존하여, 포인트-확산 펑션(point-spread function)에 따라 확산한다.
각 타입의 인접한 광 방출기로부터의 광은, 패널(25)의 각각의 픽셀(26)이 각 타입의 적어도 하나의 광 방출기로부터의 광에 의해 조명될 수 있도록 패널(25)에서 중첩할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광 방출기들의 포인트 확산 펑션들은 충분히 넓고, 광 방출기들의 스페이싱(spacing)은 패널(25)의 각 픽셀(26)이 각 타입의 협대역 광 방출기(예시된 실시예에서, 각 타입의 RGB 방출기들(21)) 중 적어도 2개의 광 방출기들에 의해 조명될 수 있기에 충분히 근접한다. 예시된 실시예에서, 광원(20)의 각각의 광 방출기는 패널(25)의 다수의 패널들(26)을 조명할 수 있다.
광 방출기들의 상이한 타입들의 광 방출기들이 공통 기판 상에 또는 공통 평면에서 배치되는 것은 강제적인 것이 아니다. 대안의 실시예들에서, 하나 이상의 상이한 타입들의 광 방출기들의 개별 어레이들이 제공되고, 개별 어레이들로부터의 광의 패턴들은 공간 광 변조기(14)로부터 또는 그것에 업스트립 조합된다. 도 5a는, 협대역 광 방출기들(28A, 28B, 28C)로부터의 광이 광학 조합기에서 조합되고, 공간 광 변조기(14)를 조사하도록 전달되는 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 광대역 광원(18)으로부터의 광은 또한 공간 광 변조기(14)를 조명한다.
협대역 광 방출기들(28A, 28B, 28C)은 예컨대 협대역 광 방출기들의 개별 어레이들을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서:
협대역 광 방출기들의 2 이상의 타입들은 하나의 어레이로 배치되고, 얻어진 광은 공간 광 변조기(14)를 통과하기 전에 하나 이상의 다른 타입들의 협대역 방출기들로부터의 광과 조합되며;
광대역 광원(18)으로부터의 광은 공간 광 변조기(14)를 통과하기 전에 하나 이상의 다른 타입들의 협대역 방출기들로부터의 광과 조합되며;
광대역 광 방출기들 및 하나 이상의 타입들의 협대역 광 방출기들은 하나의 어레이로 배치되고, 얻어진 광은 공간 광 변조기(14)를 통과하기 전에, 하나 이상의 다른 타입들의 협대역 방출기들 및/또는 하나 이상의 다른 타입들의 광대역 광 방출기들로부터의 광과 조합된다.
도 5b는 또 다른 예시적인 실시예에 따르는 디스플레이(40)를 도시하는 블록도이다. 디스플레이(40)는 뷰잉 스크린(42) 상에 이미지를 투사하도록 배치된 컬러 협대역 프로젝터(41)를 갖는다. 스크린(42)은 임의의 적절한 타입의 정면 또는 후면 투사 스크린을 포함할 수 있다. 스크린(42)은 프로젝터(41)로 공통 하우징(common housing)에 설치되거나, 분리될 수 있다. 컬러 협대역 프로젝터(41)는, 협대역 광으로 이뤄진 이미지가 스크린(42) 상에 투사되는 임의의 공지된 프로젝터 구조를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 프로젝터(41)는 레이저 프로젝터의 옵틱들(optics)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 프로젝터(41)는 적절한 협대역 광 방출기들로부터의 광을 이미지화 변조하기 위해 하나 이상의 공간 광 변조기를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 프로젝터(41)는 스크린(42) 상에 강의 하나 이상의 빔들을 스캔한다.
광대역 프로젝터(43)는 또한, 뷰잉 스크린(42) 상에 광을 투사하도록 배치된다. 프로젝터들(41, 43)에 의해 투사되는 광은, 스크린(42) 상의 임의의 위치(location)로부터 뷰어에 도달하는 광이 프로젝터(43)로부터의 협대역 광과 프로젝터(43)로부터의 광대역 광의 조합이도록, 스크린(42)에서 조합된다. 제어기(16)는 이미지 데이터를 수신하고, 두 개의 프로젝터들로부터의 조합된 광이 뷰어에 의해 보여질 때 요구된 이미지를 산출하도록 협대역 프로젝터(41)와 광대역 프로젝터(43)에 의해 투사된 광을 제어한다. 제어기(16)는 여기에서 설명되는 바와 같이, 스크린(42) 상의 각각의 위치 상에 투사된 광대역 및 협대역 광의 상대적인 양을 제어한다. 디스플레이(40)는 높게 포화된 컬러들을 제공하기 위해 스크린(42) 상의 몇몇 위치들에서 광대역 광의 양을 감소시키고, 스크린(42) 상에 투사된 이미지가 뷰어들의 넓게 가로지는 섹션(wide cross section)에 의해 보여질 때 조건 등색 실패들(metameric failures)이 감소되는 다른 컬러들 및 플래시 톤들(flesh tones)을 제공하기 위해 스크린(42)의 다른 위치들에서 광대역 광의 부분을 증가시킬 수 있다.
광대역 프로젝터(43)는 몇몇 실시예들에서 컬러 프로젝터(41)보다 상당히 낮은 공간 해상도를 갖는다. 예를 들어, 광대역 프로젝터(43)의 공간 해상도는, 몇몇 실시예들에서 각각의 방향에서 컬러 프로젝터(41)보다 작은 2 내지 20의 팩터(factor)이다. 디스플레이(40)의 대안의 실시예들에서, 광대역 광(백색 광을 포함함)은 스크린(42)으로부터 프로젝터(41) 업스트림의 광학 경로에 도입된다.
도 6은 CIE 색도 다이어그램을 도시한다. 곡선 경계(30)는 ('표준 관찰자'의) HVS에 의해 인식될 수 있는 컬러들을 포함한다. 포인트(31)는 무색 광을 나타낸다. 삼각형(32)은 색도들(R2, G2, B2)을 갖는 광을 방출하는 협대역 광원들에 의해 생성될 수 있는 컬러 색영역을 포함한다. 점선들(32A)로써 나타내진 바와 같이, 컬러 색영역은 하나 이상의 부가적인 기본 컬러들의 광원들을 부가함으로써 증가될 수 있다. 색도(X2)의 광을 방출할 수 있는 광원들의 광학적 부가 세트가 도 6에 나타내진다. 색도(X2)의 광원들의 부가가 삼각형(32)으로부터의 컬러 색영역을 R2, G2, X2(도 6 참조)에서 꼭지점들을 갖는 다각형으로 증가시킴을 볼 수 있다.
광대역 광 방출기들(23)로부터의 광에 의해서만 조명될 때, 패널(25)에 의해 정확하게 재생될 수 있는 컬러들의 제한된 색영역(34)이 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 색영역(34)의 사이즈는 일반적으로, 휘도의 함수이다. 색영역(34)의 경계의 모양은 광대역 광 방출기들로부터의 광의 스펙트럼에 의존한다. 도 6에서 색영역(34)의 도시는 개략적인 것이다. 도시된 실시예에서, 색영역(34)은, 색도들(R2, G2, B2)의 협대역 광 방출기들로부터의 광에 의해서만 조명될 때, 패널(25)에 의해 정확하게 재생될 수 있는 색영역에 대응하는 삼각형(32) 내에 전체적으로 포함된다.
본 발명의 한 가지 양태는 제어 시스템(16)에서 구현될 수 있는 도 7에서 도시된 바와 같은 방법(50)을 제공한다. 방법(50)은 블록(52)에서 이미지 데이터를 수신하고, 블록(54)에서, 방법(50)은 디스플레이될 이미지의 영역에 대해 명시된 휘도 및 색도를 이미지 데이터로부터 결정한다. 상기 영역은 디스플레이될 이미지의 픽셀 또는 픽셀들의 그룹을 포함한다. 블록(54)은 디스플레이될 이미지의 각 영역에 대해 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 이미지는 복수의 픽셀들을 포함하는 복수의 영역들 각각으로 세분되고, 블록(54)은 영역들 각각에 대해 수행된다.
몇몇 실시예들에서, 고려되는 공간 변조기(14)의 각각의 영역은 다수의 이미지 픽셀들을 포함한다. 그러한 실시예들에서, 상기 영역을 나타내는 단일 색도 및 휘도 값들은 다양한 방식들로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 대표적인 휘도는:
이미지 영역의 픽셀들을 통해 평균화된 휘도;
이미지 영역에서 픽셀들의 최대 휘도;
유사한 밝기들의 다른 픽셀들을 갖는 인접하는 그룹들에서 픽셀들 및/또는 보다 밝은 픽셀들이 보다 무겁게 가중되고, 반면에 보다 희미한 픽셀들 및/또는 고립된 픽셀들이 보다 무겁지 않게 가중되는, 이미지 영역에서 픽셀들에 대한 휘도 값들의 가중 평균을 포함할 수 있다.
대표적인 휘도는 공간 광 변조기(14)의 서브-픽셀들에 대응하는 복수의 컬러 대역들 각각에 대해 개별적으로 결정될 수 있다.
대표적인 색도는 다양한 방식들로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 대표적인 색도는:
이미지 영역의 픽셀들을 통해 평균화된 색도;
색도 값들의 가중 평균을 포함할 수 있다. 가중 평균에서, 보다 높게 포화된 색도들을 갖는 픽셀들 및/또는 유사한 색도들을 갖는 다른 픽셀들을 갖는 인접한 그룹들에 위치된 픽셀들은 다른 픽셀들보다 높게 가중될 수 있다.
블록(56)에서, 방법(50)은 색도가 크로마 부분 내에 있는지의 여부를 각각의 영역에 대해 결정한다. 크로마 부분은 색영역(34)에 대응할 수 있고, 또는 색영역(34) 내의 영역일 수 있다. 크로마 부분은 바람직한 실시예들에서 무색 포인트(achromatic point: 31)를 포함한다.
다양한 실시예들에서, 블록(56)의 결정은 적어도:
색도: 또는
색도 및 휘도에 기초한다.
블록(56)에서의 결정이 휘도에 기초하고, 몇몇 실시예들에서, 크로마 부분은 적어도 부분적으로 휘도에 기초하여 정의되고(예컨대, 상이한 크로마 부분들이 상이한 휘도 범위에 대해 사용될 수 있고; 프로토타입 크로마 부분(prototype chroma region)은 휘도 값에 응답하여 스케일될 수 있고; 또는 크로마 부분의 경계는 적어도 부분적으로 휘도 값에 기초하여 정의될 수 있음), 색도는 크로마 부분과 비교된다. 크로마 부분을 정의하는 것은, 예컨대:
ㆍ적어도 부분적으로 휘도에 기초하여, 복수의 미리 규정된 크로마 부분들 중 하나를 검색하는 것;
ㆍ휘도의 펑션인 방식에서 프로토타입 크로마 부분의 경계를 수정하는 것;
ㆍ휘도의 미리 결정된 펑션으로서 크로마 부분을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
도 6은 크로마 부분(35)을 개략적으로 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 크로마 부분(35)은, 특별한 색도가 크로마 부분(35)의 내부 또는 외부에 있는지가 간단한 논리 및/또는 간단한 연산들로 결정될 수 있도록 선택된다. 예를 들어, 크로마 부분(35)은:
ㆍCIE 색도 값들(x 및 y)(예컨대, x1≤x≤x2 및 y1≤y≤y2이고, x1, x2, y1, y2는 미리 결정된 값들임)의 부등들(inequalities);
ㆍCIE 색도 값들(x 및 y)(예컨대, ｜x2+y2｜≤ R이고, R는 미리 결정된 값임)의 펑션의 부등들;
ㆍRGB, CIELUV, CIEXYZ, CIEUWV, CIELAB, YUB, YIQ, YCbCr, xvYCC, HSC, NCS 등 컬러 스페이스;
ㆍ등등에 의해 규정되는 분분을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 참조표들이 제공되고, 이미지 영역에 대응하는 색도가 크로마 부분 내에 있는지를 결정하는 것은 하나 이상의 색도 좌표들을 사용하는 참조표들로부터의 값을 찾는 것을 포함한다.
블록(56)이, 이미지 영역에 대한 색도가 크로마 부분 내에 있다고 결정하면, 블록(58)에서, 구동 값은 영역에 대응하는 하나 이상의 광대역 광 방출기들(23)에 대해 결정된다. 블록(56)이, 색도가 크로마 부분의 외부에 있다고 결정하면, 블록(59)에서, 구동 값들은 영역에 대응하는 복수의 협대역 광 방출기들(21)에 대해 결정된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 몇몇 크로마 값들을 갖는 영역들에 대한 다른 실시예들에서, 구동 값들은 협대역 광 방출기들(21) 및 광대역 광 방출기들(23) 둘 모두에 대해 결정된다.
블록(58 및/또는 59)에서 결정된 구동 값들에 기초하여, 블록(60)은 패널(25)에서 광 필드를 추정한다. 개별 광 필드들은 블록들(60A 내지 60C)에 의해 나타내지는 바와 같이 패널(25)에서 서브-픽셀의 각 컬러에 대응하는 스펙트럼 범위들에 대해 추정된다. 패널(25)이 3 이상의 타입들의 서브-픽셀(예컨대, 패널(25)은 RGBW 패널 또는 RGBY 패널임)을 가지며, 보다 많은 광 필드들이 블록(60)에서 추정될 수 있다. 추정된 광 필드들은 패널(25)의 서브-픽셀들의 위치들에서 휘도 값들을 명시하는 맵들(maps)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 광 필드를 추정하는 것은, 광 필드에 대응하는 협대역 광 방출기들 중 하나의 타입으로부터 그리고 광대역 광 방출기들로부터 광 필드에 대한 기여들(contributions)을 추정하는 것을 포함한다.
광 필드는 공간 광 변조기(14) 상의 복수의 위치들에 대해 개별적으로 기여하는 광 방출기들로부터 광을 결정 및 합산함으로써 추정될 수 있다. 공간 광 방출기(14) 상의 상이한 영역들에 대해 개별 광 방출기에 의해 행해지는 기여는, 광 방출기가 구동되는 구동 값, 광 출력과 구동 값 사이의 미리 결정된 관계, 및 광 방출기로부터의 광이 공간 광 변조기(14)를 통해 어떻게 분포되는지를 나타내는 포인트-확산(point-spread) 또는 다른 유사한 펑션에 기초하여 추정될 수 있다. 단지 예로써, 광 필드는 WO 2006/010244호로 발행되고, 참조문헌으로써 여기에 포함되어 있는 발명의 명칭이 이중 변조기 디스플레이들 상의 빠른 이미지 렌더링(RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS)인 PCT 출원 PCT/CA2005/000807호에 개시된 방식으로 추정될 수 있다.
블록(62)에서, 구동 신호들은 패널(25)에서 서브-픽셀들 각각에 대해 결정된다. 구동 신호들은 예컨대, 서브-픽셀의 위치에서 서브-픽셀의 타입(예컨대, 적색, 청색 또는 녹색)에 대응하는 광 필드의 값으로써 서브-픽셀(요구된 휘도가 디스플레이될 이미지를 정의하는 이미지 데이터로부터 결정됨)에 대한 요구된 휘도를 분할함으로써 결정될 수 있다.
블록(65)에서, 블록(62)에서 결정된 구동 신호들은 패널(25)의 서브-픽셀들에 인가되고, 블록들(58 및/또는 59)에서 결정된 구동 신호들은 광원(20)을 구동시키도록 인가된다. 이것은, 뷰어에게 디스플레이되는 요구된 이미지를 야기한다. 이미지의 부분들은 높게 포화된 적색들, 청색들, 또는 녹색들(그러한 부분들에서, 광대역 광원(들)은 비교적 작은 광에 기여함)을 가질 수 있다. 이미지의 다른 부분들은 상당한 양의 광대역 광을 포함할 수 있다.
블록들(58 및 59)은:
ㆍ패널(25)의 조명이 샤프하게 변하는 라인들;
ㆍ패널(25)의 개별 영역들의 조명의 갑작스런 시간적인 변경들;
ㆍ요구된 레벨로 광을 완화시키기 위해 영역들에서 서브-픽셀들에 대해 매우 밝은 패널(25)의 영역들의 조명;
ㆍ등등과 같은, 팩터들로부터 얻어지는 가시적인 아티펙트들을 회피하기 위해 공간 및/또는 시간적 필터들을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
필터들은 몇몇 실시예들에서 적절한 디지털 필터들을 포함한다.
방법(50)에서, 패널(25)의 각각의 영역은 기본적으로 협대역 광 방출기들로부터의 광에 의해 또는 광대역 광 방출기들로부터의 광에 의해 조명된다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 광 방출기들로부터의 광은 협대역 광 방출기들로부터의 광과 혼합되고, 광대역 및 협대역 광 방출기들로부터의 광의 밸런스(balance)는 적어도 부분적으로: 요구된 컬러; 또는 디스플레이되는 이미지의 대응하는 영역에 대한 요구된 세기 및 요구된 컬러에 기초하여 결정된다.
몇몇 실시예들에서, 그러한 혼합은, 이미지의 영역에 대한 색도가 제 1 크로마 부분(예컨대 도 6의 크로마 부분(35))의 외부 및 또 다른 크로마 부분(예컨대, 도 6의 크로마 부분(35A))의 내부에 있을 때 수행된다. 도 6은 상이한 모양을 갖는 것으로서 크로마 부분들(35 및 35A)을 도시하지만, 이것은 강제적인 것은 아니다. 몇몇 실시예들에서, 그러한 혼합은 모든 컬러들에 대해 수행된다.
예시적인 실시예에서, C1은 제 1 크로마 부분이고, C2는 제 2 크로마 부분이고, C1 ⊂ C2이다. 영역에 대해 대표적인 색도(예컨대 블록(54)에서 결정되는 것으로서)는 C로써 주어지고:
만약, c ∈ C1이면, 대응하는 광대역 광원들에 대해서만 구동 신호들을 생성하고;
만약, c ∈ C2 및 c
Figure 112011064471299-pct00001
C1이면, 대응한 광대역 광원들 및 대응하는 협대역 광원들 둘 모두에 대한 구동 신호들을 생성하고;
만약, c
Figure 112011064471299-pct00002
C2이면, 대응하는 협대역 광원들에 대해서만 구동 신호들을 생성한다.
몇몇 실시예들에서, C1의 영역은 적어도 C2 영역의 1/2이다.
혼합은, 그것이 인식적으로(perceptually) 스무드(smooth)하게, 비선형으로 수행될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 광과 협대역 광의 상대적인 양은 주어진 색도에 대해, 적어도 부분적으로, 맥아담 타원(MacAdam ellipse)(또는 색도가 CIE x y 값들 외의 좌표들 상에 규정되는 등가물)의 사이즈에 기초하여 결정된다. 맥아담 타원이 보다 큰(HVS가 색도의 변경들에 대해 거의 민감하지 않음을 의미함) 색도들에 대해, 맥아담 타원이 보다 작은(HVS가 색도의 변경들에 대해 보다 민감함을 의미함) 색도들에 대해서보다, 더 많은 광대역 광이 제공될 수 있다. 휘도 및 색도가 공간 광 변조기(14)의 서브-픽셀들에 대한 값들을 적절히 설정함으로써 픽셀-픽셀(pixel-by-pixel) 기반에 대해 수정될 수 있으므로, 혼합이 정확할 것을 강제하지 않는다. 제 1 오더(order)에 대해, 맥아담 타원들의 사이즈에 비례하는 펑션은 디스플레이될 이미지의 특정 영역에 대응하는 공간 광 변조기(14)의 영역에서 혼합하도록 광대역 및 협대역 광의 상대적인 양을 결정하는데 적용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 문제의 영역의 대표적인 색도에 대해 색영역(34) 내의 기준 포인트로부터의 거리에 기초하여 결정된다. 기준 포인트는 편리하게 무색 포인트(31)에 대응할 수 있다. 광대역 광의 비례(proportion)는 기준 포인트로부터의 거리에 대해 단조롭게 드롭 오프(drop off)하는 기준 포인트로부터의 거리의 펑션일 수 있고, 또는 기준 포인트로부터의 제 1 거리까지 고정되어 남아 있고(몇몇 실시예들에서, 100%로 고정됨), 기준 포인트로부터의 증가하는 거리에 대해 단조롭게 드롭 오프한다.
몇몇 실시예들에서, 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 또한, 영역(예컨대, 상술한 바와 같은, 대표적인 휘도)의 휘도(또는 밝기)에 기초한다. 임계치 밝기(임계치는 색도의 펑션일 수 있음) 위의, 특정 영역에 대한 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 증가될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 각각의 기본 컬러(예컨대, 협대역 발광 소자들의 각각의 세트들에 대해)에 대한 포화 인덱스(saturation index)에 기초한다. 각각의 기본 컬러에 대해, 포화 인덱스는 필수적으로, 기본 컬러의 광이 영역에 대해 색도에 얼마나 가깝게 매칭하는지에 대한 측정치이다. 하나의 기본 컬러에 대한 포화 인덱스가 비교적 높으면(예컨대, 임계치 위), 영역에 대해 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 작게 되거나 없어질 수 있다. 기본 컬러들 모두에 대한 포화 인덱스가 비교적 낮으면(예컨대, 임계치 아래 또는 상이한 컬러들에 대한 대응하는 임계치들 아래), 영역에 대해 협대역 광과 혼합될 광대역 광의 양은 크게 될 수 있다(100%까지).
예로써, 도 8은 4개의 기본 컬러들(Y1 내지 Y4)로써 정의되는 몇몇 2차원 컬러 공간에서 컬러 색영역(70)을 도시한다. 색도들(Z1 내지 Z3)은 색영역(70) 내에서 마크(mark)된다. 기본 컬러(Y1)에 대해, Z1은 높은 포화 인덱스(기본들(Y1 내지 Y4)을 사용하여 Z1을 만들기 위해, 많은 Y1을 사용하고, 조합된 다른 기본들 색영역 중 매우 많은 것은 아님)을 갖는다. 한편, Z2 및 Z3은 기본 컬러(Y1)에 대해 매우 낮은 포화 인덱스들을 갖는다. Z3은 키본 컬러(Y4)에 가깝고, 그러므로, 기본 컬러(Y4)에 대해 비교적 높은 포화 인덱스를 갖는다. Z2는 기본들(Y1 내지 Y4)의 색영역에 대해 비교적 낮은 포화 인덱스를 갖는다.
도 9는 복수의 타입들의 협대역 광 방출기들 각각 및 광대역 광 방출기로부터 영역에 대해 요구된 양의 광을 결정하기 위한 예시적인 방법(76)을 도시한다. 블록(78)에서, 방법(76)은 영역에 대한 색도 및 밝기 정보를 얻는다. 블록(79)에서, 포화 인덱스는 복수의 타입들의 협대역 광 방출기들 각각에 대응하는 기본 컬러들에 대해 결정된다. 블록(80)에서, 포화 인덱스들은 제 1 임계치에 비교된다. 포화 인덱스들 모두가 제 1 임계치 아래에 있으면, 블록(81)에서, 값은 광대역 광 방출기들에 대해 설정된다. 블록(81)은, 스펙트럼 범위 내의 광이 디스플레이될 이미지를 복제하는데 얼마나 많이 요구되는지를 공간 광 변조기(14)의 서브-픽셀들의 각 컬러에 대응하는 스펙트럼 범위들에 대해 개별적으로 결정하는 것을 포함한다. 요구된 양의 광은: 이미지 데이터에 의해 명시되는 관찰된 세기들을 고려함으로써; 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 요구된 양을 제공하는 광대역 광이 얼마나 센지를 결정하기 위해 광대역 광의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용함으로써 결정될 수 있다.
그렇지 않으면, 방법(76)은 포화 인덱스들을 제 1 임계치보다 큰 제 2 임계치에 비교하는 블록(82)으로 진행한다. 포화 인덱스들 중 하나가 제 2 임계 값 위에 있으면, 방법(76)은 각각의 타입의 협대역 방출기에 대한 값들을 결정하는 블록들(83A 내지 83C)을 포함하는 블록(83)으로 진행한다.
그렇지 않으면, 방법(76)은 적용하기 위해 광대역 광의 양을 결정하는 블록(84)으로 진행한다. 이것은 다음의 것들을 포함하는 다양한 방식들로 행해질 수 있다:
ㆍ블록(81)에 대해 위에서 설명된 방식으로 진행하고, 팩터에 의해 광대역 광의 양을 감소시키는 것. 팩터는 포화 인덱스들 중 하나 이상에 기초할 수 있다. 팩터는 예컨대, 포화 인덱스들 중 가장 높은 것 하나 이상; 포화 인덱스들의 평균; 등등에 기초할 수 있다;
ㆍ블록(81)에 대해 위에서 설명된 바와 같이 진행하지만, 가장 높은 포화 인덱스를 갖는 기본 컬러에 대한 광을 고려하지 않고; 또는 대안으로, 가장 높은 포화 인덱스들을 갖는 복수의 기본 컬러들에 대한 광을 고려하지 않고; 또는 대안으로, 가장 낮은 포화 인덱스들을 갖는 기본 컬러들에 대한 광만을 고려하고, 선택적으로는, 팩터에 의한 광대역 광의 양을 감소시키는 것. 팩터는 포화 인덱스들 중 하나 이상에 기초할 수 있다.
ㆍ광대역 광의 미리 결정된 양을 적용시키는 것;
ㆍ등등.
블록들(85A 내지 85C)을 포함하는 블록(85)은 각각의 타입의 협대역 방출기에 대해 부가될 광의 양을 결정한다. 블록(85)은 예컨대, 광대역 광을 참조함이 없이 각각의 타입의 협대역 방출기에 대한 값들을 결정하고, 결정된 값들의 각각으로부터, 블록(84)에서 결정되는 광대역 광 출력에 의해 기여되는 대응하는 파장 범위에서 광의 양을 감산하는 것을 포함할 수 있다.
방법(76)은 공간 광 변조기(14)를 포괄하는 복수의 영역들 각각에 대해 적용될 수 있다. 각각의 타입의 협대역 광 방출기 및 광대역 광 방출기들의 개별 광 방출기들에 대한 구동 값들은 방법(76)의 결과들로부터 결정될 수 있다. 이들 결정들은 이미지 콘텐트의 변경들에 대응하지 않은 위치들 또는 시간들에서 공간 또는 시간적으로 갑작스럽게 변하는 공간 광 변조기(14) 상에서 조명 레벨들을 야기하는 현저한 아티펙트들을 회피하기 위해, 위에서 설명된 바와 같이, 공간 및/또는 시간적인 필터들을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
광대역 광 방출기가 협대역 광 방출기들과 동일한 세기 해상도로 제어가능한 것임을 강제하지 않는다. 예컨대, 제어는 광 방출의 개별 레벨들에 대응하는 하나 이상의 개별 값들을 선택함으로써 실행되고, 몇몇 실시예들에서, 광대역 광 방출기들은 협대역 광 방출기들보다 적은 수의 개별 스텝들에서 제어가능하다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 영역에 대한 광대역 광 방출기들은 온 또는 오프되도록 제어가능하다.
광대역 광 방출기들이 협대역 광 방출기들과 동일한 공간 해상도로 제어가능한 것임을 강제하지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 광 방출기들은 협대역 광 방출기들보다 상당히 작은 공간 해상도로 제어가능하다. 극단적인 예에서, 광대역 광원은 공간 광 변조기(14)의 전체 영역을 조명하고, 공간 광 변조기(14)의 상이한 영역들에 전달되는 광대역 광의 양은 독립적으로 제어가능하지 않다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 광원은 이미지 데이터에 응답하여 변하지 않는 적당한 레벨에서 공간 광 변조기의 전체 영역을 조명한다. 그러한 실시예들은 선택적으로, 이미지 데이터에 응답하여 (공간적으로 및/또는 시간적으로) 제어되는 하나 이상의 다른 광대역 광원들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에 따르는 방법들에서, 구동 신호들은 2차원 공간 광 변조기를 조명하도록 배치되는 협대역 광 방출기들의 복수의 타입들 및 광 방출기들의 적어도 하나의 타입에 대해 생성된다. 공간 광 변조기는 몇몇 실시예들에서 LCD 패널과 같은, 전송 패널을 포함한다. 각 타입의 광 방출기들은 개별적으로 제어가능한 광 방출기들을 포함한다. 공간 광 변조기의 영역들은 개별적으로 제어가능한 광 방출기들 중 상이한 광 방출기들에 의해 상이한 정도로 조명된다. 각 타입의 개별적으로 제어가능한 광 방출기들 중 상이한 이웃하는 광 방출기들에 의해 방출되는 광은 중첩한다. 각각의 개별적으로 제어가능한 광 방출기는 광을 방출하는 하나 이상의 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 개별적으로 제어가능한 광 방출기들은 LED들 또는 LED들의 그룹들을 포함한다.
도 11은 다음 단계들을 포함하는 개별적으로 제어가능한 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정하는 예시적인 방법(100)을 도시한다.
ㆍ공간 광 변조기의 영역에 대해, 영역 내의 픽셀들에 대한 컬러 값들을 결정하는 것(블록 102). 컬러 값들은 상이한 타입들의 협대역 광 방출기들에 대응하는 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 값들은 RGB 값들을 포함할 수 있다.
ㆍ협대역 광 방출기들에 대한 구동값들의 초기 세트가 컬러 값들로부터 결정될 수 있다(블록 104). 초기 세트는 영역 내의 각각의 협대역 방출기에 대한 최대 값들(예컨대, R, G, B 각각) 또는 영역 내의 서브-영역들을 통해 통합되는 각각의 협대역 방출기에 대한 최대 값들에 기초하여 확립될 수 있다. 영역은 영역 내의 기본 컬러의 최대 양을 디스플레이하기 위해 각각의 기본 컬러의 광에 의해 충분히 밝게 조명되어야 한다.
ㆍ협대역 광 방출기들로부터의 광이 공간 광 변조기의 영역 내의 모든 픽셀들 상에 떨어지므로, 몇몇 컬러들은 공간 광 변조기를 통해 누설(leak)하는 다른 협대역 광 방출기들의 광에 의해 어느 정도까지 탈포화(desaturate)될 수 있다. LCD 패널 상의 영역이 순수 적색, 순수 청색, 순수 녹색의 3개의 인접하는 스트라이프들(stripes)을 각각 디스플레이해야 하는 경우를 고려하자. 영역은, 적색, 녹색 및 청색 스트라이프들로 하여금 요구된 밝기를 각각 갖도록 충분한 세기의 협대역 적색, 녹색 및 청색 광원들에 의해 조명될 수 있다. 순수 적색 스트라이프에 의해 점유되는 영역 부분에서, 청색 및 녹색 광의 일부는 공간 광 변조기를 빠르게 누설한다. 누설 양은 공간 광 변조기에서 필터의 통과 대역들에 그리고 공간 광 변조기의 다른 특징들에 의존한다. 누설 광은 컬러들의 약간의 탈포화를 야기한다. 탈포화의 양은: 픽셀의 위치에서 협대역 광 방출기 타입들 각각에 의한 공간 광 변조기의 조명의 밝기; 공간 광 변조기의 필터 특징들; 공간 광 변조기의 전송 특징들 등을 포함할 수 있는 팩터들에 기초하여 추정될 수 있다. 유사한 추정들이 다른 스트라이프들에 대해 수행될 수 있다. 일반적으로, 어느 하나의 픽셀을 조명하는 협대역 광 방출기들로부터의 광에 대응하는 컬러가 그 픽셀에 대해 명시된 컬러와 상이할 수 있다는 사실로부터 발생하는 탈포화의 양은 픽셀-픽셀 기초로 결정될 수 있다(블록 106).
ㆍ영역에서 픽셀들에 대해 추정된 탈포화는 임계치에 비교될 수 있다(블록 108). 임계치는 픽셀들에 대해 명시된 컬러들의 포화의 정도의 펑션에 기초할 수 있다. 픽셀 또는 픽셀들의 이웃에 대해 명시된 컬러가 일부 기본 컬러에 대해 높게 포화되면, 임계치는 적은 양의 탈포화에 대응할 수 있다. 픽셀 또는 픽셀들의 이웃에 대해 명시된 컬러가 임의의 기본 컬러에 대해 매우 포화되지 않으면, 임계치는 큰 정도의 탈포화를 허용할 수 있다.
ㆍ영역에 대해 부가될 광대역 광의 양은 적어도 부분적으로 임계치에 대한 탈포화의 비교에 기초하여 결정될 수 있다(블록 110). 광대역 광이 영역에 대해 부가되거나, 부가되지 않으면, 이 결정은 영역에 걸치는 픽셀들에 대한 비교를 고려한다. 몇몇 실시예들에서, 이것은, 영역에서 모든 픽셀들 및 영역에서 선택된 픽셀들에 대한 나머지들에 대해 행해진다. 몇몇 실시예들에서, 임계치에 대한 탈포화의 비교를 나타내는 맵은 영역 내에서 영역들을 통해 공간적으로 저역통과 필터링되거나 평균화되고, 임계치를 넘는 영역의 임의의 상당한 부분의 탈포화를 증가시킴 없이, 부가될 수 있는 광대역 광의 양이 결정된다.
ㆍ영역에 대한 각각의 타입의 협대역 광 방출기로부터의 광 양은 광대역 광의 공지된 스펙트럼 및 영역에 대한 광대역 광의 양에 기초하여 재계산된다(블록 112). 몇몇 실시예들에서, 공간 광 변조기의 각 픽셀은 대응하는 컬러 대역들에서 광을 통과시키는 복수의 서브-픽셀들을 가지며, 공간 광 변조기의 각 서브-픽셀에 대해, 협대역 및 광대역 광원들이 그것들의 대응하는 구동 값들에서 구동될 때, 대응하는 컬러 대역에서 서브-픽셀 상에 입사되는 광의 양은, 광이 서브-픽셀의 조정의 범위 내에서의 양만큼 서브-픽셀의 전송성(transmissivity)을 감소시킴으로써 요구된 양으로 변조될 수 있도록, 이미지 데이터로부텨 결정된다.
관찰자 조건 등색 실패들(observer metameric failures)에 대한 잠재력을 최소화하기 위해, 제어가능한 광대역 및 협대역 광원들에서, 기본적으로 광대역 광원들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 방법들은 필요한 곳에 협대역 광원들을 사용하고, 요구된 광을 생성하기 위해, 광대역 광원들을 제어하는 쪽으로 바이어스(bias)될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 요구된 컬러가 광대역 광원들로 LCD 컬러 픽셀들을 백라이트함으로써 생성될 수 있고, 이것은, 요구된 컬러가 협대역 광원들의 혼합으로부터의 광으로 LCD 컬러 픽셀들을 백라이트함으로써 매칭될지라도 행해진다. 이것은 관찰자 조건 등색 실패들에 대한 잠재력을 감소시킨다. 요구된 컬러가 매우 포화된 컬러이면, 하나 이상의 상이한 타입들의 협대역 광원들에 의한 백라이팅은 불쾌하지 않고, 심지어는 필수적일 수 있다. 그러한 경우들에서, 많은 또는 아마도 단지, 협대역 광원들은 LCD 컬러 픽셀들을 백라이트하는데 사용될 수 있다.
도 12는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 방법(120)을 도시한다. 방법(120)에서, 구동 값들은 광대역 광원들에 대해 초기에 확립된다. 협대역 광원들에 대한 구동 값들은, 하나 이상의 협대역 광원들에 의한 조명이 요구된 이미지 특징들을 달성하도록 요구되는 곳에서 생성된다. (만약 있다면) 어느 협대역 광원들을 사용하지 결정하는데 있어, 방법(120)은 광대역 광원들만에 의해 달성가능한 것 이상의 컬러 포화의 국부적인 증가를 필요로 하는 픽셀들을 위치시킨다.
예시적인 방법(120)은 적색, 녹색, 및 청색 협대역 광원들, 및 LCD 패널을 조명하는 백색 광대역 광원들을 제어한다. 예에서, 광원들은 LED들을 포함할 수 있다. 블록(122)은 백색 LED들에 대한 초기 구동 값들을 결정한다. 광 값들은, LCD의 각 픽셀이 적어도 요구된 휘도(광대역 광원들로부터 이용가능한 최대 휘도까지)의 광에 의해 조명되도록 선택된다. 블록(122)은 초기 광대역 구동 값들(123)을 산출한다.
블록(124)은 초기 광대역 구동 값들(123)에 기초하여 임의의 색영역 밖 픽셀들(any out-of-gamut pixels)(즉, 얻어진 광대역 광이 픽셀에 대해 명시된 컬러를 정확하게 나타내기에 충분하지 않은 픽셀들)을 식별하는 맵들(125)을 생성한다. 맵들(125) 상의 임의의 색영역 밖 픽셀들은, 하나 이상의 협대역 LED들에 의한 백라이팅이 그 위치에서 필연적인 휘도 및 포화를 제공하도록 요구되는 영역들에 대응한다. 맵들(125)은 다양한 방식들로 생성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 맵들(125)은 블록(124A)에서 광 필드 시뮬레이션(light field simulation: LFS)(126)을 수행함으로써 얻어진다. LFS(126)는 LCD 패널의 픽셀들에서 블록(122)로부터 구동 신호들에 의해 명시되는 바와 같이 광대역 광의 분포를 나타낸다. 이어서, 블록(124B)은 이미지 데이터에 의해 명시되는 조명을 얻는데 요구되는 LCD 서브픽셀들에 대한 제어 값들(127)을 결정한다. 몇몇 실시예들에서, 이미지 데이터는 또 다른 컬러 공간 또는 컬러 인식 공간(color perception space)에서 컬러 값들에 의해 또는 요구된 CIE XYZ 삼자극치 값들(tristimulus values)에 의해 나타내진다. 매트릭스 변환(matrix inversion)이 대응하는 LCD 서브픽셀 값들을 결정하는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 네거티브 LCD 서브픽셀 값들은, 광대역 광 방출기들로부터의 광이 충분한 포화를 달성할 수 없고, 최대 허용된 값(예컨대, LCD 서브픽셀들이 8 비트 구동 해상도를 갖는 255)보다 큰 LCD 서브픽셀 값들이 광대역 광 방출로부터 불충분한 휘도를 갖는 픽셀 위치를 나타내는, 픽셀 위치를 나타낸다.
블록(128)은, 광대역 광원들에 의해 제공된 광이 모든 픽셀들(각 픽셀 위치에서 충분한 휘도 및 포화)에 대해 명시된 컬러들을 정확히 나타내는데 충분한지를 결정하기 위해 맵(125)을 체크(check)한다. 맵들(125)이 색영역 밖 픽셀들을 갖지 않고, 협대역 광원들이 스위치 오프되어 남아 있을 수 있다. 이 경우에, 블록(142)에서, 초기 광대역 구동 값들(123)은 광대역 광원들을 구동시키도록 사용될 수 있고, 서브픽셀 구동 값들(123)은 (맵들(123)의 분석은, 모든 요구된 컬러들이 광대역 백라이트에 의해 생성될 수 있음을 보여주므로)광대역 광원들을 구동시키는데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 고립된 색영역 밖 픽셀들 또는 색영역 밖 픽셀들의 작은 그룹들은 맵들(125)을 분석할 시에 무시된다. 이것은, 예컨대, 색영역 밖 픽셀들의 위치들을 식별하는 마스크를 생성하고, 스무드하는 필터(smoothing filter)를 마스크에 적용함으로써 달성될 수 있다.
블록(128)이 협대역 백라이팅이 요구된다고 결정하면, 블록(130)이 실행된다. 블록(130)은 협대역 광원들에 대한 구동 값들을 결정한다. 협대역 구동 값들은 서브픽셀 제어 값들 및 맵들(125)에서 색영역 밖 픽셀들의 픽셀 위치들에 기초하여 결정될 수 있다.
블록(130)은 한 가지 이상의 타입들의 협대역 광원들에 대한 구동 값들을 설정한다. 맵들(125)이 모든 픽셀들에서 요구된 휘도가 협대역 광원들을 소개함이 없이 달성될 수 있지만, 임의의 픽셀들에서 보다 높은 포화가 요구됨을 나타내는 이미지 영역들에 대해, 블록(130)은 영역에서 픽셀들에 대한 요구된 포화 레벨들을 달성하는데 요구되는 타입들의 영역에 대응하는 협대역 광원들을 스위치 온할 수 있다. 특정한 협대역 광원들에 대한 구동 값들은, 어떤 포화된 컬러들이 소개될 필요가 있는지에 기초하여, 그리고 이들 포화된 기본들(primaries)이 요구되는 곳에 기초하여, 결정될 수 있다.
맵들(125)이 증가된 휘도가 적어도 몇몇 픽셀들에 대해 요구됨을 나타내고, 블록(130)은 (반드시 타입들 모두는 아닌) 미리 결정된 그룹의 타입들의 영역에 대응하는 협대역 광원들을 스위치 온할 수 있다.
블록(130)에서 적용될 수 있는 한 가지 방법은 협대역 광원들의 어레이의 공간 해상도에 대해 맵들(125)의 해상도를 감소시키고, 값들의 후속 어레이에 의해 협대역 광원들을 구동하는 것이다. 맵들(125)의 해상도는 예컨대, 다운샘플링(downsampling)에 의해 감소될 수 있다. 이것을 용이하게 하기 위해, 협대역 광원들의 해상도는 맵들(125)의 해상도보다 작은 치수의 2의 팩터가 되도록 선택될 수 있다. 블록(130)은 협대역 구동 값들을 산출한다.
블록(134)에서, 광대역 요소들에 대한 구동 값들은 블록(130)에 응답하여 부가될 협대역 광을 고려하기 위해 재조정된다. 블록(134)은 재조정된 광대역 구동 값들(135)을 생성한다.
블록(136)에서, 광 필드 시뮬레이션은 재조정된 광대역 구동 값들(135)과 협대역 구동 값들(131)의 조합에 대해 재계산된다. 블록(136)은 업데이트된 LFS(137)를 생성한다. 광 필드 시뮬레이션을 수행하는 것이 계산적으로 비쌀 수 있으므로, 플래시 LFS를 계산하기 보다는 LFS(126)를 조정함으로써 블록(136)을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은, 광 기여들이 첨가물(additive)이라는 사실에 의해 용이해진다.
업데이트된 LFS(137)는 협대역 광원들에 의해 행해진 기여를 LFS(126)에 부가함으로써 얻어질 수 있다. 광대역 광원들 중 어느 것의 세기들이 블록(134)에서 수정되면, 흐릿한 광원들에 의한 기여의 감소가, 협대역 광원들로부터의 기여를 부가하기 전에, 그것 후에 또는 그것과 함께, LFS(126)로부터 계산 및 감산될 수 있다.
블록(140)에서, 타깃 이미지를 달성하는데 요구되는 LCD 서브픽셀 값들은 이미지 데이터 및 업데이트된 LFS(137)에 기초하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, LFS(137)는 삼자극치 값들(XYZ)로 표현된다. 블록(140)은 예컨대, LFS(137)에 기초하여 매트릭스 변환 동작을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 블록(142)에서, 계산된 협대역 구동 값들(131), 광대역 구동 값들(135) 및 서브픽셀 제어 값들(140)은 요구된 이미지를 생성하기 위해 그것들 각각의 성분들에 적용된다.
일반적으로, LCD 패널을 조명하는 광의 컬러는 특별히, 협대역 광원들로부터의 광의 부가로, 패널의 영역에 대해 변할 수 있다. "완전한" 결과들을 얻기 위해, 각각의 픽셀 위치에 대응하는 고유한 매트릭스 변환을 수행한다. 하지만, 백라이트 컬러가 디스플레이 영역의 범위에 대해 충분히 변하지 않으면, 또는 백라이트 컬러가 휘도 편차(luminance variation) 외에 일정한 것으로 결정되면, 계산 효율성이 향상될 수 있다.
LCD 서브픽셀 값들이 결정되는 효율성을 개선하기 위해, 색영역 밖 픽셀 맵들(125)은, 광대역 광원들이 사용되고, 협대역 광원들이 부가되고 광대역 백라이트와 혼합되는 이미지 영역들을 식별하는데 사용될 수 있다. 효과적으로, 맵들(125)은, 많은 국부적인 계산이 컬러 정확성을 필요로 하는 백라이트 컬러 편차들을 위치시키는데 사용될 수 있다. 광대역 광원들만이 사용되는 영역들에 대해, 컬러는 거의 일정하지만, 휘도는 변할 수 있다. 단일 매트릭스 변환만이 영역에서 모든 픽셀들에 대해 필요하므로, 그러한 영역에서의 LCD 픽셀 값들을 결정하는데 요구되는 매트릭스 변환 프로세스가 빠르게 행해질 수 있다. 그러한 영역 내의 픽셀들은 LFS에 의해 추정되는 바와 같이 달성되는 휘도로써 요구된 휘도를 분할하는 전형적인 프로세스에 의해 업데이트되는 것을 필요로 할 수 있다. 협대역 광원들이 부가되고, 광대역 광원들의 일부가 감소되는 영역 내에서조차, 픽셀당 기초로(per-pixel basis)보다 작은 매트릭스 변환들이 수용가능한 서브픽셀 값들을 빠르게 얻기 위해 사용될 수 있다. 색영역 밖 픽셀 맵들에서 식별될 수 있는 것과 같이, 협대역 광원들이 부가되고, 광대역 백라이트의 범위들 간의 전환들(transitions)에서, 매트릭스 변환들은 국부적으로 정확히 결정되거나, 큰 영역들의 일정한 매트릭스 역들(matrix inverses)을 평균화함으로써 근사(approximate)될 수 있다.
특정 예:
방법(120)의 어플리케이션의 예로서, 픽셀 밖 맵들(125)이, 모든 픽셀들이 포화된 적색 결핍임 보여주는 경우(이것은, 예컨대, 광대역 광원들이 노란색-포스포-개조된 흰색 LED들(yellow-phosphor-converted white LEDs)을 포함하는 경우임)를 고려하자. 이 결핍에 대해 보상하기 위해, 협대역 전색 광원들이 턴온되는 세기 및 위치들은 색영역 밖 픽셀 맵들(125)에서의 값들의 공간 분포 및 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 협대역 적색 광원들이 턴온되어야 하는 세기 및 위치들은 색영역 밖 픽셀 맵들(125)에서 값들의 공간 분포 및 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 협대역 적색 광원들에 대한 구동 값들은 예컨대, 색영역 밖 픽셀 맵들(125)의 적색 성분을 다운샘플링함으로써 얻어질 수 있다. 적색 광원들이 또한, 휘도에 기여하므로, 광대역 백라이트의 세기는 요구된 휘도를 유지하기 위해 다소 감소될 수 있다. 적색 LED들에 의한 부가적인 LFS 기여는 미리 계산된 LFS에 부가될 수 있다. 흐릿한 흰색 LED들(보다 일반적으로, 광대역 광원들)에 의한 임의의 감소된 LFS 기여는 앞에서 결정된 LFS로부터 감산될 수 있다. 색영역 밖 픽셀 맵들(125)은, 컬러 편차들이 LCD 패널을 조명하는 광에서 기대될 수 있는(그리고, 그러므로, 변환 매트릭스들의 국부적인 연산을 수행하는 것이 바람직할 수 있는) 위치들을 식별하도록 적용될 수 있다.
몇몇 경우들에서, 광대역 광원들만을 사용하여 달성가능한 본래의 색영역은 요구된 것보다 작다. 몇몇 실시예들에서, 광대역 광원들을 위한 구동 신호들에 비례하는 구동 신호들은 협대역 광원들의 일부 또는 모두에 자동으로 제공된다. 이것은 본래의 색영역을 확대한다. 협대역 광원들이 광대역 광원들로부터 독립적으로 구동될 수 있으므로, 순수 포화된 컬러들은, 필요할 때 달성될 수 있다. 대안의 구성을 갖는 디스플레이를 제어하는 알고리즘은, 예컨대 광대역 광원들에 대한 구동 신호들이 또한 몇몇 비례적인 색영역에 의해 대응하는 협대역 광원들을 턴 온하는 것을 제외하고, 예시된 알고리즘과 유사한다. 그 비례(proportion)는 고정되거나 조정가능한 파라미터에 의해 명시될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 파라미터는 이미지 데이터의 분석에 응답하여 자동으로 설정된다. 광대역 광원들의 본래 색영역 외부에 많은 픽셀들을 갖는 이미지들에 대해, 파라미터는 증가될 수 있다. 협대역 광원들 중에서 양들(amounts)의 비는 바람직하게는 광대역 광원들의 본래 흰색 포인트를 매칭하도록 설정되거나, 요구된 포인트로 흰색 포인트를 바이어스하도록 선택된다.
상술한 바와 같은 방법들은 상기 방법들을 수행하도록 구성된 적절한 하드웨어를 제공함으로써 실시간으로 구현될 수 있다. 하드웨어는 임의의 적절한 타입의 하나 이상의 프로그램된 데이터 프로세서들, 적절한 논리회로들(구성가능하거나, 고정배선되거나, 그것의 조합) 등을 포함할 수 있다. 상기 방법을 수행하도록 구성된 하드웨어는 텔레비전, 컴퓨터 디스플레이 등을 위한 이미지 프로세싱 성분에 포함될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이부(90)를 도시한다. 본 실시예에서, 광대역 발광 소자들은 협대역 발광 소자들로부터 상이한 패널 상에 있다. 디스플레이(90)는 개별적으로 제어가능한 광대역 광 방출기들(92A)의 어레이를 포함하는 백라이트(92)를 포함한다. 광대역 광 방출기들(92A)은 예컨대, 개별 LED들 또는 LED들의 그룹들을 포함할 수 있다. 백라이트(92)로부터의 광은 광학 전송 경로(94)로써 디스플레이 패널(93)의 표면으로 전파한다.
패널(93)은 픽셀들(97A)을 포함하는 공간 광 변조기 레이어(spatial light modulator layer)(97) 및 광 방출기 레이어(95)를 포함한다. 광 방출기 레이어(95)는 픽셀들(97A)에 상이한 기본 컬러들(예컨대, 적색, 녹색, 청색)의 광을 방출하는 협대역 광 방출기들(95A, 95B, 95C)의 그룹들을 포함한다. 픽셀(97A)로부터 나오는 광은 백라이트(92)로부터의 광과, 픽셀(97A)을 조명하는 광 방출기들(95A, 95B, 95C)의 광들의 혼합이다. 뷰어로 보내지는 광의 양은 픽셀(97A)의 광학 전송성을 제어함으로써, 그리고/또는 셔터(shutter)로서 픽셀(97A)을 사용하고, 픽셀(97A)이 임의의 사이클에서 오픈(open)되어 있는 시간의 양을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 픽셀(97A)은 복수의 서브-픽셀들을 포함하고, 서브-픽셀들은 서브-픽셀들의 광학 전송성들을 제어함으로써 그리고/또는 셔터들로서 서브-픽셀들을 사용하고, 각각의 서브-픽셀들이 임의의 사이클에서 오픈되어 있는 시간의 양을 변환시킴으로써 전송되는 광의 양을 제어하도록 동작가능하다.
제어 시스템(98)은 이미지 데이터를 수신하고, 백라이트(92)의 발광 소자들을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호들(99A), 패널(93)의 발광 소자들을 제어하기 위한 컬러 방출기 제어 신호들(99B), 및 패널(93)의 픽셀들을 제어하기 위한 SLM 제어 신호들(99C)을 생성한다.
몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 부가적인 팩터들은 디스플레이의 협대역 및 광대역 광원들을 제어하는데 고려된다. 예를 들어, 시스템 에너지 효율성은 트레이드-오프 파라미터(trade-off parameter)일 수 있다. 몇몇 컬러들을 생성하기 위해, 광대역 광 방출기에 의해 방출되는 많은 광이 공간 광 변조기에 의해 차단되는 것을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 광대역 광원이 백색 광으로 LCD 패널을 조명하면; 이미지의 영역이 적색인 것을 필요로 하고, LCD 패널은 이미지의 영역에 대한 백색 광에 대해 적색 및 청색 성분들을 차단해야 한다. 이것은 전체 시스템 에너지 효율성을 감소시킨다. 몇몇 실시예들에서, 제어기는, 광대역 광원으로부터의 많은 광이 차단될 필요가 있도록, 컬러들을 갖는 이미지 영역들에 대해 광대역과 협대역 광의 상대적인 양을 감소시키도록 구성가능하다. 달리 말해서, 컬러가 광대역 광원들만으로 생성가능할 수 있는 반면에, 몇몇 협대역 광원들은 조건 등색 실패에 대한 잠재성을 무시함이 없이 LCD에 의해 요구된 흡수(absorption)를 감소시킴으로써 시스템 효율성을 개선하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 양태들은 광범위한 배경들에 적용될 수 있다. 그러한 배경들의 몇몇 예들은 아래와 같다:
ㆍ하나 이상의 광대역 광원들로부터의 광대역 광은 정면 또는 후면 프로젝션 텔레비전들과 같은 레이저 기반의 디스플레이들 또는 레이저 또는 다른 협대역 광원들을 사용하는 시네마 디스플레이들(cinema displays)에 부가될 수 있다. 광대역 광의 공간 분포는 예컨대 여기에서 설명되는 바와 같은 방법들에 따라 제어될 수 있다.
ㆍRGBW OLED 광 방출기들(또는 하나 이상의 광대역 광 방출기들과 함께 다른 협대역 기본 컬러 OLED 광 방출기들의 조합)을 갖는 OLED 디스플레이들은 여기에서 설명되는 바와 같은 방법들에 따라 제어될 수 있다.
ㆍ하나 이상의 광대역 광원들은, 조명이 협대역 광원들에 의해 제공되는 다른 컬러 디스플레이들의 광학 경로에 부가될 수 있다.
ㆍ본 발명은 제한 없이:
ㆍ협대역 기본 컬러 광 방출기들 및 하나 이상의 광대역 광 방출기들을 포함하는 디스플레이;
ㆍ협대역 기본 광 방출기들 및 광대역 광 방출기들을 갖는 디스플레이를 위한 제어기;
ㆍ텔레비전들, 디지털 시네마 프로젝터들, 컴퓨터 디스플레이들 등에서 사용하기 위한 이미지 프로세싱 성분 또는 서브-시스템;
ㆍ디스플레이를 위한 제어시의 데이터 프로세서로 하여금 본 발명에 따른 방법을 수행하게 할 수 있는 컴퓨터 명령들을 포함하는 유형의 저장 매체;
ㆍ협대역 기본 광 방출기들 및 하나 이상의 광대역 광 방출기들로부터의 광을 사용하여 이미지들을 디스플레이하는 방법;
ㆍ여기에서 설명되는 바와 같은, 새롭고 진보한 특징들, 특징들의 조합들, 특징들의 서브-조합들을 갖는 장치;
ㆍ여기에서 설명되는 바와 같은, 새롭고 진보한 스텝들, 동작들, 스텝들 및/또는 동작들의 조합들, 또는 스텝들 및/또는 동작들의 서브-조합들을 포함하는 유용한 방법들을 포함하는 다양한 방식들에서 구현될 수 있다.
본 발명의 임의 구현예들은 프로세서로 하여금 본 발명의 방법을 수행하게 하는 소프트웨어 명령들을 실행하는 컴퓨터 프로세서들을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이를 위한 제어 시스템에서 하나 이상의 프로세서들은 도 7 및/또는 도 9의 방법들, 또는 프로세서들에 액세스가능한 프로그램 메모리 내의 소프트웨어 명령들을 실행함으로써 여기에서 설명되는 바와 같은 다른 방법들을 구현할 수 있다. 본 발명은 또한 프로그램 제품의 형태로 제공될 수 있다. 프로그램 제품은, 데이터 프로세서에 의해 실행될 때, 데이터 프로세서로 하여금 본 발명의 방법을 실행하게 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 신호들의 세트를 전달하는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 프로그램 제품은 다양한 형태들 중 어느 하나일 수 있다. 프로그램 제품은 예컨대, 플로피 디스켓들, 하드디스크 드라이브들을 포함하는 자기 데이터 저장 매체, CD ROM들, DVD들을 포함하는 광학 데이터 저장 매체, ROM들, EPROM들, EEPROM들, 플래시 RAM 등을 포함하는 전자 데이터 저장 매체와 같은 물리적인 매체를 포함할 수 있다. 프로그램 제품 상의 컴퓨터 판독가능 신호들은 광학적으로 압축 또는 암호화될 수 있다.
성분(예컨대, 소프트웨어 모듈, 프로세서, 어셈블리, 디바이스, 회로 등)이 위에서 언급되고, 그렇지 않으면 나타내지며, 그 성분에 대한 참조는 본 발명의 도시된 예시적인 실시예들에서 펑션을 수행하는 개시된 구조에 대해 구조적으로 등가물이 아닌 성분들을 포함하여, 설명된 성분(즉, 기능적으로 등가물)의 펑션을 수행하는 임의의 성분을 그 구성요소의 등가물들로서 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
그러므로, 본 발명은 다수의 형태들로 구현될 수 있고, 아래의 EEE들(Enumerated Example Embodiments)은 예시적이고, 설명적이며, 앞의 논의 및/또는 이제 여기에서 제공되는 청구범위 중 어느 것을 제한하도록 의도되지 않거나, 임의의 관련된 어플리케이션들, 연속들(continuations), 분할들(divisionals) 등으로 제공된다.
EEE1. 뷰잉 스크린;
복수의 컬러들의 협대역 광으로 뷰잉 스크린을 조명하도록 배치된 복수의 협대역 발광 소자들;
광대역 스펙트럼 파워 분포를 갖는 광대역 광으로 뷰잉 스크린을 조명하도록 배치된 적어도 하나의 광대역 광원을 포함하는, 디스플레이.
EEE2. EEE1에 있어서, 뷰잉 스크린은 공간 광 변조기를 포함하는, 디스플레이.
EEE3. EEE2에 있어서, 공간 광 변조기는 LCD 패널을 포함하는, 디스플레이.
EEE4. EEE1에 있어서, 뷰잉 스크린을 통해 복수의 컬러들 각각의 협대역 광의 분배를 독립적으로 공간적으로 변조하기 위한 수단을 포함하는, 디스플레이.
EEE5. EEE1에 있어서, 뷰잉 스크린을 통해 광대역 광의 분배를 공간적으로 변조하기 위한 수단을 포함하는, 디스플레이.
EEE6. EEE1에 있어서, 복수의 협대역 발광 소자들이 백라이트 상에 어레이되는 백라이트를 포함하는, 디스플레이.
EEE7. EEE1에 있어서, 광대역 광원은 뷰잉 스크린 상의 위치에서 광대역 광의 양을 변경하도록 제어가능하고, 디스플레이는 이미지 데이터를 수신하도록 접속되고, 뷰잉 스크린 상의 위치에 대응하는 색도를 이미지 데이터로부터 결정하고, 적어도 부분적으로 색도에 기초하여, 뷰잉 스크린 상의 위치에서 광대역 광의 양을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 디스플레이.
EEE8. EEE7에 있어서, 제어기는 복수의 기본 컬러들 각각에 대한 포화 인덱스를 색도로부터 결정하고, 포화 인덱스들에 기초하여, 뷰잉 스크린 상의 위치에서 광대역 광의 양을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE9. EEE7에 있어서, 제어기는 색도가 크로마 부분 내에 있는지를 결정하고, 만약 그러하다면, 협대역 광으로 위치의 조명을 억제하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE10. EEE7에 있어서, 협대역 발광 소자들은 뷰잉 스크린 상의 위치에서 협대역 광의 양을 변경하기 위해 제어가능한 유기 LED들을 포함하는, 디스플레이.
EEE11. 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기;
공간 광 변조기를 조명하도록 배치되는 광원으로서, 상기 광원은:
각각의 그룹의 협대역 발광 소자가 컬러 색영역을 정의하는 복수의 기본 컬러들 중 하나의 협대역 광을 방출할 수 있는, 협대역 발광 소자들의 복수의 그룹들; 및
광대역 광을 방출할 수 있는 적어도 하나의 광대역 발광 소자를 포함하는 상기 광원; 및
디스플레이될 이미지를 정의하는 이미지 데이터에 따라 광원 및 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 디스플레이.
EEE12. EEE11에 있어서, 협대역 및 광대역 발광 소자들은 독립적으로 제어가능한, 디스플레이.
EEE13. EEE11에 있어서, 공간 광 변조기에서의 각 픽셀은 협대역 발광 소자들의 그룹들 중 적어도 하나에 의해 조명되는, 디스플레이.
EEE14. EEE11에 있어서, 각각의 그룹에서 협대역 발광 소자들의 복수의 기본 컬러들은 적색, 녹색, 청색을 포함하는, 디스플레이.
EEE15. EEE11에 있어서, 협대역 발광 소자들은 발광 반도체 디바이스들을 포함하는, 디스플레이.
EEE16. EEE15에 있어서, 협대역 발광 소자들은 LED들을 포함하는, 디스플레이.
EEE17. EEE15에 있어서, 협대역 발광 소자들은 레이저들 또는 레이저 다이오드들을 포함하는, 디스플레이.
EEE18. EEE11에 있어서, 협대역 발광 소자들은 협대역 필터들에 의해 필터링된 광을 포함하는, 디스플레이.
EEE19. EEE11에 있어서, 협대역 발광 소자들 각각은 단색성(monochromatic) 또는 반-단색성(quasi-monochromatic)인 광을 방출하는, 디스플레이.
EEE20. EEE11에 있어서, 협대역 발광 소자들은 50nm 이하의 대역폭을 갖는 광을 방출하는, 디스플레이.
EEE21. EEE11에 있어서, 광대역 발광 소자들은 백색 광을 방출하는, 디스플레이.
EEE22. EEE11에 있어서, 광대역 발광 소자들은 적어도 150nm의 1/2 최대에서 스펙트럼 대역폭을 갖는 광을 방출하는, 디스플레이.
EEE23. EEE11에 있어서, 광대역 발광 소자들은 적어도 200nm의 1/2 최대에서 스펙트럼 대역폭을 갖는 광을 방출하는, 디스플레이.
EEE24. EEE11에 있어서, 2 이상의 타입들의 광대역 광 방출기들, 각각이 상이한 광대역 트펙트라를 갖는 광을 방출하도록 구성되는 2 이상의 타입들의 광대역 광 방출기들을 포함하고, 2 이상의 타입들의 광대역 광 방출기들로부터의 광은 공간 광 변조기에서 또는 그것으로부터 조합되는, 디스플레이.
EEE25. EEE11에 있어서, 광원은 백라이트를 포함하고, 복수의 협대역 및 광대역 발광 소자들은 백라이트 상에 어레이되는, 디스플레이.
EEE26. EEE25에 있어서, 공간 광 변조기에서의 각각의 픽셀은 각각의 기본 컬러의 적어도 하나의 광대역 발광 소자 및 적어도 하나의 협대역 발광 소자에 의해 조명되는, 디스플레이.
EEE27. EEE25에 있어서, 협대역 및 광대역 발광 소자들 각각은 복수의 픽셀들을 조명하는, 디스플레이.
EEE28. EEE25에 있어서, 백라이트는 하나 이상의 상이한 타입들의 발광 소자들의 개별 어레이들을 포함하고, 개별 어레이들에 의해 방출되는 광의 패턴들은 공간 광 변조기로부터 또는 그것에서 업스트림 조합되는, 디스플레이.
EEE29. EEE28에 있어서, 개별 어레이들은 복수의 개별 평면들 상에 배치되는, 디스플레이.
EEE30. EEE28에 있어서, 각 타입의 협대역 광 방출기들로부터의 광을 조합하고, 공간 광 변조기를 조명하기 위해 조합된 광을 전달하도록 배치된 광학 조합기를 포함하는, 디스플레이.
EEE31. EEE28에 있어서, 2 이상의 타입들의 협대역 광 방출기들의 광 방출기들은 하나의 어레이에서 산재되어 있고, 어레이로부터 발생한 광은 공간 광 변조기로 보내지기 전에 하나 이상의 타입들의 협대역 방출기들로부터의 광과 조합되는, 디스플레이.
EEE32. EEE28에 있어서, 광대역 광 방출기들로부터의 광은 공간 광 변조기로 보내지기 전에 하나 이상의 타입들의 협대역 방출기들로부터의 광과 조합되는, 디스플레이.
EEE33. EEE28에 있어서, 광대역 광 방출기들 및 하나 이상의 타입들의 협대역 광 방출기들 중의 광 방출기는 하나의 어레이로 산재되고, 얻어진 광은 공간 광 변조기로 보내지기 전에, 하나 이상의 다른 타입들의 협대역 방출기들 및/또는 하나 이상의 타입들의 광대역 광 방출기들과 조합되는, 디스플레이.
EEE34. EEE11에 있어서, 광원은: 광대역 발광 소자들을 포함하는 백라이트; 백라이트와 공간 광 변조기 사이의 광학 경로에 배치된 광 방출기 어레이로서, 협대역 광 방출기 요소들의 그룹들을 포함하는, 상기 광 방출기 어레이를 포함하는, 디스플레이.
EEE35. EEE34에 있어서, 광대역 발광 소자들은 하나 이상의 LED들을 포함하는, 디스플레이.
EEE36. EEE34에 있어서, 광 방출기 어레이는 백라이트로부터의 광대역 광으로 하여금 광 방출기 어레이를 통해 공간 광 변조기의 픽셀들 상에 보내지도록 허용하는 반투명성 또는 투성명의 영역들을 포함하는, 디스플레이.
EEE37. EEE34에 있어서, 제어기는 백라이트의 발광 소자들을 제어하기 위한 백라이트 제어 신호들, 강 방출기 어레이의 발광 소자들을 제어하기 위한 컬러 방출기 제어 신호들, 및 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어하기 위한 공간 광 변조기 제어 신호들을 생성하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE38. EEE11에 있어서, 제어기는 픽셀들의 광학 전송성을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE39. EEE11에 있어서, 픽셀들은 광학 셔터들을 포함하고, 제어기는 각각의 셔터가 임의의 서클에서 오픈으로 남아 있는 시간 양을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE40. EEE11에 있어서, 픽셀들은, 적어도 하나의 서브-픽셀이 기본 컬러들 각각과 연관되는, 기본 컬러들에 대응하는 컬러 필터들에 연관되는 복수의 독립적으로 제어가능한 서브-픽셀들을 포함하는, 디스플레이.
EEE41. EEE11에 있어서, 공간 광 변조기는 반사 타입 공간 광 변조기를 포함하는, 디스플레이.
EEE42. EEE11에 있어서, 공간 광 변조기는 전송 타입 공간 광 변조기를 포함하는, 디스플레이.
EEE43. EEE11에 있어서, 공간 광 변조기는 LCD 패널을 포함하는, 디스플레이.
EEE44. EEE43에 있어서, 디스플레이 패널은 RGB 패널을 포함하는, 디스플레이.
EEE45. EEE43에 있어서, 디스플레이 패널은 RGBW 패널을 포함하는, 디스플레이.
EEE46. EEE41에 있어서, 공간 광 변조기는 LCOS(liquid crystal on silicon) 공간 광 변조기를 포함하는, 디스플레이.
EEE47. EEE11에 있어서, 제어기는, 적어도 부분적으로 이미지 데이터로부터 결정된 대응하는 색도에 기초하여, 공간 광 변조기 상의 위치에서 광대역 광과 협대역 광의 상대적인 양을 변경하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE48. EEE47에 있어서, 제어기는, 적어도 부분적으로 이미지 데이터로부터 결정된 대응하는 휘도에 기초하여, 공간 광 변조기 상의 위치에서 광대역 광과 협대역 광의 상대적인 양을 변경하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE49. EEE48에 있어서, 제어기는, 적어도 부분적으로 이미지 데이터로부터 결정된 대응하는 포화 값들에 기초하여, 공간 광 변조기 상의 위치에서 광대역 광과 협대역 광의 상대적인 양을 변경하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE50. EEE11에 있어서, 제어기는 발광 소자들의 밝기를 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE51. EEE11에 있어서, 제어기는 구성가능한 논리 디바이스에 의해 제공되는 논리 회로들을 포함하는, 디스플레이.
EEE52. EEE51에 있어서, 구성가능한 논리 디바이스는 FPGA(field-programmable gate array)를 포함하는, 디스플레이.
EEE53. EEE11에 있어서, 제어기는 하나 이상의 프로그램된 데이터 프로세서들을 포함하는, 디스플레이.
EEE54. EEE11에 있어서, 제어기는, 제어기로 하여금 픽셀들을 광원을 제어하도록 구성되게 하는 명령들을 포함하는 유형의 저장 매체를 포함하는, 디스플레이.
EEE55. EEE11에 있어서, 제어기는 디스플레이될 이미지의 각 영역에 대한 색도를 결정하고; 영역에 대한 색도가 크로마 부분 내에 있으면, 광을 방출하기 위해 영역에 대응하는 광대역 발광 소자들을 제어하고; 영역에 대한 색도가 크로마 부분 내에 있지 않으면 광을 방출하기 위해 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들을 제어하도록 구성되고, 상기 크로마 부분은 컬러 색영역의 서브세트인, 디스플레이.
EEE56. 뷰잉 스크린;
뷰잉 스크린 상에 복수의 컬러들의 협대역 광으로 이뤄진 이미지를 투사하도록 배치된 컬러 협대역 프로젝터;
뷰잉 스크린 상에 광대역 광으로 이뤄진 이미지를 투사하도록 배치된 광대역 광 프로젝터; 및
뷰잉 스크린 상의 영역에 투사된 광대역과 협대역 광의 상대적인 양을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 디스플레이.
EEE57. EEE56에 있어서, 협대역 프로젝터는 레이저 트로젝터를 포함하는, 디스플레이.
EEE58. EEE56에 있어서, 협대역 프로젝터는 투사된 협대역 광을 이미지형 변조하도록 구성된 하나 이상의 공간 광 변조기들을 포함하는, 디스플레이.
EEE59. EEE56에 있어서, 협대역 프로젝터는 뷰잉 스크린 상에 광의 하나 이상의 빔들을 스캔하도록 구성되는, 디스플레이.
EEE60. EEE56에 있어서, 광대역 광은 백색 광을 포함하는, 디스플레이.
EEE61. EEE56에 있어서, 광대역 광은 뷰잉 스크린으로부터 업스트림으로 협대역 프로젝터의 광학 경로에 소개되는, 디스플레이.
EEE62. EEE56에 있어서, 광대역 프로젝터의 공간 해상도는 각 방향에서 컬러 협대역 프로젝터의 공간 해상도보다 작은 2 내지 20의 팩터인, 디스플레이.
EEE63. EEE56에 있어서, 제어기는 뷰잉 스크린 상의 몇몇 위치들에서 광대역 광의 상대적인 양을 감소시키고, 뷰잉 스크린의 다른 위치들에서 광대역 광의 상대적인 양을 증가시키도록 구성되는, 디스플레이.
EEE64. 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서,
이미지의 복수의 영역들 각각에 대해,
영역에 대한 색도를 결정하는 단계;
이미지의 영역을 복제하는데 요구되는 복수의 스펙트럼 범위들 각각에서 광의 양을 결정하는 단계;
영역에 대한 색도가 크로마 부분 내에 있으면, 적어도 영역에 대한 스펙트럼 범위들 각각에 대해 광의 요구된 양을 생성하기 위해 하나 이상의 광대역 광 방출기들을 제어하는 단계; 및
영역에 대한 색도가 크로마 부분 밖에 있으면, 적어도 영역에 대한 하나 이상의 스펙트럼 범위들에 대해 광의 요구된 양을 생성하기 위해 하나 이상의 협대역 광 방출기들을 제어하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE65. 디스플레이 상에 컬러 이미지를 디스플레이하기 위한 방법으로서, 디스플레이는, 하나 이상의 광대역 발광 소자들 및 컬러 색영역을 정의하는 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들을 포함하는 디스플레이 방법에 있어서,
디스플레이될 이미지의 복수의 영역들 각각에 대해:
영역의 대표적인 색도를 결정하는 단계;
대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있는지를 결정하는 단계;
대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있지 않으면, 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들을 위한 구동 신호들을 확립하는 단계;
대표적인 색도가 정의된 크로마 부분에 있으면, 영역에 대응하는 광대역 발광 소자들을 위한 구동 신호들을 확립하는 단계;
영역에 대응하는 광대역 또는 협대역 발광 소자들에 구동 신호들을 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE66. EEE65에 있어서, 이미지의 영역의 대표적인 휘도를 결정하는 단계 및 적어도 부분적으로 영역의 대표적인 휘도에 기초하여 크로마 부분을 정의하는, 디스플레이 방법.
EEE67. EEE65에 있어서, 각각의 영역은 픽셀들의 그룹을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE68. EEE67에 있어서, 대표적인 색도는 영역의 픽셀들을 통해 평균된 평균 색도를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE69. EEE67에 있어서, 대표적인 색도는 영역의 픽셀들을 통한 색도의 가중 평균을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE70. EEE69에 있어서, 많이 포화된 색도들을 갖는 픽셀들은 가중 평균을 결정하는데 있어 다른 픽셀들보다 많이 가중되는, 디스플레이 방법.
EEE71. EEE69에 있어서, 유사한 색도들을 갖는 다른 픽셀들을 갖는 인접하는 그룹들에 위치된 픽셀들은 가중 평균을 결정하는데 있어 다른 픽셀들보다 많이 가중되는, 디스플레이 방법.
EEE72. EEE66에 있어서, 대표적인 휘도는 서브-픽셀들에 대응하는 복수의 컬러 대역들 각각에 대해 개별적으로 결정되는, 디스플레이 방법.
EEE73. EEE66에 있어서, 대표적인 휘도는 영역의 픽셀들을 통해 평균된 평균 휘도를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE74. EEE66에 있어서, 대표적인 휘도는 영역에서 픽셀들의 최대 휘도를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE75. EEE66에 있어서, 대표적인 휘도는 영역의 픽셀들을 통한 휘도의 가중 평균을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE76. EEE75에 있어서, 보다 밝은 픽셀들은 대표적인 휘도를 결정하는데 있어 많이 가중되는, 디스플레이 방법.
EEE77. EEE75에 있어서, 유사한 밝기의 다른 픽셀들을 갖는 인접하는 그룹들에서의 픽셀들은 대표적인 휘도를 결정하는데 있어 보다 많이 가중되는, 디스플레이 방법.
EEE78. EEE65에 있어서, 크로마 부분은 컬러 색영역 내의 영역을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE79. EEE78에 있어서, 크로마 부분은 무색 포인트를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE80. EEE65에 있어서, 디스플레이는 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하고, 각각의 픽셀은 복수의 서브-픽셀들을 포함하고, 상기 방법은:
공간 광 변조기에서 광 필드를 추정하는 단계;
서브-픽셀의 위치에서 추정된 광 필드의 값에 기초하여 각각의 서브-픽셀에 대한 구동 신호를 결정하는 단계; 및
구동 신호들을 서브-픽셀들에 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE81. EEE80에 있어서, 광 필드를 추정하는 단계는, 각각의 그러한 발광 소자에 대한 구동 신호에 기초하여 개별적으로 기여하는 발광 소자들로부터의 광의 기여를 결정하고 합산하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE82. EEE80에 있어서, 각각의 서브-픽셀에 대한 구동 신호를 결정하는 단계는, 서브-픽셀의 위치에서 추정된 광 필드의 값에 의해 이미지 데이터로부터 결정된 서브-픽셀에 대한 요구된 휘도를 분할하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE83. EEE65에 있어서, 이미지 데이터의 부분이 아닌 가시적인 아티펙트들을 제거하기 위해 공간 및/또는 시간적인 필터들을 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE84. EEE65에 있어서, 협대역 광 방출기들로부터의 광과 광대역 광 방출기로부터의 광을 혼합하는 단계를 포함하고, 광대역 대 협대역 광의 비는 부분적으로 대표적인 색도에 의존하는, 디스플레이 방법.
EEE85. EEE84에 있어서, 대표적인 색도가 제 1 크로마 부분 외부에 있지만 제 2 크로마 부분 내부에 있음을 결정하는 것에 응답하여 광을 혼합하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE86. EEE85에 있어서, 제 1 및 제 2 크로마 부분들은 적어도 부분적으로 영역의 대표적인 휘도에 기초하여 정의되는, 디스플레이 방법.
EEE87. EEE84에 있어서, 적어도 부분적으로 대표적인 휘도에 의존하여 광을 혼합하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE88. EEE87에 있어서, 임계 휘도 위위 대표적인 휘도에 응답하여 특정한 이미지 영역에 대한 광대역 광의 상대적인 양을 부스트(boost)하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE89. EEE84에 있어서, 적어도 부분적으로 대표적인 색도에 대한 맥아담 타원의 사이즈에 기초하여 광을 혼합하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE90. EEE89에 있어서, 유사한 맥아담 타원을 갖는 영역들에 대해서 보다 큰 맥아담 타원을 갖는 영역들에 대해 보다 많은 광대역 광을 혼합하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE91. EEE89에 있어서, 제 1 오더에 대해, 맥아담 타원의 사이즈에 비례하는 펑션에 기초하여 광대역 대 협대역 광의 비를 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE92. EEE84에 있어서, 적어도 부분적으로 대표적인 색도에 대해 컬러 색영역 내의 기준 포인트로부터의 거리에 기초하여, 광대역 대 협대역 광의 비를 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE93. EEE92에 있어서, 기준 포인트로부터의 거리에 대해 단조롭게 드롭 오프(drop off)하는 기준 포인트로부터의 거리의 펑션에 기초하여, 광대역 대 협대역 광의 비를 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE94. EEE92에 있어서, 수신 포인트로부터 제 1 거리까지 고정되어 있고, 기준 포인트로부터의 증가하는 거리로 단조롭게 드롭 오프하는 기준 포인트로부터의 거리의 펑션에 기초하여 광대역 대 협대역 광의 비를 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE95. EEE92에 있어서, 기준 포인트는 컬러 색영역 내에 무색 포인트를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE96. EEE84에 있어서, 적어도 부분적으로 각각의 기본 컬러에 대한 포화 인덱스에 기초하여 광을 혼합하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE97. EEE96에 있어서, 하나 이상의 임계 값들보다 작은 기본 컬러들 모두에 대한 포화 인덱스들에 응답하여 광대역 광 대 협대역 광의 비를 증가시키는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE98. 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법으로서, 이미지 데이터가 하나 이상의 협대역 광 방출기들로부터의 광과 임계치 위의 포화 값들을 갖는 컬러들을 명시하는 이미지의 부분들을 생성하는 단계, 및 이미지 데이터가 하나 이상의 광대역 광 방출기들로부터의 광과 임계치 아래의 포화 값들을 갖는 컬러들을 명시하는 이미지의 부분들을 생성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE99. 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들 및 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들을 사용하여 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서:
이미지의 복수의 영역들 각각에 대해,
1. 영역에 대한 대표적인 색도 및 휘도를 결정하는 단계;
2. 적어도 부분적으로 대표적인 색도 및 휘도에 기초하여 기본 컬러들에 대한 포화 인덱스들을 결정하는 단계;
3. 제 1 및 제 2 임계치들에 포화 인덱스들을 비교하는 단계로서, 제 2 임계치는 제 1 임계치 보다 큰, 상기 비교 단계;
4. 포화 인덱스들이 제 1 임계치보다 작으면, 영역에 대응하는 광대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정하는 단계; 또는
5. 포화 인덱스들 중 어느 하나가 제 2 임계치보다 크면, 영역에 대응하는 협대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정하는 단계; 또는
6. 그렇지 않으면, 포화 인덱스들 중 어느 것도 제 2 임계치보다 크지 않고, 포화 인덱스들 모두가 제 1 임계치보다 작지 않으면, 영역에 대응하는 광대역 및 협대역 광 방출기들 둘 모두에 대한 구동 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE100. EEE99에 있어서, 협대역 및 광대역 광 방출기들은 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 조명하도록 배치되는, 디스플레이 방법.
EEE101. EEE100에 있어서, 각각의 픽셀은 기본 컬러들에 대응하는 스펙트럼 범위들의 광을 통과하는 복수의 서브-픽셀들을 포함하고, 단계들(d 내지 f)은 디스플레이될 이미지를 복제하기 위해 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE102. EEE101에 있어서, 단계(d)는 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하는데 필요한 광대역 광의 양을 결정하도록 광대역 광 방출기들의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE103. EEE101에 있어서, 단계(f)는 광대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 우선 결정하고, 이어서, 그것들의 조합된 광이 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하도록 협대역 광 방출기들에 대한 구동 값들을 결정하는, 디스플레이 방법.
EEE104. EEE103에 있어서, 단계(f)는 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하는데 필요한 광대역 광의 양을 결정하도록 광대역 광 방출기들의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용하고, 이어서, 팩터에 의해 상기 양을 감소시크는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE105. EEE104에 있어서, 팩터는 하나 이상의 포화 인덱스들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE106. EEE105에 있어서, 팩터는 가장 큰 하나 이상의 포화 인덱스들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE107. EEE105에 있어서, 팩터는 포화 인덱스들의 평균에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE108. EEE103에 있어서, 단계(f)는 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하는데 필요한 광대역 광의 양을 결정하도록 광대역 광 방출기들의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용하지만, 가장 큰 포화 인덱스를 갖는 기본 컬러에 대한 광을 고려하지 않는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE109. EEE103에 있어서, 단계(f)는 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하는데 필요한 광대역 광의 양을 결정하도록 광대역 광 방출기들의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용하지만, 가장 큰 포화 인덱스를 갖는 복수의 기본 컬러에 대한 광을 고려하지 않는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE110. EEE103에 있어서, 단계(f)는 적어도 각각의 스펙트럼 범위에서 광의 요구된 양을 제공하는데 필요한 광대역 광의 양을 결정하도록 광대역 광 방출기들의 스펙트럼의 공지된 특성들을 적용하지만, 가장 큰 포화 인덱스를 갖는 기본 컬러에 대한 광만을 고려하지 않는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE111. EEE110에 있어서, 광대역 광의 결정된 양은 팩터에 의해 감소되는, 디스플레이 방법.
EEE112. EEE111에 있어서, 팩터는 하나 이상의 포화 인덱스들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE113. EEE103에 있어서, 단계(f)는 광대역 광의 미리 결정된 양을 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE114. EEE103에 있어서, 단계(f)는 광대역 광의 구동 값들을 참조함이 없이 협대역 방출기의 각각의 타입에 대한 초기 구동 값들을 결정하고, 협대역 방출기의 각각의 타입에 대한 초기 구동 값들로부터, 대응하는 파장 범위에서 광대역 광 방출기에 의해 기여되는 광의 양을 감산하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE115. EEE99에 있어서, 이미지 데이터의 부분이 아닌 가시적인 아티펙트들을 제거하기 위해 공간 및/또는 시간적인 필터들을 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE116. EEE99에 있어서, 협대역 광 방출기들의 세기들보다 작은 개별 단계들에서 광대역 광 방출기들의 세기들이 제어가능한, 디스플레이 방법,
EEE117. EEE99에 있어서, 광대역 광 방출기들이 온 또는 오프로 제어가능한, 디스플레이 방법.
EEE118. EEE100에 있어서, 광대역 광 방출기들은 협대역 광 방출기들보다 작은 공간 해상도로 제어가능한, 디스플레이 방법.
EEE119. EEE118에 있어서, 하나의 광대역 광 방출기는 공간 광 변조기의 전체 표면을 조명하고, 공간 광 변조기의 상이한 영역들에 전달되는 광대역 광의 양은 독립적으로 제어불가능한, 디스플레이 방법.
EEE120. EEE118에 있어서, 적어도 하나의 광대역 광 방출기는 이미지 데이터에 응답하여 제어불가능한 레벨에서 공간 광 변조기의 전체 표면을 조명하는, 디스플레이 방법.
EEE121. EEE120에 있어서, 하나 이상의 다른 광대역 광 방출기들은 이미지 데이터에 응답하여 제어가능한, 디스플레이 방법.
EEE122. 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들 및 픽셀들의 어레이를 포함하는 2차원 공간 광 변조기를 조명하도록 배치된 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들을 사용하여 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서,
공간 광 변조기의 복수의 영역들 각각에 대해:
영역 내의 픽셀들에 대한 컬러 값들을 결정하는 단계;
적어도 부분적으로 컬러 값들에 기초하여 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 값들의 초기 세트를 결정하는 단계;
영역 내의 픽셀들에 대해, 구동 값들의 초기 세트에 따라 구동된 협대역 발광 소자들로부터 픽셀의 조명으로 얻어진 탈포화의 양을 추정하는 단계;
적어도 부분적으로 탈포화의 추정된 양에 기초하여 영역에 대응하는 광대역 발광 소자들의 그것들에 대한 구동 값들을 결정하는 단계; 및
광대역 발광 소자들로부터의 광의 스펙트럼을 특징화하는 정보 및 적어도 부분적으로 광대역 발광 소자들의 구동 값들에 기초하여 영역에 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 값들의 세트를 재계산하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE123. EEE122에 있어서, 컬러 값들은 기본 컬러들 각각에 대응하는 값들을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE124. EEE123에 있어서, 기본 컬러들은 적색, 녹색, 청색을 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE125. EEE123에 있어서, 협대역 구동 값들의 초기 세트를 결정하는 단계는 영역 내의 각각의 기본 컬러에 대한 컬러 값들의 최대치들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE126. EEE123에 있어서, 협대역 구동 값들의 초기 세트를 결정하는 단계는 영역 내의 서브-영역들을 통해 통합된 각각의 기본 컬러에 대한 컬러 값들의 최대치들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE127. EEE122에 있어서, 픽셀의 탈포화의 양을 추정하는 단계는 협대역 광 방출기들 각각에 의해 픽셀의 조명의 밝기에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE128. EEE122에 있어서, 픽셀의 탈포화의 양을 추정하는 단계는 공간 광 변조기의 필터 특성들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE129. EEE122에 있어서, 픽셀의 탈포화의 양을 추정하는 단계는 공간 광 변조기의 전송 특성들에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE130. EEE122에 있어서, 적어도 부분적으로 영역 내의 픽셀들에 대한 임계 탈포화 값들에 기초하여 광대역 발광 소자들의 구동 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE131. EEE130에 있어서, 각각의 픽셀에 대한 임계 탈포화 값들은, 픽셀 또는 픽셀의 이웃에 대해 명시된 컬러가 일부 기본 컬러에 대해 높게 포화되면, 임계 탈포화가 탈포화의 작은 양에 대응하도록, 그리고 픽셀 또는 픽셀들의 이웃에 대해 명시된 컬러가 임의의 기본 컬러에 대해 매우 포화되지 않으면, 임계 탈포화가 탈포화의 많은 양에 대응하도록, 픽셀에 대해 명시된 컬러의 포화의 색인들의 펑션에 기초하는, 디스플레이 방법.
EEE132. EEE122에 있어서, 영역에서 모든 픽셀들에 걸쳐 임계 탈포화들에 대한 추정된 탈포화들의 비교에 기초하여 광대역 구동 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE133. EEE122에 있어서, 영역에서 선택된 픽셀들에 걸쳐 임계 탈포화들에 대한 추정된 탈포화들의 비교에 기초하여 광대역 구동 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE134. EEE122에 있어서, 영역 내의 서브-영역들에 걸쳐 공간적으로 저역 통과 필터링되거나 평균되는 임계 탈포화에 대한 추정된 탈포화의 비교를 나타내는 맵에 기초하여 광대역 구동 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE135. EEE122에 있어서, 각각의 픽셀은 기본 컬러에 대응하는 컬러 대역들의 광을 통과시키는 복수의 서브-픽셀들을 포함하고, 각각이 서브-픽셀들의 조정의 범위 내에서 독립적으로 제어가능한 전송성을 갖는, 디스플레이 방법.
EEE136. EEE135에 있어서, 협대역 및 광대역 광원들이 그것의 대응하는 구동 값들에서 구동될 때, 컬러 대역에서 서브-픽셀 상에 입사된 광의 양이 이미지 데이터로부터 결정된 바와 같이 요구된 양보다 크면, 광의 양은 서브-픽셀의 전송성을 감소시킴으로써 요구된 양으로 변조되는, 디스플레이 방법.
EEE137. 복수의 기본 컬러들의 협대역 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들 및 픽셀들의 어레이를 포함하는 2차원 공간 광 변조기를 조명하도록 배치된 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들을 사용하여 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서,
적어도 부분적으로 각각의 픽셀에서 요구된 휘도에 기초하여 광대역 발광 소자들에 대한 구동 값들의 초기 세트를 결정하는 단계;
광대역 구동 값들의 초기 세트에 따른 광대역 광의 조명이 픽셀에서 요구된 포화 또는 요구된 휘도를 허용하기에 불충분한 픽셀들을 식별하는 단계;
식별된 픽셀들에 대해, 만약 있다면, 픽셀들에서 요구된 포화 및 요구된 휘도를 허용하기에 충분한 대응하는 협대역 발광 소자들에 대한 구동 값들을 결정하는 단계; 및
적어도 부분적으로 협대역 발광 소자들의 구동 값들에 기초하여 광대역 발광 소자들에 대한 구동 값들을 조정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE138. EEE137에 있어서, 각각의 픽셀은, 각각이 스펙트럼 범위와 연관된 복수의 서브픽셀들을 포함하고, 각각의 스펙트럼 범위에 대해, 광대역 구동 값들의 초기 세트에 따른 광대역 광의 조명이 픽셀에서 요구된 포화 또는 요구된 휘도를 제공하기에 불충분한 픽셀들을 식별하는 맵을 생성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE139. EEE138에 있어서, 광대역 광의 조명에 기초하여, 그리고 LFS(light field simulation)에 기초하여 LFS를 수행하고, 요구된 이미지를 생성하는데 필요한 서브픽셀 제어 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE140. EEE139에 있어서, 불충분한 포화를 갖는 픽셀들을 식별하는 단계는 서브픽셀에 대해 최대 허용되는 값보다 큰 서브픽셀 제어값들을 식별하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE141. EEE139에 있어서, 불충분한 포화를 갖는 픽셀들을 식별하는 단계는 0보다 작은 서브픽셀 제어 값들을 식별하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE142. EEE139에 있어서, 적어도 부분적으로 협대역 발광 소자들의 구동 값들에 기초하여 광대역 발광 소자들에 대한 구동 값들을 조정한 후에, 적어도 부분적으로 광대역 및 협대역 발광 소자들의 구동 값들에 기초하여 서브픽셀 제어 값들 및 LFS를 조정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
EEE143. 컬러 디스플레이를 위한 제어기로서, 상기 디스플레이는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들, 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들 및 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하고, 제어기는: 이미지의 영역에 대한 대표적인 색도를 결정함으로써; 적어도 부분적으로 대표적인 색도에 기초하여 공간 광 변조기의 대응하는 영역에 제공하도록 광대역 광 대 협대역 광의 상대적인 양을 결정함으로써; 영역에 대해 광대역 대 협대역 광의 결정된 상대적인 양들을 제공하도록 광대역 및 협대역 방출 요소들을 제어함으로써; 디스플레이될 이미지를 복제하기 위해 뷰어들에게 보내지는 광의 양을 조정하도록 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어함으로써 컬러 이미지를 디스플레이하도록 구성되는, 제어기.
EEE144. 컬러 디스플레이를 위한 제어기에서 데이터 프로세서로 하여금 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법을 수행하게 할 수 있는 컴퓨터 명령들을 포함하는 유형의 저장 매체로서, 디스플레이는 복수의 제어가능한 협대역 발광 소자들, 하나 이상의 제어가능한 광대역 발광 소자들 및 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하고, 상기 방법은: 이미지의 영역에 대한 대표적인 색도를 결정하는 단계; 적어도 부분적으로 대표적인 색도에 기초하여 공간 광 변조기의 대응하는 영역에 제공하도록 광대역 광 대 협대역 광의 상대적인 양을 결정하는 단계; 영역에 광대역 대 협대역 광의 결정된 상대적인 양을 제공하도록 광대역 및 협대역 방출 요소들을 제어하는 단계; 및 디스플레이될 이미지를 복제하도록 뷰어에게 보내지는 광의 양을 조정하기 위해 공간 광 변조기의 픽셀들을 제정하는 단계를 포함하는, 유형의 저장 매체.
EEE145. 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서,
이미지의 복수의 영역들 각각에 대해:
복수의 스펙트럼 범위들 각각에 대한 영역에 대응하는 포화 값을 결정하는 단계;
대응하는 임계치들에 대해 포화 값들을 결정하는 단계;
포화 값들이 대응하는 임계치보다 작으면, 하나 이상의 광대역 광 방출기들로부터의 광을 갖는 이미지의 영역을 생성하는 단계; 및
하나 이상의 포화 값들이 대응하는 임계치를 초과하면, 하나 이상의 협대역 광 방출기들로부터의 광을 갖는 이미지의 영역을 생성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
앞의 교시의 광 분야의 당업자들에게 자명한 바와 같이, 많은 변경예들 및 수정예들이 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어남이 없이 본 발명의 실시예에서 가능하다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 다양한 실시예들의 특징들은 부가적인 실시예들을 산출하기 위해 다른 실시예들의 특징들과 조합될 수 있다. 기존 또는 장래의 디바이스들의 디자인들은 여기에서 설명된 바와 같은 특징들을 포함하도록 수정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에서 정의된 실체에 따라 해설되어야 한다.
12: 광원 13: 광학 전송 경로
14: 컬러 공간 광 변조기 16: 제어 시스템
29: 광학 조합기 41: 컬러 협대역 프로젝터
43: 광대역 프로젝터 42: 뷰잉 스크

Claims (24)

  1. 디스플레이에 있어서,
    제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기(spatial light modulator)로서, 각각의 픽셀은 복수의 서브-픽셀들을 포함하는, 상기 공간 광 변조기;
    복수의 컬러들의 광으로 상기 공간 광 변조기를 조명하도록 구성된 복수의 기본 컬러 발광 소자들;
    반 최대치(half maximum)에서 적어도 150 ㎚의 스펙트럼 대역폭을 갖고 상기 공간 광 변조기를 조명하도록 구성된 적어도 하나의 광대역 발광 소자; 및
    제어기로서,
    상기 공간 광 변조기에서 하나 이상의 상기 발광 소자들에 의해 발생되는 광 필드를 추정하고;
    상기 서브-픽셀의 위치에서 상기 추정된 광 필드의 값에 기초하여 각각의 서브-픽셀에 대해 구동 신호를 결정하고;
    상기 구동 신호들을 상기 서브-픽셀들에 적용하도록 구성되는, 상기 제어기를 포함하는, 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 서브-픽셀들의 각각의 컬러에 대응하는 스펙트럼 범위들에 대해 개별적인 광 필드들을 추정하도록 구성되는, 디스플레이.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공간 광 변조기 상의 복수의 위치들에 대해 개별적으로 기여하는 발광 소자들로부터의 광을 결정 및 합산함으로써, 상기 공간 광 변조기에서 상기 광 필드를 추정하도록 구성되는, 디스플레이.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 LCD 패널을 포함하는, 디스플레이.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기를 통해 상기 복수의 컬러들의 각각의 기본 컬러 광의 분포를 독립적으로 공간적 변조하는 수단을 포함하는, 디스플레이.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기를 통해 상기 광대역 광의 분포를 공간적으로 변조하는 수단을 포함하는, 디스플레이.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    백라이트(backlight)를 포함하고,
    상기 복수의 기본 컬러 발광 소자들은 상기 백라이트상에 배열되는, 디스플레이.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광대역 발광 소자는 상기 공간 광 변조기상의 위치에서 광의 양을 변경하도록 조정가능하고, 상기 제어기는 이미지 데이터를 수신하기 위해 접속되고, 상기 이미지 데이터로부터 상기 공간 광 변조기 상의 위치에 대응하는 색도를 결정하고, 적어도 부분적으로 상기 색도에 기초하여, 상기 공간 광 변조기상의 위치에서 상기 광대역 광의 양을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공간 광 변조기상의 위치에 대응하는 상기 이미지 데이터로부터 결정된 상기 색도로부터 복수의 기본 컬러들 각각에 대해 포화 인덱스를 결정하도록 구성되고, 상기 각각의 기본 컬러에 대한 포화 인덱스는 기본 컬러의 광이 얼마나 가깝게 상기 색도에 매칭하는지에 대한 측정치이고, 상기 포화 인덱스들에 기초하여 상기 공간 광 변조기의 위치에서 상기 광대역 광의 양을 제어하는, 디스플레이.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 색도가 색도값들의 영역내에 있는지를 결정하도록 구성되고, 상기 영역은, 상기 공간 광 변조기가 상기 적어도 하나의 광대역 발광 소자로부터의 광만으로 조명되는 경우 정확하게 재생될 수 있는 범위(gamut)에 대응하거나, 상기 범위 내의 영역이고, 그러한 경우, 상기 기본 컬러 광으로 상기 위치를 조명하는 것을 억제하는, 디스플레이.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기본 컬러 발광 소자들은 상기 공간 광 변조기상의 위치에 기본 컬러 광의 양을 변경하기 위해 제어가능한 유기 LED들을 포함하는, 디스플레이.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 기본 컬러 발광 소자들은 기본 컬러 발광 소자들의 복수의 그룹들에 배열되고;
    상기 제어기는 디스플레이될 이미지를 규정하는 이미지 데이터에 따라 적어도 하나의 광대역 발광 소자, 상기 기본 컬러 발광 소자들, 및 상기 공간 광 변조기의 픽셀들을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기본 컬러 발광 소자들 및 상기 적어도 하나의 광대역 발광 소자는 독립적으로 제어가능한, 디스플레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 백라이트를 포함하고, 상기 복수의 기본 컬러 발광 소자들 및 상기 적어도 하나의 광대역 발광 소자는 상기 백라이트상에 배열되고, 상기 공간 광 변조기의 각각의 픽셀은 적어도 하나의 광대역 발광 소자 및 각각의 기본 컬러의 적어도 하나의 기본 컬러 발광 소자에 의해 조명되는, 디스플레이.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 백라이트는 하나 이상의 상이한 유형들의 발광 소자들의 개별적인 어레이들을 포함하고, 상기 개별적인 어레이들에 의해 방출된 광의 패턴들은 상기 공간 광 변조기로부터 또는 상기 광 변조기에서 업스트림 조합되고, 상기 개별적인 어레이들은 복수의 개별적인 평면들에 배열되는, 디스플레이.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기본 컬러 발광 소자들의 두 개 이상의 유형들의 상기 발광 소자들은 하나의 어레이에 배치되고, 상기 어레이로부터 발생하는 광은 상기 공간 광 변조기에 통과하기 전에 상기 기본 컬러 발광 소자들의 하나 이상의 다른 유형들로부터의 광과 결합되는, 디스플레이.
  17. 디스플레이 상에 컬러 이미지를 디스플레이하는 방법으로서, 상기 디스플레이는 색영역을 규정하는 복수의 기본 컬러들의 광을 방출할 수 있는 복수의 제어가능한 기본 컬러 발광 소자들을 포함하고, 하나 이상의 광대역 발광 소자들은 반 최대치(half maximum)에서 적어도 150 ㎚의 스펙트럼 대역폭을 가지는, 상기 방법에 있어서,
    디스플레이될 상기 이미지의 복수의 영역들의 각각에 대하여:
    상기 영역의 대표적인 색도를 결정하는 단계;
    상기 대표적인 색도가 색도 값들의 규정된 영역에 있는지를 결정하는 단계로서, 상기 영역은, 하나 이상의 광대역 발광 소자들로부터의 광만으로 조명되어 정확하게 재생될 수 있는 범위에 대응하거나, 상기 범위 내의 영역에 있는, 상기 결정 단계;
    상기 대표적인 색도가 규정된 영역의 색도 값들에 없는 경우, 상기 영역에 대응하는 상기 기본 컬러 발광 소자들에 대한 구동 신호들을 설정하는 단계;
    상기 대표적인 색도가 상기 규정된 영역의 색도 값들에 있는 경우, 상기 영역에 대응하는 상기 광대역 발광 소자들에 대한 구동 신호들을 설정하는 단계; 및
    상기 구동 신호들을 상기 영역에 대응하는 기본 컬러 발광 소자들 또는 광대역 발광 소자들에 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 이미지의 영역의 대표적인 휘도를 결정하는 단계 및 상기 영역의 대표적인 휘도의 적어도 일부에 기초하여 색도 값들의 영역을 규정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제어가능한 픽셀들의 어레이를 포함하는 공간 광 변조기를 포함하고, 각각의 픽셀은 복수의 서브-픽셀들을 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 공간 광 변조기에서 하나 이상의 발광 소자들에 의해 발생되는 광 필드를 추정하는 단계;
    상기 서브-픽셀의 위치에서 추정된 광 필드의 값에 기초하여 각각의 서브-픽셀에 대한 구동 신호를 결정하는 단계; 및
    상기 구동 신호들을 상기 서브-픽셀들에 적용하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 서브-픽셀들의 각각의 컬러에 대응하는 스펙트럼 범위들에 대해 개별적인 광 필드들을 추정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기의 복수의 위치들에 대하여 개별적으로 기여하는 발광 소자들로부터의 광을 결정 및 합산함으로써, 상기 공간 광 변조기에서 상기 광 필드를 추정하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 광 필드를 추정하는 단계는 각각의 상기 발광 소자에 대한 구동 신호에 기초하여 상기 개별적으로 기여하는 발광 소자들로부터의 광의 기여들을 결정하는 단계 및 합산하는 단계를 포함하는, 디스플레이 방법.
  23. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광대역 발광 소자들로부터의 광과 기본 컬러 발광 소자들로부터의 광을 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 광대역 발광 소자들로부터의 광의 양과 상기 기본 발광 소자들로부터의 광의 양의 비는 적어도 대표적인 색도에 기초하는, 디스플레이 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 대표적인 색도에 대한 MacAdam 타원(MacAdam ellipse)의 크기의 적어도 일부에 기초하여 광을 혼합하는 단계를 포함하고,
    MacAdam 타원이 더 큰 색도들에 대해 MacAdam 타원이 더 작은 색도들에 대해서보다 더 많은 광대역 광이 제공되는, 디스플레이 방법.
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