显示器滤色片透过率谱线分布优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，基于1931CIE-XYZ计色系统下色坐标计算的数学模型，以显示器色坐标满足显示器色域标准为约束条件，以显示器的光效最大化为优化目标构造线性规划问题，再对线性规划问题进行求解最终得到显示器色域标准下光效最大时的显示器红、绿、蓝三种滤色片的透过率谱线分布。本发明还公开了另一种显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，通过构造两次优化方程，充分考虑显示器的色域标准，得到最优的三基色滤色片的透过率谱线分布。通过上述方法，本发明解决了因提高背光光效而降低显示质量的问题，达到对于任何已知背光，在基色色坐标以及白场色坐标满足色域要求的前提下，实现光效的提高。
【专利说明】显示器滤色片透过率谱线分布优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于显示器模组设计领域，具体设及一种显示器滤色片透过率谱线分布优 化方法。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器的被动发光成像原理要求基色色光通过不同滤色片的选色作用完成。 该种方式造成显示器背光的光能大量被滤色片层吸收，光效较低。在背光已知的前提下，如 何在兼顾显示器色域同时提高光效，对显示器的设计生产有着很大意义。
[0003] 现有技术中优化方法均仅限于在已知色坐标的条件下改变色光光谱。由于液晶显 示器的被动发光成像原理，最终显示器所生成的颜色效果与滤色片紧密相关。在背光确定 时，通过改变滤色片透过率谱线的分布同样可W实现光效提高的目的。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，为了解决提高显示器背光光效同时兼顾显示器色域的问题，本发明提 供了一种显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，对于已知的任何背光，基色色坐标W及 白场色坐标在满足色域要求的前提下，实现光效的提高。
[0005] 为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种显示器滤色片透过率谱线分布优化 方法，包括步骤：
[0006] 按照色域标准确定显示器标准基色色坐标和显示器标准白场坐标；
[0007] 在显示器背光光谱曲线固定的条件下，W显示器基色色坐标和白场坐标分别满足 所述显示器标准基色色坐标和所述显示器标准白场坐标为约束条件，显示器白场流明数L 最大为目标函数，构造线性规划问题；
[000引求解所述线性规划问题，最终得到优化的滤色片透过率谱线分布。
[0009] 进一步地，构造线性规划问题的具体步骤为：
[0010] 利用标准观察者光谱S刺激值.^(乂)、.^(A)、-=(A):和基色透过率谱线分布 CFf (A )、CFg ( A )、CFb a )得出1931 CIE-XYZ计色系统下显示器白场流明数L的积分表达 式；
[0011] 经过等间隔采样并离散化将所述显示器白场流明数L的积分表达式中积分运算 转换为累加运算得到显示器白场流明数L的离散表达式；
[0012] 构造的线性规划问题如下：
[0013] 目标函数：
[0014]
【权利要求】
1. 一种显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，包括步骤： 按照色域标准确定显示器标准基色色坐标和显示器标准白场坐标； 在显示器背光光谱曲线固定的条件下，以显示器基色色坐标和白场坐标分别满足所述 显示器标准基色色坐标和所述显示器标准白场坐标为约束条件，显示器白场流明数最大为 目标函数，构造线性规划问题； 求解所述线性规划问题，最终得到优化的滤色片透过率谱线分布。
2. 根据权利要求1所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，所述 构造线性规划问题的具体步骤为： 利用标准观察者光谱三刺激值70)、5"(A)、5(1):和基色透过率谱线分布CFJ入）、CFgU)、CFbU)得出1931CIE-XYZ计色系统下显示器白场流明数L的积分表达式； 经过等间隔采样并离散化将所述显示器白场流明数L的积分表达式中积分运算转换 为累加运算得到显示器白场流明数L的离散表达式； 构造的线性规划问题如下： 目标函数：
O^CFall(Ai) 1 其中，A为波长，N为透过率谱线分布经过采样后的元素个数，CFJA)，CFg(A),CFb(A)分别为红、绿、蓝三色滤色片的透过率谱线分布，（X1^y1X(xg,yg)、（xb,yb)、（xw,yw) 分别为显示器红、绿、蓝三基色色坐标及白场坐标，BL(X)为显示器背光相对光谱功率分 布，BLall(A)为1X3N的矩阵，BLallj (Ai)为矩阵BLall(A)中第j个元素，y(A)为光谱匹 配函数，VailW为IX3N的矩阵，歹aiU(A)为矩阵又uW中第j个元素，CFall (A)为3NX1的 矩阵，CFallj (Ai)为矩阵CFallU)中第j个元素，iG[1，N]， BLall(A) = [BL(X1)…BLUnLBLU1)…BL(AnLBLU1)-BLUn)], 歹anW=[乃乂)…y(人),)…KA),KM…)]， CFall(A) = [CFr (A1),...,CFr (An),CFg(A1),...,CF8(An),CFb(A1),...,CFb (An)]1
3. 根据权利要求2所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，所述 等间隔采样的采样间隔为lnm。
4. 一种显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，包括步骤： 按照色域标准确定显示器标准基色色坐标和显示器标准白场坐标； 在显示器背光光谱曲线固定的条件下，以显示器基色色坐标满足所述显示器标准基色 色坐标为约束条件，显示器白场流明数L最大为目标函数，构造线性规划问题； 求解所述线性规划问题，并对得到的解进行归一化处理，得到优化的滤色片透过率谱 线分布； 根据所述显示器标准白场坐标，利用液晶模组调节各基色最大液晶透过率相对比例对 所述优化的滤色片透过率谱线分布进行白平衡矫正。
5. 根据权利要求4所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，所述 构造线性规划问题的具体步骤为： 利用标准观察者光谱三刺激值f(A)、歹(1)、f(l)和基色透过率谱线分布CFJ入）、 CFgU)、CFbU)得出1931CIE-XYZ计色系统下显示器白场流明数L的积分表达式； 经过等间隔采样并离散化将所述显示器白场流明数L的积分表达式中积分运算转换 为累加运算得到显示器白场流明数L的离散表达式； 构造的线性规划问题如下： 目标函数：
O^CFall(Ai) 1 其中，A为波长，N为透过率谱线分布经过采样后的元素个数，CFJA)，CFg(A),CFb(A)分别为红、绿、蓝三色滤色片的透过率谱线分布，（X1^y1X(xg,yg)、（xb,yb)、（xw,yw) 分别为显示器红、绿、蓝三基色色坐标及白场坐标，BL(X)为显示器背光相对光谱功率分 布，BLall(A)为1X3N的矩阵，BLallj (Ai)为矩阵BLall(A)中第j个元素，y(A)为光谱匹 配函数，JallW为IX3N的矩阵，LlM)为矩阵JJall(Z)中第j个元素，CFall (A)为3NX1的 矩阵，CFallj (Ai)为矩阵CFallU)中第j个元素，iG[1，N]， BLall(A) = [BL(X1)…BLUnLBLU1)…BL(AnLBLU1)-BLUn)], = ),?(/,)--?Ka),；v(/,)---；v(a)] ? CFall(A) = [CFr(A^,...,CFr(A^,CFg(A1),...,CF8(An),CFb(A1),...,CFb (An)Jt
6. 根据权利要求5所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，所述 等间隔采样的采样间隔为lnm。
7. 根据权利要求5或6所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，所 述白平衡矫正的具体步骤为： 以显示器白场坐标满足所述显示器标准白场坐标为约束条件，显示器白场流明数丫￥值 最大为目标函数，构造白平衡矫正线性规划问题； 求解所述白平衡矫正线性规划问题，得到各基色最大灰阶时液晶层透过率I；、Tg、Tb。
8. 根据权利要求7所述的显示器滤色片透过率谱线分布优化方法，其特征在于，构造 所述白平衡矫正线性规划问题如下： 目标函数： Yw=TrYr+TgYg+TbYb 约束条件： [ygybYr (xr-xw) ]Tr+ [yrybYg (xg-xw) ]Tg+ [yrygYb (xb-xw) ]Tb =O[ygybYr (yr-yw) ]Tr+ [yrybYg (yg-yw) ]Tg+ [yrygYb (yb-yw) ]Tb =O O^Tr^I O^Tg^I O^Tb^I 其中，Yd白场流明数，T,、Tg、Tb分别为最大灰阶时红、绿、蓝液晶层透过率，（x,，y,)、 (xg，yg)、（xb，yb)、（xw，yw)分别为显示器红、绿、蓝三基色色坐标及白场坐标，BL(A)为显示 器背光相对光谱功率分布，
【文档编号】G06F19/00GK104504262SQ201410800026
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】曹建伟, 王坚, 李晓华, 董玉珍, 杨 嘉 申请人:东南大学