各种显示器中的全局光补偿
阅读：916发布：2021-06-05
专利汇可以提供各种显示器中的全局光补偿专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且确定显示设备的 显示面板 的非均匀照射模式。非均匀照射模式包括在显示面板的第一和第二空间区域中的一个或多个照射属性的不同的值。照射补偿模式是至少部分地基于非均匀照射模式生成的。照射补偿模式被配置为均匀化在显示面板的包括第一和第二空间区域的多个空间区域中的照射属性的值，并在显示设备中实现。，下面是各种显示器中的全局光补偿专利的具体信息内容。
1.一种用于控制侧光式显示设备的方法，包括：
确定侧光式显示设备的显示面板的非均匀照射模式，该非均匀照射模式包括在显示面板的第一空间区域中的照射属性的第一值和在显示面板的第二空间区域中的同一照射属性的第二值，第二空间区域不同于第一空间区域，第二值不同于第一值，显示面板包括多个空间区域，这多个空间区域包括第一空间区域和第二空间区域，其中该非均匀照射模式由代表相对于特定白点和/或特定色域的偏差的变换矩阵或变换函数来表示，该变换矩阵或变换函数依赖于表示显示面板的单个维度的单个变量并且捕获在该单个维度上的原色成分的梯度模式；
至少部分地基于非均匀照射模式生成照射补偿模式，该照射补偿模式被配置为均匀化在包括第一空间区域和第二空间区域的所述多个空间区域中的照射属性的值，其中照射属性表示原色成分的亮度级；及
利用侧光式显示设备的一个或多个光调制层来实现照射补偿模式，
其中，
至少部分地由侧光式显示设备的量子点QD层来生成非均匀照射模式，
利用得自于实现照射补偿模式的算法补偿的驱动值来控制在所述一个或多个光调制层中的光阀，
并且其中，
照射补偿模式包括用于使非均匀照射模式不起作用的逆变换矩阵或逆变换函数，用于显示设备的非均匀照射模式的确定和照射补偿模式的生成被迭代地执行，使得照射补偿模式是通过调整一个或多个先前生成的照射补偿模式来表示的。
2.一种侧光式显示设备，包括被配置为执行如权利要求1所述的方法的部件。
3.一种用于控制侧光式显示设备的装置，包括处理器，该处理器被配置为执行如权利要求1所述的方法。
4.一种非临时性计算机可读存储介质，存储有软件指令，当软件指令被一个或多个处理器执行时使得如权利要求1所述的方法被执行。
5.一种计算设备，包括一个或多个处理器和存储指令集的一个或多个存储介质，当指令集被一个或多个处理器执行时使得如权利要求1所述的方法被执行。
各种显示器中的全局光补偿
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年3月26提交且标题为“Global Light Compensation in a Variety of Displays”的美国临时申请No.61/970,804的优先权，该申请的整体通过引用被结合于此。
技术领域
[0003] 本发明一般地涉及显示技术，并且更具体而言，涉及利用直下式(direct-lit)或侧光式(side-lit)光单元的显示技术。
背景技术
[0004] 被用来照射包括光阀(例如，LCD像素或子像素)的显示面板的背光常常遭受光场不均匀性和色移。结果，显示面板会呈现在图像的某些区域中包含不期望的颜色色调的图像。虽然这种视觉伪像在各式各样的显示器中存在，但是不均匀性和色移的实际模式依赖于显示器中所使用的不同背光设计和部件。
[0005] 例如，包括用来生成不同原色的光的量子点片的背光可能无法跨显示面板的所有区域以原色的相同均匀比例生成光。直下式显示器会相对突出地朝着显示面板的边缘显示出非均匀性和色移。侧光式显示器会沿着显示面板的空间方向显示出非均匀性和色移的梯度模式。
[0006] 因此，由于所涉及的大量相对昂贵的光学、音频、电子和机械部件以及将所有这些集成到单个系统中的复杂性，工程设计和制造具有宽色域(color gamut)和高亮度的显示器系统已被许多显示器制造商认为是昂贵的努力。
[0007] 本节中描述的方法是可以被实行的做法，但不一定是先前已构思或实行的做法。因此，除非另外指出，否则不应当凭其包括在本节中而假设在本节中描述的任何方法有资格作为现有技术。类似地，除非另有说明，否则关于一个或多个方法识别出的问题不应当基于本节而假设已在任何现有技术中被识别出。
附图说明
附图说明
[0008] 本发明是作为例子而不是作为限制在附图的示图中示出的，其中相似的标号指相似的元件并且其中：
[0009] 图1A、图1B和图1C示出了示例显示系统配置；
[0010] 图2A示出了照射中的示例非均匀性；
[0011] 图2B示出了白点的示例偏差；
[0012] 图3A示出了显示设备的示例配置；
[0013] 图3B示出了显示设备中的示例光补偿；
[0014] 图4A和图4B示出了具有光补偿层的示例显示设备配置；
[0015] 图5示出了示例处理流程；及
具体实施方式
[0017] 涉及全局光补偿技术的示例实施例在本文进行描述。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。但是，很显然，本发明可以在没有这些具体细节的情况下进行实践。在其它情况下，众所周知的结构和设备没有以详尽的细节进行描述，以避免不必要地闭塞、模糊或混淆本发明。
[0018] 示例实施例在本文中根据下面的大纲进行描述：
[0019] 1.总体概述
[0020] 2.结构概述
[0021] 3.非均匀照射模式
[0022] 4.光补偿
[0023] 5.光补偿实现
[0024] 6.光补偿层
[0025] 7.示例处理流程
[0026] 8.实现机制-硬件概述
[0027] 9.等同物、扩展、替代方案和杂项
[0028] 1.总体概述
[0029] 本概述给出本发明实施例的一些方面的基本描述。应当指出，本概述不是实施例的各方面的广泛的或详尽摘要。而且，应当指出，本概述不意在被理解为识别实施例的任何特别显著的方面或元素，也不是特别描绘实施例的任何范围，也不是一般而言的本发明。本概述仅仅是以浓缩和简化的格式给出与示例实施例相关的一些概念，并且应当被理解为仅仅是以下示例实施例的更详细描述的概念性前奏。
[0031] 在一些实施例中，为了照射显示面板的接收表面，来自BLU的背光穿过多个部件，诸如一个或多个光学堆叠、一个或多个光再生层、一个或多个光再循环层，等等。在非限制性示例实现中，从BLU发射的蓝色或UV光可以穿过包括一种或多种不同类型的量子点的量子点层，以便将蓝色或UV背光的至少一部分转换成一种或多种特定类型的可见颜色的光，使得照射在显示面板的接收表面上的光是白光。
[0032] 其亮度和颜色合成二者(例如，如在视频标准中定义的白点，等等)对显示面板的每个像素都恒定的光照射是难以实现的。即使使用均质材料和部件，由于与几何位置、老化、用途等相关的因素，在显示面板的一些空间区域中的光再生效率也会不同于同一显示面板的一些其它空间区域中的光再生效率。例如，具有蓝色背光的直下式显示面板可以在显示面板内部的大部分表现出相对恒定白色的照射模式，但是，由于(例如，红色和绿色光，等等)光再生的低效，在显示面板的边缘附近具有变化的蓝色阴影。类似地，由于由与光源距离的不同造成的(例如，红色和绿色光，等等)光再生的效率的差异，侧光式显示面板可能表现出梯度照射模式。
[0033] 在一些实施例中，显示面板的接收表面上的非均匀照射模式(non-uniform illumination pattern)可以对于显示设备中的一个或多个部件确定。这些部件可以包括但不仅限于，BLU、光学堆叠、光再生层、光再循环层等等当中任何一个。非均匀照射模式可以在设备设计时、在设备校准时、在工厂、在现场等等利用仿真工具、参考显示设备、非均匀照射模式应用到其的具体显示设备等等来确定。
[0034] 基于显示设备的一个或多个部件的非均匀照射模式，使在显示面板上的光照射的不均匀性不起作用或减轻这种不均匀性的照射补偿模式(illumination compensation pattern)可以在显示设备中生成并实现。在一些实施例中，生成非线性的一个或多个部件中的至少一个可以利用生成补偿的部件被修改、替换等等。在一些实施例中，附加的部件可以结合生成非均匀照射模式的一个或多个部件一起使用，以提供对非均匀照射模式的光补偿。例如，QD层可被修改或添加，使得更多的红色和绿色QD材料部署在边缘附近，以便对在边缘附近表现出蓝色色调的非均匀照射模式提高非蓝色光的光再生效率。在边缘附近具有黄色色调的滤色器层可以代替常规的滤色器层或与其结合使用。现有的光源可被修改、替换等等，和/或附加的光源可被配置在边缘附近，用于生成使光照射中的非均匀性不起作用或减轻这种不均匀性的照射补偿模式。
[0035] 在一些实施例中，可以至少部分地利用光调制层和生成控制光调制层的像素控制数据的光补偿模块来实现照射补偿模式，使得通过光调制层的透射光表示和实现照射补偿模式。例如，光调制层可被控制为消除非均匀照射模式中的颜色色调，使得共同的白点、共同的色域等等由显示面板的所有空间区域中的像素支持。光调制层可以是对基于包括要被呈现的图像帧的图像数据来控制的(例如，主，等等)光调制层的附加，或者可以与其相同。具体而言，在一些实施例中，光调制层可以基于包括要被呈现的图像帧的图像数据和包括照射补偿模式的实现的像素控制数据二者来联合控制。
[0036] 在一些实施例中，用于显示设备的非均匀照射模式的确定和照射补偿模式的生成在显示设备在现场(例如，向最终用户等等)发行之前执行。在一些实施例中，用于显示设备的非均匀照射模式的确定和照射补偿模式的生成可在显示设备在现场(例如，向最终用户，等等)发行之后偶尔、按需、定期地执行等等。在一些实施例中，用于显示设备的非均匀照射模式的确定和照射补偿模式的生成也可以迭代地执行，使得后续的照射补偿模式可以通过调整一个或多个先前生成的照射补偿模式来表示。
[0037] 在一些实施例中，显示设备的显示面板的观看表面的测试图像可以由外部设备拍摄。这些测试图像可以由外部设备和/或显示设备进行分析，以便在显示设备中确定光照射中的任何非均匀性、生成照射补偿模式、实现照射补偿模式等等。
[0038] 在一些实施例中，一种方法包括提供如本文所描述的显示系统。在一些实施例中，如本文描述的机制构成显示系统的一部分，包括但不限于手持式设备、平板计算机、影院系统、户外显示器、游戏机、电视机、膝上型计算机、上网本计算机、蜂窝无线电电话、电子书籍阅读器、销售终端点、台式计算机、计算机工作站、计算机信息亭、PDA以及各种其它类型的终端和显示器单元。
[0039] 对本文描述的优选实施例以及一般原理和特征的各种修改将是本领域技术人员容易理解的。因此，本公开内容并非意在局限于所示出的实施例，而是要符合与本文描述的原理和特征一致的最广范围。
[0040] 2.结构概述
[0041] 图1A示出了示例显示系统配置，其包括背光单元(BLU)110、第一光学堆叠108、光再生层106、第二光学堆叠104、滤色器层102，等等。像素结构可以在图1A中所示的一个或多个层中实现。在一示例实施例中，被用来调制透射光的光强度的像素结构嵌在滤色器层(102)和第二光学堆叠(104)中，滤色器层可以包括用于对应像素(或子像素)的不同颜色的过滤器，第二光学堆叠可以包括用于对应像素的液晶单元结构。
[0042] 图1B示出了示例侧光式显示系统配置。如图1B中所示，一个或多个光源112-1被配置为在不同于(例如，垂直于)光透射方向的侧方向将光注入到BLU 110-1中的光导，其中像素被侧光式显示系统中的透射光照射。
[0043] 图1C示出了示例直下式显示系统配置。如图1C中所示，一个或多个光源112-2被配置为在类似于(例如，基本上对齐于)光透射方向的方向将光注入到BLU 110-2中，其中像素被直下式显示系统中的透射光照射。其它光注入方法，包括但不限于结合侧光式和直下式光注入方法二者的那些方法，也可以用在如本文所述的显示系统中。
[0044] 由如本文所述的光源(例如，112-1、112-2等等)注入的光可以包括各种光波长分布模式当中一种或多种(例如，小于1nm、小于5nm、5nm和30nm之间(包括5nm和30nm)、大于30nm等等的光谱成分)。在BLU(例如，110、110-1、110-2，等等)中注入的光可以包括但不限于：蓝光、紫光、紫外光等等当中一个或多个。
[0045] 显示系统(例如，LCD显示系统)中的滤色器可以从供应商到供应商而异。在一些实施例中，滤色器可被预先配置为吸收大部分不具有在滤色器的通带中的波长的光。在一些实施例中，滤色器可被预先配置为拒绝大部分不具有在滤色器的通带中的波长的光。
[0046] 诸如量子点的光再生材料可被选择为生成在特定波长带中的光。在一些实施例中，光源(例如，112-1、112-2，等等)被配置为发射蓝光；光再生层(例如，106，等等)包括被配置为将蓝光的一部分但不是全部转换成绿和红光的光再生材料。未转换的蓝光和从蓝光转换成的绿和红光可以在被照射表面(例如，扩散器表面、LCD层等等)上提供或多或少白光。
[0047] 应当指出的是，除蓝色光源之外的其它光源可被用于光再生。例如，代替蓝色光源或与其结合的UV光源可被用来从诸如蓝色量子点、红色量子点、绿色量子点等等的光再生材料生成诸如蓝色、红色、绿色的可见光。应当指出的是，除红、绿、蓝色之外的其它原色也可以被使用(例如，代替红、绿和蓝色；与红、绿和蓝色结合；等等)来进行照射。还应当指出的是，多于三种、三种、少于三种原色可以在由显示系统采用的色彩系统中使用。
[0048] 光再生层可以(但不限于)通过向(例如，现有的或新的)光学层添加QD、远程荧光粉(RP)或其它光再生材料来形成。光再生材料可被涂覆、附连、掺杂或以其它方式部署在光学层的顶表面、底表面或这两个表面上。光再生材料也可以嵌在光学层内。光再生材料可以利用各种部署方法的任意组合或次序部署在光学层中。
[0049] 显示系统(例如，如图1A、图1B或图1C等等中所示)可以包括具有图像呈现表面的显示面板。显示面板可以利用一个或多个部件(例如，偏光片、基板、液晶层、过滤器、开关元件、电极等等)来实现并且包括在矩形阵列模式中、在非矩形阵列模式中等等的多个像素或像素结构。
[0050] 3.非均匀照射模式
[0051] 理想的是，显示面板的多个像素中每个像素利用包括光颜色组合的完全相同成分的恒定光照射(例如，产生如在诸如BT.709等等标准或规范中定义的白点)。但是，照射的均匀性是难以实现的，即使均质材料或部件被用来生成照射。例如，当诸如QD片的光再生层(例如，106，等等)被用作背光单元(例如，110、110-1、110-2等等)的一部分或者与其结合时，在光再生层(106)的不同空间位置的光生成/转换可能不同。
[0052] 仅仅为了说明的目的，光再生层(106)具有矩形的形状。与在光再生层(106)的矩形的中间的光生成/转换相比，在光再生层(106)的矩形的边缘的光生成/转换会相对低效。这可能由多种因素造成，包括但不限于在光再生层(106)的边缘的光再循环不足。
[0053] 包括光再生层和非光再生层的各种光学部件遭受非均匀性影响。例如，来自显示系统的BLU(例如，110、110-1、110-2等等)的光发射可能在显示系统中显示面板的不同空间区域不同地恶化，这是因为，相对于在照射显示面板的其它空间区域的BLU中的光发射器，在照射显示面板的某些空间区域的BLU中的光发射器可能被过度使用。空间上不同的老化效应也会影响显示系统中各种光学部件中任意一个，从而造成空间非均匀的照射。
[0054] 图2A示出了如由直下式显示系统生成的照射中的示例非均匀性。在一些场景中，由于低效的光生成/转换，当蓝光被用来生成其它原色时，被照射表面的边缘示出了可察觉的蓝色增加。类似地，诸如图1B中所示的侧光式显示系统可能生成形式为沿一个或多个空间方向(例如，相对于由侧光式光源112-1的光注入方向的纵向方向、垂直于该纵向方向的横穿方向等等)的一个或多个梯度模式的照射的非均匀性。
[0055] 图2B示出了由于照射的非均匀性而在显示面板的不同空间区域中造成的白点的示例偏差。如在图2B中可以看到的，显示面板的像素的白点可能不位于单个点，而是可能沿色域204中的曲线202分布。
[0056] 照射的空间非均匀性影响显示面板的不同空间区域的一个或多个照射属性。照射属性的例子包括但不仅限于：白点、色域、对比度、暗电平、亮电平等等当中任何一个。显示面板的不同空间区域中亮度级的非均匀性和颜色光成分的非均匀性可以在这些不同的空间区域中造成非均匀的白点、色域、对比度、暗电平、亮电平等等。在显示面板的不同空间区域中颜色光成分的差异会造成在显示面板的不同空间区域中空间变化的非均匀不饱和色彩、非均匀色移等等。在显示面板的不同空间区域中亮度级的差异会造成在显示面板的不同空间区域中空间变化的非均匀灰度级变化、对比度变化、暗电平变化、亮电平变化等等。结果，即使在复杂的显示系统中，视觉伪像也可以容易地被用户观察到。
[0057] 在一些实施例中，确定与包括显示面板的显示设备的一个或多个设备部件有关的显示面板上的非均匀照射模式。这些设备部件可以包括但不仅限于：背光单元(110)、第一光学堆叠(108)、光再生层(106)、第二光学堆叠(104)、滤色器层(102)等等当中一个或多个。在一些实施例中，非均匀照射模式包括在显示面板的不同空间区域中变化的一个或多个照射属性的实测值。例如，第一实测值可以对于显示面板的第一空间区域中的照射属性确定，而与第一实测值不同的第二实测值可以对于与显示面板的第一空间区域不同的显示面板的第二空间区域中的照射属性确定。
[0058] 依据如本文所述的技术，非均匀照射模式可以由各种方法当中一种或多种来确定。在一些实施例中，一个或多个亮度照射属性直接在亮度补偿将被应用到其的特定显示设备上进行测量。该特定显示设备的亮度的照射属性的直接测量可被用来构造/检测/确定该特定显示设备的诸如图2A和图2B中所示的非均匀照射模式。
[0059] 在一些实施例中，一个或多个亮度的照射属性在表示亮度补偿将被应用到其的一类显示设备的参考显示设备上进行测量。参考显示设备的亮度的照射属性的测量可被用来构造/检测/确定这一类显示设备的诸如图2A和图2B中所示的(例如，代表性的、参照等等)非均匀照射模式。一类显示设备中的示例显示设备可以包括但不仅限于：实现与参考显示设备的光学设计相似或相同的光学设计的多个显示设备。从参考显示设备确定的非均匀照射模式可被用来表示这一类显示设备中任一显示设备的非均匀照射模式。
[0060] 在一些实施例中，一个或多个仿真工具可被用来仿真亮度补偿将要应用到其的一类显示设备的光学设计。一个或多个亮度的照射属性可以基于由仿真工具生成的仿真数据来计算确定。显示设备模型的亮度的照射属性的计算值可被用来构造/检测/确定这一类显示设备的诸如图2A和图2B中所示的(例如，代表性的、参照等等)非均匀照射模式。一类显示设备中的示例显示设备可以包括但不仅限于：实现与由仿真工具等仿真的显示设备的光学设计相似或相同的光学设计的多个显示设备。由仿真工具确定的非均匀照射模式可被用来表示这一类显示设备中任一显示设备的非均匀照射模式。
[0061] 应当指出的是，确定非均匀照射模式的方法不一定是相互排斥的。在一些实施例中，仅单个方法被用来确定特定显示设备的非均匀照射模式。在一些实施例中，两种或更多种不同方法结合起来确定特定显示设备的非均匀照射模式。
[0062] 依据如本文所述的技术，显示设备的非均匀照射模式的确定可以在任何各种时间进行，诸如在设备设计时、在工厂时(例如，作为工厂校准的一部分，等等)、在显示设备已被发行使用之后等等。非均匀照射会随时间的推移而变。在一些实施例中，随时间的推移对特定设备的非均匀照射模式的确定可以偶尔、定期、按需进行等等。这种确定也可以是迭代的；例如，稍后的确定可以使用早期确定的结果(诸如工厂测量)作为基础，以便确定照射的非均匀性的任何变化、确定光补偿的任何对应变化等等。
[0063] 非均匀照射模式的确定可以使用或可以不使用一个或多个测试图像。在一些实施例中，可被预编程或存储在显示设备的灰度级(例如，黑色、灰色、白色、红色、绿色、蓝色、均匀等等)测试图像可被用来确定显示面板的不同空间区域的非均匀照射。
[0064] 在一些实施例中，各种电压电平(例如，最大值、中间、最小值、常数、模式化的、串行、并行等等)可以(例如，通过电极，等等)施加到光调制层，而没有测试图像，以确定显示面板的不同空间区域中的非均匀照射。
[0065] 在一些实施例中，一个或多个彩色成像仪器、彩色计量设备等等被用来通过一种或多种扫描或非扫描方法在像素级、在空间区域级等等测量照射。在一些实施例中，根据照射测量的结果获得在像素、空间区域等等的颜色空间值，诸如CIE X、Y、Z值、RGB颜色等等。这些颜色空间值可被用来在像素级、在空间区域级等等确定个体白点和色域，从其得出非均匀照射模式。在一些实施例中，矩阵、表格、(例如，分析、非分析、分段等等)函数、曲线段、直线段等等可被用来表示或近似非均匀照射模式。
[0066] 4.光补偿
[0067] 在一些实施例中，可以基于非均匀照射模式来确定或创建照射补偿模式。在一例子中，相对于特定白点、特定色域的空间上变化的偏差或非均匀性可以由变换矩阵表示(例如，多个3×3矩阵，每个矩阵表示从定义特定白点的CIE X、Y和Z、从定义特定色域的RGB值等等的变换)。使得由变换矩阵表示的偏差和非均匀性不起作用的逆变换矩阵可以作为变换矩阵的逆来计算。逆变换矩阵可被用来表示需要在显示设备中实现以抗衡空间变化的偏差或非均匀性的照射补偿模式。
[0068] 在另一个例子中，相对于特定白点、特定色域的偏差或非均匀性可以由变换函数来表示。使得由变换矩阵表示的偏差和非均匀性不起作用的逆变换函数可以作为变换函数的逆函数来计算。逆变换函数可被用来表示需要在显示设备中实现以抗衡空间变化的偏差或非均匀性的照射补偿模式。
[0069] 应当指出的是，如以上所讨论的，变换矩阵、变换函数、[逆变换矩阵、逆变换函数]等等可以对于不同水平的空间粒度生成。例如，如本文所述的变换矩阵、变换函数等等可以对于显示面板的每个像素、每个像素块、每个空间区域等等生成。此外，可选地，或者作为替代地，如本文所述的变换矩阵、变换函数等等可以与特定的颜色、与两种或更多种颜色等等相关。在一些实施例中，变换矩阵中的元素可以由函数表示。在一些实施例中，变换函数可被表示为具有多个元素的向量、矩阵等等。
[0070] 应当指出的是，表示空间变化的偏差和非均匀性的其它方式可以代替如上面讨论的变换矩阵和变换函数或者与其结合来使用。类似地，表示空间变化的照射补偿的其它方式可以代替如上面讨论的逆变换矩阵和逆变换函数或者与其结合来使用。
[0071] 在一些实施例中，显示面板上的像素、空间区域的空间位置可以由诸如x和y的坐标来表示，其中x表示第一维并且y表示不同的第二维。如上面讨论的变换矩阵、变换函数、前者的逆等等可以是一般依赖于像素的空间位置(例如，如由x和y的值表示的，等等)、空间区域等等并随之变化的表达式。
[0072] 在一些实施例中，这些表达式当中一个或多个可被进一步精简成更简单表达式的乘积或通过其来近似。在一些实施例中，两个变量x和y的变换函数可以由单变量的两个函数的乘积近似，或者被分解成单变量的两个函数的乘积，这两个函数中一个是x的函数，而另一个是y的函数。例如，在直下式显示设备中x的函数可被用来捕获原色在显示面板的第一维的中间的相对恒定的成分和原色在显示面板的第一维的边缘附近的相对变化的成分。类似地，在直下式显示设备中y的函数可被用来捕获原色在显示面板的第二维(例如，垂直于第一维，等等)的中间的相对恒定的成分和原色在显示面板的第二维的边缘附近的相对变化的成分。在一些实施例中，两个变量x和y的变换函数可以由单个变量的函数近似或者被分解成单个变量的函数。例如，变换函数可在侧光式显示设备中被精简成捕获原色在显示面板的第一维中的成分的梯度模式的x的单个函数，这是因为原色的成分可以沿显示面板的第二维(例如，垂直于第一维，等等)相对恒定。
[0073] 在一些实施例中，非均匀校正、扰动等等可被添加到变换矩阵、变换函数等等。在一些实施例中，分析函数，诸如包括零次项、一次项、二次项等等的多项式表达式，可被用来近似一个或多个表达式或其中的一个或多个函数因子/项。在一例子中，零次项可被用作捕获原色的成分中相对恒定的模式的主项，而一次项(例如，分段的线性段，等等)可被用作捕获对显示面板边缘附近的相对恒定模式的小幅度改变的校正/扰动项。在另一个例子中，一次项可被用作捕获梯度模式的主项，而二次项可被用作捕获对梯度模式的小幅度改变的校正/扰动项。
[0074] 因此，依赖于对准确度的需求(例如，具有高准确度的高端设备，等等)，例如，可在各种实施例中使用近似非均匀照射模式和照射补偿模式的各种方式，以简化非均匀性测量处理、压缩实时或接近实时地执行光补偿所需的操作参数值的量、简化制造光补偿部件的任务等等。
[0075] 在一些实施例中，代替对x和y的每种可能组合执行照射测量，照射测量可以在两条截面线中对x和y进行。在这两条截面线中的照射测量的结果可被用来近似、外推、导出整体照射模式等等。
[0076] 在一些实施例中，为了生成相对准确的非均匀照射模式，可以在一些空间区域附近(诸如显示面板的边缘)比在其它空间区域(诸如显示器的中心)或附近执行更多照射测量。
[0077] 5.光补偿实现
[0078] 显示设备中的照射补偿模式可以利用各种照射补偿技术当中一种或多种来实现。光补偿技术的例子可以包括但不限于以下任何一种：利用空间非均匀(或非均质)光再生层光取代均质光再生层、添加空间非均匀光再生层、利用具有空间非均匀模式的滤色器层取代具有空间恒定模式的滤色器层、添加具有空间非均匀模式的滤色器层、利用发射空间非均匀(或非均质)光的BLU取代发射均质光的BLU、添加光发射器来补偿显示面板的特定空间区域中的一种或多种弱的或不饱和的颜色、利用光补偿逻辑增强一个或多个光调制层的光调制、添加由光补偿逻辑调制的光调制层等等。
[0079] 图3A示出了显示设备的示例配置，其可以包括如图1A、图1B或图1C中所示的一个或多个部件。显示控制器302可以与图像数据源306(例如，机顶盒、联网的服务器、存储介质等等)可操作地耦合并被配置为从图像数据源(306)接收图像数据。图像数据可以由图像数据源(306)以各种方式提供，包括但不仅限于：从广播、从基于因特网的系统、经由高清晰度多媒体接口(HDMI)、无线网络接口、其它设备(例如，机顶盒、服务器、存储介质等等)提供等等。根据来自内部或外部源的图像数据解码或生成的图像帧可以被显示控制器(302)用来驱动显示设备的多个部件。例如，显示控制器(302)可被配置为控制显示设备的一个或多个光源来照射显示设备的显示面板300、基于图像帧设置显示设备的显示面板(300)中的像素的光调制状态等等。
[0080] 在一些实施例中，此外、可选的或作为替代，显示控制器(302)包括被配置为控制显示设备的一个或多个部件用于照射补偿的照射补偿模块304。
[0081] 图3B示出了显示设备(例如，如图3A中所示的显示设备，等等)中的示例光补偿。在一些实施例中，显示面板(例如，图3A的300，等等)利用背光(例如，BLU、BLU和诸如QD片的光再生层、涂有诸如QD薄膜的光再生层的BLU、通过光学堆叠等等)以空间上非均匀的照射模式310被照射。
[0082] 在一些实施例中，显示设备或其中的照射补偿模块(例如，图3A的304，等等)被配置为生成或修改像素数据，诸如LCD像素数据312，以包括用于原色的特定像素数据截面，诸如生成使得在空间非均匀照射模式310中表现出的非均匀照射模式不起作用的非均匀照射补偿模式的LCD像素数据截面314。利用LCD像素数据(312)实现的LCD像素数据截面(314)可被配置为作为显示面板中相对于显示面板中参考位置/点的位置/距离的函数来调整照射。
[0083] 如图3B中所示，LCD像素数据截面(314)可被配置为提高包括诸如前表面316的被照射表面的显示面板(例如，图3A的300，等等)的边缘附近的红光。此外、可选地或者作为替代，为了补偿非均匀照射模式(310)中相对大的红光损失，利用LCD像素数据(312)实现的LCD像素数据截面(314)还可被配置为在一定程度上衰减显示面板(300)的边缘附近的绿色和蓝色光。结果，如由前表面(316)表示的显示面板(300)的被照射表面利用如下照射模式被照射：其中非均匀照射模式(310)已经在很大程度上或完全被由LCD像素数据截面(314)表示的光补偿模式使得不起作用或校正。
[0084] 在一些实施例中，诸如图3A的304等等的光补偿模块可被配置为修改基于由图像数据源(例如，图3A的306，等等)提供的图像数据(例如，由图3A的显示控制器，等等)生成的图像呈现像素控制数据，以控制一个或多个光调制层(例如，图1A的光学堆叠104中的光调制层，等等)中的像素，用于呈现在图像数据中表示的图像帧。图像呈现像素控制数据的修改是要创建整体照射补偿模式–其与图像帧分离、与图像帧重叠、与图像帧叠加，等等–其独立于图像数据(例如，不随其变化，等等)并且使得如由显示设备的其它部件生成的非均匀照射模式不起作用。在一些实施例中，此外、可选地或作为替代，光补偿模块(304)可被配置为确定要由显示面板(300)的(例如，所有、超过大阈值百分比(诸如所有像素的98％)等等)像素支持的共同的白点、共同的色域等等，根据要由显示面板(300)的像素支持的共同的白点、共同的色域等等修改图像呈现像素控制数据，等等。
[0085] 在一些实施例中，诸如图3A的304等等的光补偿模块可被配置为生成照射补偿控制数据，该数据与基于由图像数据源(例如，图3A的306，等等)提供的图像数据(例如，由图3A的显示控制器302，等等)生成的图像呈现像素控制数据分开，以控制在一个或多个光调制层(例如，在图1A的光学堆叠104中的光调制层)中的像素，用于呈现在图像数据中表示的图像帧。照射补偿控制数据是要控制与由图像呈现像素控制数据控制的一个或多个光调制层分开的一个或多个附加光调制层的像素、像素块、空间区域等等，创建具有一个或多个附加光调制层的整体照射补偿模式。照射补偿控制数据独立于图像数据(例如，不随其变化，等等)并且使得如由显示设备的其它部件生成的非均匀照射模式不起作用。
[0086] 在一些实施例中，非均匀照射模式可以在像素级、在像素块级、在空间区域级等等影响白点和色域二者。在显示面板的一些空间区域中的色域可以相对于在显示面板的一些其它空间区域中的其它色域被偏置。在一些实施例中，跨显示面板的所有或基本上所有空间区域的色域的非均匀性可以通过跨所有区域的最大程度被共同支持的色域来实现。例如，在中心的图像部分可以被去饱和到一定程度，以匹配非中心空间区域中的色域。在一些实施例中，光补偿模块(例如，图3A的304，等等)可被配置为确定要由显示面板(例如，图3A的300，等等)的(例如，所有、超过大阈值百分比(诸如所有像素的98％)等等)像素支持的共同的白点、共同的色域等等，根据要由显示面板(300)的像素支持的共同的白点、共同的色域等等生成照射补偿控制数据，等等。
[0087] 显示设备的部件随时间的推移而改变。例如，背光会随时间的推移从其出厂发行/校准的属性恶化。这种恶化会造成来自照射的非均匀性的视觉伪像，尤其是在直下式显示设备中。在光再生层中的量子点颜色的比率可以随时间的推移、由于不均匀的使用、老化等等而改变。高动态范围显示设备会相对容易受这些变化的影响，因为这些显示设备中的照射可能相对强烈。
[0089] 在一些实施例中，显示设备的照射补偿模块(例如，图3A的304，等等)被配置为在显示设备交付给终端用户之后进行对照射补偿的调整。该调整可以实时地、偶尔、定期或按需进行等等。在一些实施例中，用户可以向显示设备提供用户输入，以选择或控制是否要在显示面板(例如，图3A的300，等等)的不同空间区域中实现特定照射补偿以及要实现何种特定照射补偿。在一些实施例中，诸如带相机的外部设备的外部设备可被用来捕获显示面板(例如，图3A的300，等等)的测试图像(例如，白色测试图像、蓝色测试图像、红色测试图像、绿色测试图像等等)。由外部设备捕获的测试图像可被提供给显示设备，显示设备被配置为分析测试图像、基于测试图像确定空间非均匀的照射模式、对现有照射补偿模式进行调整等等。在一些实施例中，对光补偿的调整可以迭代地进行。在一些实施例中，独立于被呈现的图像帧的光补偿可以代替依赖于被呈现的图像帧的实时、动态等等光补偿被执行，或者作为替代与其结合地执行。
[0090] 6.光补偿层
[0091] 一个或多个光补偿层(例如，薄膜、片材，等等)可在显示设备的光学配置中使用。图4A示出了示例显示设备配置，其包括BLU110、第一光学堆叠108、光补偿层402-A、光再生层106、第二光学堆叠104、滤色器层102等等。光补偿层402-A可以是除光再生层(106)之外的附加的光再生层并且可被配置为生成与由图3B的LCD像素数据截面(314)所生成的照射补偿模式类似的照射补偿模式。如由光补偿层(402-A)表示的附加光再生层可以在被配置为在显示面板的一些空间区域中生成补偿彩色光的一个或多个特定空间非均匀分布模式中包括一种或多种类型的光再生材料，诸如量子点等等。此外、可选地或作为替代，代替光补偿层(402-A)或与其结合，光再生层(106)可以用在如下一个或多个空间非均匀特定分布模式中具有一种或多种类型的光再生材料(诸如量子点等等)的光再生层取代，所述一个或多个空间非均匀特定分布模式被配置为生成对在显示面板的一些空间区域中一些彩色光的薄弱之处进行补偿的照射。
[0092] 图4B示出了示例显示设备配置，其包括BLU 110、第一光学堆叠108、光补偿层402-B、光再生层106、第二光学堆叠104、滤色器层102等等。光补偿层402-B可以是除滤色器层(102)之外的附加滤色器层并且可被配置为具有生成与由图3B的LCD像素数据截面(314)所生成的照射补偿模式类似的照射补偿模式的光通带。如由光补偿层(402-B)表示的附加滤色器层可以在被配置为生成对显示面板的一些空间区域中的彩色光进行补偿的照射补偿模式的一个或多个特定的空间非均匀分布模式中包括一种或多种类型的滤色材料。此外、可选地或作为替代，代替光补偿层(402-B)或与其结合，滤色器层(102)可以用在如下一个或多个空间非均匀特定分布模式中具有一种或多种类型的滤色材料的滤色器层取代，所述一个或多个空间非均匀特定分布模式被配置为生成对显示面板的一些空间区域中一些彩色光的薄弱之处进行补偿的照射。
[0093] 在显示位置的BLU(例如，图1A的110，等等)、光学堆叠(例如，图1A的108或104，等等)、光调制层等等可以被添加光补偿层，或被修改成光补偿层。例如，BLU(110)可被修改(例如，通过涂覆在发光表面上的光学薄膜，等等)为生成如本文所述的照射补偿模式。类似地，附加的光补偿层可以结合BLU被添加，以生成照射补偿模式。
[0094] 应当指出的是，光补偿层不限于相对于其它层、部件等等被放在特定的位置。例如，执行照射补偿的附加滤色器层可以被放在原色滤色器层(例如，图1A的102，等等)前面、后面、相邻、远离等等。类似地，执行照射补偿的附加光再生层可被放在主再生层(例如，图1A的106，等等)前面、后面、相邻、远离等等。
[0095] 在其中诸如黄色等等的特定类型颜色的光缺乏的一些实施例中，光反射材料(例如，淡黄材料，等等)可以在各个层或空间区域中添加，以相对高效地再循环和再生特定类型的颜色的光。在其中诸如黄色等等的特定类型颜色的光缺乏的一些实施例中，光吸收材料可被特别选择放在各个层或空间区域中，以减少特定类型的颜色的光相对于其它类型的颜色的光的损失。
[0096] 如本文所描述的技术可以由各种显示设备实现。这些显示设备的例子可以包括，但不限于，双调制显示设备、多层调制显示设备、具有全局背光的显示设备、具有局部调光能力的显示设备等等当中任何一种。
[0097] 7.示例处理流程
[0098] 图5示出了示例处理流程。在一些实施例中，这个处理流程通过一个或多个计算设备或单元来执行。在方框502中，照射补偿系统(例如，实现照射补偿的显示设备、在一类显示设备中实现照射补偿的显示设备设计系统，等等)确定显示设备的显示面板的非均匀照射模式。非均匀照射模式包括在显示面板的第一空间区域中的一个或多个照射属性的第一值和在显示面板的不同的第二空间区域中的一个或多个照射属性的不同的第二值。显示面板包括多个空间区域，这多个空间区域包括第一空间区域和第二空间区域。
[0099] 在方框504中，照射补偿系统至少部分地基于非均匀照射模式生成照射补偿模式。照射补偿模式被配置为均匀化(homogenize)在包括第一空间区域和第二空间区域的多个空间区域中的一个或多个照射属性的值。
[0100] 在方框506中，照射补偿系统在显示设备中实现照射补偿模式。
[0101] 在一实施例中，非均匀照射模式是由包括背光单元(BLU)的一个或多个部件生成的。在一实施例中，BLU包括以下项中的一个或多个：激光光源、发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、光再生材料、光再循环部件、光导等等。在一实施例中，光再生材料包括以下项中的一个或多个：量子点材料、远程荧光粉材料等等。
[0102] 在一实施例中，显示设备包括：一个或多个背光单元(BLU)；被配置为调制透射通过显示面板的多个像素中的个体像素的光的一个或多个光调制层；被配置为向多个像素中的个体像素赋予指定的原色的一个或多个滤色器层；零个或更多个附加的光学堆叠；等等。在一实施例中，一个或多个BLU包括至少一个直下式BLU。在一实施例中，一个或多个BLU包括至少一个侧光式BLU。
[0103] 在一实施例中，利用一个或多个测试图像来确定非均匀照射模式。在一实施例中，利用直接照射来确定非均匀照射模式而无需测试图像。
[0104] 在一实施例中，基于关于参考显示设备执行的一个或多个照射属性的测量来确定非均匀照射模式，该参考显示设备表示包括该显示设备的一类显示设备。
[0105] 在一实施例中，基于关于该显示设备执行的一个或多个照射属性的测量来确定非均匀照射模式。
[0106] 在一实施例中，基于由仿真包括该显示设备的一类显示设备的一个或多个仿真工具生成的仿真数据来确定非均匀照射模式。
[0107] 在一实施例中，非均匀照射模式是在显示设备被交付给终端用户之后分别在一个或多个不同的时间确定的一个或多个非均匀照射模式之一。
[0108] 在一实施例中，照射补偿模式是参考先前为显示设备生成的一个或多个先前的照射补偿模式而被迭代地生成的。
[0109] 在一实施例中，两维非均匀照射模式被近似为一个或多个单变量函数的数学乘积。
[0110] 在一实施例中，非均匀照射模式被近似为单变量函数的乘积的数学级数和。
[0111] 在一实施例中，一个或多个照射属性包括白点、色域、对比度、暗电平或亮电平当中一个或多个。
[0112] 在一实施例中，第一空间区域和第二空间区域当中至少一个包括像素、像素块、表示显示面板的部分的其它空间区域等等当中一个或多个。
[0113] 在一实施例中，除了包括由含有要利用显示设备呈现的图像帧的图像数据控制的光阀的光调制层，还利用附加的光调制层来在显示设备中实现照射补偿模式；该附加的光调制层由不随图像数据中的图像帧变化的照射补偿模式来控制。
[0114] 在一实施例中，利用包括由含有要利用显示设备呈现的图像帧的图像数据控制的光阀的光调制层来在显示设备中实现照射补偿模式；该光调制层由图像数据和不随图像数据中的图像帧变化的照射补偿模式联合控制。
[0115] 在一实施例中，除了被配置为具有以显示设备的个体像素为基础影响原色的通带的滤色器层，还利用附加的滤色器层来在显示设备中实现照射补偿模式；该附加的滤色器层被配置为生成不随要由显示设备呈现的图像帧变化的照射补偿模式。
[0116] 在一实施例中，利用被配置为具有以显示设备的个体像素为基础影响原色的通带的滤色器层来在显示设备中实现照射补偿模式；该滤色器层被配置为生成不随要由显示设备呈现的图像帧变化的照射补偿模式。
[0117] 在一实施例中，除了非均匀照射模式部分地源自其的背光单元(BLU)，还利用附加的光源来在显示设备中实现照射补偿模式；这些附加的光源被配置为生成不随要由显示设备呈现的图像帧变化的照射补偿模式。
[0118] 在一实施例中，利用显示设备的背光单元(BLU)来在显示设备中实现照射补偿模式；该BLU被配置为生成不随要由显示设备呈现的图像帧变化的照射补偿模式。
[0119] 在一实施例中，显示设备包括：具有多个空间区域中的显示面板；以及被配置为实现照射补偿模式的一个或多个部件，该照射补偿模式是基于显示面板的非均匀照射模式而被生成的，该非均匀照射模式包括显示面板的第一空间区域中的一个或多个照射属性的第一值和显示面板的不同的第二空间区域中的一个或多个照射属性的不同的第二值，显示面板包括多个空间区域，这多个空间区域包括第一空间区域和第二空间区域。
[0120] 在一实施例中，显示设备被配置为执行任一上述方法。
[0121] 在一实施例中，一种装置包括处理器并被配置为执行任一上述方法。
[0123] 在一实施例中，计算设备包括一个或多个处理器和存储指令集的一个或多个存储介质，当指令集被一个或多个处理器执行时使得任一上述方法被执行。应当指出的是，虽然分开的实施例在本文中进行了讨论，但是本文讨论的实施例和/或部分实施例的任意组合可被组合以形成进一步的实施例。
[0124] 8.实现机制–硬件概述
[0125] 根据一个实施例，本文所描述的技术由一个或多个专用计算设备实现。专用计算设备可以是硬连线的以执行所述技术，或者可以包括诸如被永久性地编程以执行所述技术的一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的数字电子设备，或者可以包括编程为按照固件、存储器、其它储存器或者其组合中的程序指令执行所述技术的一个或多个通用硬件处理器。这种专用计算设备还可以合并定制的硬连线逻辑、ASIC或FPGA与定制的编程来实现所述技术。专用计算设备可以是台式计算机系统、便携式计算机系统、手持式设备、联网设备或者结合硬连线和/或程序逻辑来实现所述技术的任何其它设备。
[0126] 例如，图6是示出本发明的实施例可以在其上实现的计算机系统600的框图。计算机系统600包括总线602或者用于传送信息的其它通信机制，以及与总线602耦合用于处理信息的硬件处理器604。硬件处理器604可以是例如通用微处理器。
[0127] 计算机系统600还包括耦合到总线602用于存储信息和要由处理器604执行的指令的主存储器606，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备。主存储器606还可以用于在要由处理器604执行的指令执行期间存储临时变量或其它中间信息。当存储在处理器604可访问的非暂时性存储介质中时，这种指令使计算机系统600变成为执行指令中所规定的操作而定制的专用机器。
[0128] 计算机系统600还包括只读存储器(ROM)608或者耦合到总线602的其它静态存储设备，用于为处理器604存储静态信息和指令。提供了储存器设备610，诸如磁盘、光盘或固态驱动器，并且其耦合到总线602，用于存储信息和指令。
[0129] 计算机系统600可以经由总线602耦合到显示器612，诸如液晶显示器，用于向计算机用户显示信息。输入设备614，包括字母数字和其它键，耦合到总线602，用于向处理器604传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入设备是光标控制616，诸如鼠标、轨迹球或者光标方向键，用于向处理器604传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器612上的光标运动。这种输入设备通常具有在两个轴(第一个轴(例如，x)和第二个轴(例如，y))中的两个自由度，以允许设备在平面内指定位置。
[0130] 计算机系统600可以利用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文所述的技术，这些与计算机系统相结合，使计算机系统600或者把计算机系统600编程为专用机器。根据一个实施例，本文的技术由计算机系统600响应于处理器604执行包含在主存储器606中的一条或多条指令的一个或多个序列而执行。这种指令可以从另一存储介质(诸如储存器设备610)读到主存储器606中。包含在主存储器606中的指令序列的执行使处理器604执行本文所述的方法步骤。在备选实施例中，硬连线的电路系统可以代替软件指令或者与其结合使用。
[0131] 如在本文所使用的，术语“存储介质”指存储使机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何非暂时性介质。这种存储介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光或磁盘，诸如储存器设备610。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器606。存储介质的常见形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或者任何其它磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其它光学数据存储介质、任何具有孔模式的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其它存储器芯片或盒式磁带。
[0132] 存储介质与传输介质截然不同但是可以与其结合使用。传输介质参与在存储介质之间传送信息。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线602的配线。传输介质还可以采取声或光波的形式，诸如在无线电波和红外线数据通信中产生的那些。
[0133] 各种形式的介质可以参与把一条或多条指令的一个或多个序列携带到处理器604供执行。例如，指令最初可以在远端计算机的磁盘或固态驱动器上携带。远端计算机可以把指令加载到其动态存储器中并且利用调制解调器经电话线发送指令。位于计算机系统600本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并且使用红外线发送器把数据转换成红外线信号。红外线检测器可以接收在红外线信号中携带的数据并且适当的电路系统可以把数据放在总线602上。总线602把数据携带到主存储器606，处理器604从该主存储器606取回并执行指令。由主存储器606接收的指令可以可选地在被处理器604执行之前或之后存储在储存器设备610上。
[0134] 计算机系统600还包括耦合到总线602的通信接口618。通信接口618提供耦合到网络链路620的双向数据通信，其中网络链路620连接到本地网络622。例如，通信接口618可以是综合业务数字网络(ISDN)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或者提供到对应类型的电话线的数据通信连接的调制解调器。作为另一个例子，通信接口618可以是提供到兼容的局域网(LAN)的数据通信连接的LAN卡。无线链路也可以实现。在任何此类实现中，通信接口618都发送和接收携带表示各种类型信息的数字信号流的电、电磁或光信号。
[0135] 网络链路620通常通过一个或多个网络向其它数据设备提供数据通信。例如。网络链路620可以通过本地网络622提供到主计算机624或者到由因特网服务提供商(ISP)626操作的数据设备的连接。ISP 626又通过现在通常称为“因特网”628的全局分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络622和因特网628都使用携带数字数据流的电、电磁或光信号。通过各种网络的信号以及在网络链路620上并通过通信接口618的信号是传输介质的示例形式，其中信号把数字数据带到计算机系统600或者携带来自计算机系统600的数字数据。
[0136] 计算机系统600可以通过网络、网络链路620和通信接口618发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网例子中，服务器630可以通过因特网628、ISP 626、本地网络622和通信接口618发送应用程序的所请求代码。
[0137] 所接收的代码可以在其被接收时由处理器604执行，和/或存储在储存器设备610或其它非易失性储存器中供随后执行。
[0138] 9.等同物、扩展、替代方案和杂项
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