专利名称：调节第一、二颜色的第一、二光源产生的混合光的装置和方法
技术领域：
本发明一般地涉及背光照明的装置和方法，具体地说，本发明涉及用于调节由分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源所产生的混合光的装置和方法。
背景技术：
两种普通的背光照明(backlight)解决方案是白色发光二极管(LED)以及冷阴极荧光灯(CCFL)。在理论上，红-绿-蓝(RGB)LED更宽的色阶可以提供更好的背光照明解决方案。但是，比如成本、发光效率和功率耗损的这些因素在目前阻碍了将RGB LED作为背光照明解决方案的商业化应用。
发明内容
在一个实施方案中，混合光是使用分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源产生的。然后确定表示所述混合光的反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内。如果一个或多个反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节所述第一光源和第二光源之间的亮度比。
在另一个实施方案中，装置包括液晶显示器(LCD)、用于该LCD的背光、感应系统和控制系统。背光包括分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源。感应系统获取表示由背光所产生的混合光的反馈三色刺激值。控制系统被提供来(i)确定该反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内，以及(ii)如果一个或多个反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节第一光源和第二光源之间的亮度比。
本文还公开了本发明的其它实施方案。
在附图中图示了本发明示意性的以及当前优选的实施方案，其中图1图示了用于调节由分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源所产生的混合光的示例性方法；图2图示了光源的三色刺激值的移动；图3图示了第一光源和第二光源的三色刺激值可能的移动，以及双色光源的颜色设定点可以被限制于其中的基准三色刺激值的范围；和图4图示了用于调节由分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源所产生的混合光的示例性装置。
具体实施例方式
所提供的色阶(color gamut)比白色光源更宽但实现起来比RGBLED更可行的一种背光照明方法就是双色光源，该双色光源由分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源组成。举例来说，该第一光源和第二光源可以是白色光源和有色光源。白色光源可以采用CCFL或白色LED的形式，而有色光源则可以采用红色LED(即，红色光源)的形式。
采用双色光源的背光照明的一个问题在于它两个光源的光学特性可能会随着温度、驱动电流、老化和其它因素而变化。当这发生时，由该双色光源所产生的混合光的颜色可能漂移。如果使用LED来实现一个或两个光源，那么LED特性间的差异将会加剧颜色漂移的问题(因为在同一制造过程中LED特性在各批次之间可能不同)。
在比如液晶显示器(LCD)背光照明的应用中，颜色的一致性和均匀性是非常重要的。因此，就需要调节双色光源的颜色的装置。
为此，图1图示了方法100，其中使用具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源来产生混合光(102)。确定表示混合光的反馈三色刺激值是否落入基准三色刺激值的范围内(104)。如果一个或多个反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节第一光源和第二光源之间的亮度比(106)。
在图2和图3中所示的色度示了方法100的操作。举例来说，所示出的色度图是国际照明委员会(CIE)1931年颁布的色度图。但是，可以将其替代为其它形式的色度图。
在图2中，点A1指示了由白色光源在温度1所产生的光的三色刺激值；点B1指示了由红色光源在温度1所产生的光的三色刺激值；点D1指示了由基准三色刺激值所定义的目标“颜色设定点”。
现在考虑红色光源温度的改变，该温度的改变导致其三色刺激值的移动。点B2指示了由红色光源在温度2所产生的光的三色刺激值。由于红色光源的三色刺激值中这一变化，所以不再能够获得颜色设定点D1。现在最接近的可获得的颜色是由点D2定义的。
仅仅由CCFL或白光LED组成的背光系统假设背光的颜色设定点是不可调节的，而仅有背光的强度是可以调节的。另一方面，由RGB LED组成的背光系统假设背光的颜色设定点是可以被精确定义的(即，因为三个可调光源(即，红、绿和蓝色光源)的强度可以被调节来获得任何落入这三种光源的颜色之间的三角区域的颜色设定点)。但是，这两种假设都不适用于双色光源。这是因为，在第一光源和第二光源操作条件的任意给定组合下，每种光源仅仅产生单独的一组三色刺激值。于是，由两种光源所产生的混合光仅可以沿着连接这两组三色刺激值的直线被调节。
如果过去的颜色设定方法被应用于双色光源，那么对于不能被实现的颜色设定点它们将产生一种控制系统“振荡”。对于正在查看由双色光源背光照明的显示器的人而言，该“振荡”可以表现为显示器颜色可以看见的振动。方法100通过仅当混合光的反馈三色刺激值相对于基准三色刺激值在“范围之外”时调节第一光源和第二光源之间的亮度比率来防止(或至少减轻)这种振荡。
图3图示了基准三色刺激值的范围可如何被定义。在该图中，椭圆A指示了白色光源可能漂移通过(例如，因为温度变化或老化)的三色刺激值。类似地，椭圆B指示了红色光源可能漂移通过的三色刺激值。包括椭圆A和B的区域C指示了双色光源的色阶。在没有反馈控制的情形下，由该双色光源所产生的混合光的颜色可以落入区域C之内的任何位置。但是，采用反馈控制，则双色光源的颜色设定点可以被限制在区域D中的三色刺激值范围内。此外，只要反馈三色刺激值在基准三色刺激值的范围D之内，那么不需要调节第一光源和第二光源，并且也可以避免该双色光源不必要的振荡。即，方法100的目的不在于将反馈三色刺激值与基准三色刺激值相匹配，而在于确保反馈三色刺激值在基准三色刺激值可接收的界限之内。
在方法100的一个实施方案中，范围D被确定为那些落入围绕所确定的一组基准三色刺激值的椭圆中的值。这组基准三色刺激值可以是预先确定的，或可以从用户输入获得。
亮度比(即，第一光源的强度与第二光源的强度相比的比率)可以以多种方法进行调节。在方法100的一个实施方案中，亮度比是通过调节提供到第一光源和第二光源的驱动信号来调节的。即，任何一个或两个光源的强度都可以被调节。在方法100的另一个实施方案中，亮度比是通过仅调节光源中的一个的驱动信号来调节的。
方法100的确定动作以及，如果需要的话，还有调节动作可以连续地或优选地以预定的时间间隔来进行。
图4图示了应用了方法100的装置400，该装置400包括液晶显示器(LCD)402、用于LCD 402的背光404和406、感应系统408以及控制系统410。背光包括分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源404和第二光源406。感应系统408获取表示由背光404、406所产生的混合光的反馈三色刺激值。控制系统410被提供来(1)确定反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内，(2)如果一个或多个反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节第一光源404和第二光源406之间的亮度比。
在一个实施方案中，控制系统410使用�：蠢�(fuzzy feedback)来确定反馈三色刺激值是否位于基准三色刺激值的范围之内。
装置400可以还包括计算系统412来在LCD 402上显示图形用户界面(GUI)。该GUI可以提示用户来确定由LCD所产生的图像的参数(例如，色温、颜色强度等)。计算系统412然后(1)从用户确定的参数导出一组基准三色刺激值；以及(2)将该组基准三色刺激值提供给控制系统410。
在另一个实施方案中，装置400可以还包括可手动调节的用户控制器414，该控制器414被耦合来为控制系统410提供控制状态。响应该控制状态，控制系统410然后可以更新它的基准三色刺激值范围。
尽管本文已经对本发明示意性的和当前优选的实施方案进行了详细的说明，但是应该理解的是，本发明的概念可以其它多种方式来实现和使用，并且所附的权利要求书应该被解释为包括除现有技术所限定的之外的那些变化。
权利要求
1.一种方法，包括使用分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源产生混合光；确定表示所述混合光的反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内；以及如果一个或多个所述反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节所述第一光源和第二光源之间的亮度比。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述第一光源和第二光源是白色光源和有色光源。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述有色光源是红色光源。
4.根据权利要求3的方法，其中，所述白色光源是冷阴极荧光灯。
5.根据权利要求3的方法，其中，所述白色光源是白色发光二极管。
6.根据权利要求1的方法，其中，所述光源是发光二极管光源。
7.根据权利要求1的方法，其中，通过调节被提供到所述两个光源的驱动信号来调节所述亮度比。
8.根据权利要求1的方法，其中，通过仅调节所述光源其中一个的驱动信号来调节所述亮度比。
9.根据权利要求1的方法，还包括所述基准三色刺激值的范围被确定为那些落入围绕所确定的一组基准三色刺激值的椭圆中的三色刺激值。
10.根据权利要求9的方法，还包括从用户输入获得所述所确定的一组基准三色刺激值。
11.根据权利要求1的方法，其中，所述三色刺激值是国际照明委员会1931年颁布的三色刺激值。
12.根据权利要求1的方法，其中，所述确定动作以及，如果需要的话，调节动作是以预定的时间间隔来进行的。
13.一种装置，包括液晶显示器；用于所述液晶显示器的背光，所述背光包括分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源；获取表示由所述背光产生的混合光的反馈三色刺激值的感应系统；控制系统，所述控制系统(i)确定所述反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内，以及(ii)如果一个或多个所述反馈三色刺激值位于范围之外，那么调节所述第一光源和所述第二光源之间的亮度比。
14.根据权利要求13的装置，其中，所述控制系统使用�：蠢±慈范ㄋ龇蠢∪碳ぶ凳欠裨诨既碳ぶ档乃龇段е�。
15.根据权利要求13的装置，还包括计算系统，所述计算系统(i)在所述液晶显示器上显示图形用户界面，所述图形用户界面提示用户来确定由所述液晶显示器产生的图像的参数，(ii)从所述参数导出一组基准三色刺激值；以及(iii)将该组基准三色刺激值提供给所述控制系统。
16.根据权利要求13的装置，还包括可手动调节的用户控制器，所述控制系统接收所述可手动调节的用户控制器的状态，并且响应它来更新所述基准三色刺激值的范围。
17.根据权利要求13的装置，其中，所述控制系统将所述基准三色刺激值的范围确定为那些落入围绕所确定的一组基准三色刺激值的椭圆中的三色刺激值。
18.根据权利要求13的装置，其中，所述三色刺激值是国际照明委员会1931年颁布的三色刺激值。
19.根据权利要求13的装置，其中，所述第一光源和第二光源是白色光源和有色光源。
20.根据权利要求19的装置，其中，所述有色光源是红色光源。
全文摘要
本发明公开了一种用于产生背光的方法和装置。在一种示例性方法中，通过使用分别具有第一颜色和第二颜色的第一光源和第二光源产生混合光。在一个实施方案中，第一和第二光源是白色光源和有色(例如，红色)光源。然后确定表示所述混合光的反馈三色刺激值是否在基准三色刺激值的范围之内。如果一个或多个反馈三色刺激值落在范围之外，那么调节所述第一光源和第二光源之间的亮度比。在一个实施方案中，该混合光被用作液晶显示器的背光。
文档编号G01J3/46GK1702508SQ20051006319
公开日2005年11月30日 申请日期2005年4月5日 优先权日2004年5月27日
发明者李永作, 林练力, 李察嘉华 申请人:安捷伦科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
