專利名稱：投影圖象顯示裝置和校正其色不均勻性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用若干個(gè)顯示器件的投影圖象顯示裝置，本發(fā)明還涉及在整個(gè)顯示圖象上色不均勻性可從被校正的投影圖象顯示裝置中校正色不均勻性的方法和在生產(chǎn)階段等被執(zhí)行的能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)色度調(diào)節(jié)的顯示裝置。
在使用若干個(gè)顯示器件的投影圖象顯示裝置中，需要嚴(yán)格控制顯示單元的特性，從而建立遍及整個(gè)顯示圖象的色度均勻性，但是遍及投影圖象的色度隨位置而變化，這取決于所使用光源的色再現(xiàn)特性，光源所使用的色分離/組合系統(tǒng)和顯示元件的透射系數(shù)分布和其他因素，因此從技術(shù)觀點(diǎn)看要在投影圖象顯示裝置中建立這樣嚴(yán)格的控制是非常困難的。
在稱為“白平衡調(diào)節(jié)方法”的一種方法中，視頻信號(hào)由紅、蘭和綠分量的視頻信號(hào)組成(下文分別稱為R信號(hào)、B信號(hào)和G信號(hào))，每種分量的幅度是可變的以便實(shí)現(xiàn)增益控制，從而可以在遍及整個(gè)圖象上粗略地調(diào)節(jié)色度。
已公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)昭和63NO.37785揭示了一種對(duì)由若干個(gè)液晶顯示屏排列構(gòu)成的象屏的情況下引起亮度和色度不均勻性的校正方法。這方法包括以下幾步在其實(shí)際安裝狀態(tài)測(cè)量每個(gè)液晶顯示屏的光強(qiáng)，依據(jù)所獲得的光強(qiáng)，產(chǎn)生每個(gè)液晶顯示屏的亮度均勻性比的數(shù)據(jù)，從而將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器;依據(jù)每個(gè)液晶顯示屏上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和投影圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算操作，從而顯示均勻的投影圖象。
現(xiàn)在，結(jié)合

圖1說(shuō)明傳統(tǒng)的色度測(cè)量方法，圖1是產(chǎn)生供給典型的液晶顯示器件的視頻信號(hào)的電路的方塊圖。在此圖中γ校正電路55r、55g和55b結(jié)構(gòu)相同，而模擬轉(zhuǎn)換電路56r、56g和56b也與圖2所示的模擬轉(zhuǎn)換電路56的結(jié)構(gòu)一樣。
有模擬值的視頻信號(hào)S1被送入投影圖象處理部分54，在其中輸入數(shù)據(jù)被分離為R信號(hào)、G信號(hào)和B信號(hào)。這樣分離后的信號(hào)通過(guò)投影圖象處理部分54中A/D變換電路54r、54g和54b形成量化數(shù)字視頻信號(hào)、S1R、S1G和S1B，這些信號(hào)又依次送出至γ校正電路55r、55g和55b。
γ校正電路55r、55g和55b是為了補(bǔ)償液晶的電壓-透射特性而執(zhí)行γ校正的，使分別輸入的數(shù)字視頻信號(hào)S1R、S1G和S1B經(jīng)過(guò)γ校正，將數(shù)字視頻信號(hào)SγR、SγG和SγB分別輸出至模擬變換電路56r、56g和56b。
模擬變換電路56r、56g和56b分別將輸入的數(shù)字視頻信號(hào)SγR、SγG和SγB變換為模擬值。這樣形成的模擬值作為視頻信號(hào)SR、SG和SB送出至液晶顯示器/光學(xué)變變換部分57。
液晶顯示器/光學(xué)變換部分57根據(jù)輸入的視頻信號(hào)SR、SG和SB，重現(xiàn)圖象和發(fā)出光輸出RAY。
色度儀接收來(lái)自液晶顯示器/光學(xué)變換部分57的作為圖象發(fā)出的光輸出RAY，測(cè)量其色度，以指示測(cè)量值。這里，為說(shuō)明方便，假定所使用的液晶顯示器為標(biāo)準(zhǔn)白類型，更明白地說(shuō)，假定液晶顯示器的透射比隨著所加電壓增加而減小。還假定顯示器由中心電壓為地電平和對(duì)每水平行變化極性的交變電壓所驅(qū)動(dòng)。
下面，說(shuō)明模擬變換電路56r、56g和56b中信號(hào)波形的變換程序。圖2是模擬變換電路56的電路圖。圖1所示圖中有三個(gè)模擬變換電路56，即用于處理R信號(hào)的模擬變換電路56r，用于處理G信號(hào)的模擬變換電路56g和用于處理B信號(hào)的模擬變換電路56b。圖3A至3F是表示56中各點(diǎn)的視頻信號(hào)波形圖。
如圖3B所示，控制信號(hào)S6的波形對(duì)于“高”電平取峰值即電壓H和對(duì)“低”電平取另一峰值即電壓L和周期地在“高”電平和“低”電平之間交替變化。此信號(hào)被送入邏輯電路62，開(kāi)關(guān)SW1、SW2和SW3和用作同步信號(hào)。
當(dāng)在開(kāi)關(guān)SW1、SW2和SW3中控制信號(hào)S6處于高電平，所有“C”端同時(shí)與各自的“b”端相接，而與各自的“a”端同時(shí)斷開(kāi)。另一方面，當(dāng)控制信號(hào)S6處于低電平時(shí)，所有“C”端同時(shí)與各自“a”端相接，而同時(shí)與各自的“b”端斷開(kāi)。
在開(kāi)關(guān)SW1中，端“a”上加有用可變電阻R1調(diào)節(jié)的滿刻度電壓VFS，而端“b”接地。正如前述，端“a”和“b”隨著輸入端“d”的控制信號(hào)S6交替地與端“c”相接。隨著交替相接，端“c”產(chǎn)生峰值等于滿刻度電壓VFS的脈沖，并將此脈沖作為信號(hào)S11發(fā)送至放大器AMP1的負(fù)(-)端。輸入放大器AMP1(-)端的信號(hào)S11在放大器內(nèi)被放大(-1)倍，輸出圖3D所示波形。
在開(kāi)關(guān)SW2中，端“a”上加有用可變電阻R2調(diào)節(jié)的補(bǔ)償電壓VOF，而端“b”接地。正如前述，端“a”和“b”隨著輸入至端“d”的控制信號(hào)S6交替地與端“c”相接。隨著交替相接，端“c”產(chǎn)生峰值等于補(bǔ)償電壓VOF的脈沖，并將脈沖作為信號(hào)S16發(fā)送至放大器AMP3的正(+)端。在開(kāi)關(guān)SW3，端“b”上加有用可變電阻R2調(diào)節(jié)的補(bǔ)償電壓VOF，而端“a”接地。如同前述，端“a”和“b”隨著輸入至端“d”的控制信號(hào)S6交替地與“c”端相接。隨著交替相接，端“c”產(chǎn)生峰值等于補(bǔ)償電壓VOF的脈沖，并將脈沖作為信號(hào)S17發(fā)送至放大器AMP3的負(fù)(-)端。因此，這些信號(hào)S16和S17互相同步，但邏輯上彼此反相，或更確切地說(shuō)，當(dāng)信號(hào)S16處于高電平，則信號(hào)S17即處于低電平。
放大器AMP3從輸入至(+)端的信號(hào)S16減去輸入至(-)端的信號(hào)S17，將由此合成的信號(hào)S13輸出至放大器AMP2的(-)端。
數(shù)字視頻信號(hào)S8對(duì)已被γ校正電路55r、55g和55b量化并輸出的數(shù)字視頻信號(hào)SγR、SγG和SγB中任一信號(hào)作出響應(yīng)。順便提一下，γ校正電路55r、55g和55b依據(jù)圖4c所示特性曲線將輸入信號(hào)變換為輸出信號(hào)，因此，數(shù)字視頻信號(hào)S8被加給邏輯電路62，信號(hào)S8的波形如圖3A所示取恒定電壓VP為峰值。
邏輯電路62還接收如圖3B所示波形的在一個(gè)行周期間隔交替反轉(zhuǎn)的信號(hào)S6，并在信號(hào)S6和數(shù)字視頻信號(hào)S8之間進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而將數(shù)字視頻信號(hào)S8變換為如圖3AA所示的數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)據(jù)串D0、D1、D2，并被輸出至D/A變換器59(此處數(shù)字視頻信號(hào)S8被數(shù)字化以表示它原有的和在每一行周期交替反轉(zhuǎn)時(shí)的波形成分。
D/A變換器59在其參考電壓輸入端VREF接收已借助可變電阻R1調(diào)節(jié)的滿刻度電壓VFS的輸入，并根據(jù)該輸入，將輸入的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)串D0、D1、D2…變換為對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，從而形成如圖3c所示波形以滿刻度電壓VFS為峰值的視頻信號(hào)S9。這樣產(chǎn)生的信號(hào)S9從輸出端VOUT輸出至放大器AMP1的(+)端。
放大器AMP1從信號(hào)S9中減去信號(hào)S11，由此生成的信號(hào)作為信號(hào)S12輸出至放大器AMP2的(+)端。信號(hào)S9有如圖3C所示波形，信號(hào)S11被放大(-1)倍，取圖3D所示波形。因此，信號(hào)S12具有由圖3C所示波形和圖3D所示波形相加形成的圖3CC所示波形。
放大器AMP2從信號(hào)S12減去信號(hào)S13，由此合成的信號(hào)作為視頻信號(hào)S14輸出至液晶顯示器/光學(xué)變換部分57。這視頻信號(hào)S14與視頻信號(hào)SR、SG和SB中任一信號(hào)相對(duì)應(yīng)。信號(hào)S12有圖3CC所示波形，和信號(hào)S13放大(-1)倍，取圖3E所示波形。因此，信號(hào)S14具有由圖3E所示波形和圖3CC所示波形相加形成的圖3F所示的波形。
如上所述，對(duì)于傳統(tǒng)的白平衡調(diào)節(jié)要杜絕在顯示圖象上由于各個(gè)器件元件的色散引起的圖象的色不均勻性是困難的，另一方面，上文提及已公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)昭63No.37785的目的是在所排列的液晶顯示屏之間進(jìn)行校正。因此在圖象內(nèi)任何色不規(guī)則性或不均勻性不能被校正。
此外，依照?qǐng)D1所示的結(jié)構(gòu)，顯示裝置由用于紅、綠和蘭色(下文分別用R、G和B表示，紅、綠和蘭三色用RGB表示)具有三個(gè)各自電路的三個(gè)液晶顯示器構(gòu)成，(每個(gè)液晶顯示器有一個(gè)電路)。因此，三個(gè)電路在它們電路常數(shù)上包含離散，三個(gè)液晶顯示器在電壓-透射特性上也一定有離散。這種離散引起例如在本應(yīng)該顯示類似黑或白色的非彩色處出現(xiàn)彩色的不良效應(yīng)。這種不良使得必需要個(gè)別調(diào)節(jié)每個(gè)電路的補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS。
在先有技術(shù)中，這種調(diào)節(jié)需要下列步驟。首先，為了要在整個(gè)圖象屏幕上進(jìn)行純白顯示，例如輸入數(shù)據(jù)是由象空白幀面的預(yù)定投影圖象組成的。然后，從所讀數(shù)據(jù)圖象光學(xué)變換產(chǎn)生的投影輸出應(yīng)該用色度儀58測(cè)量。供給液晶顯示器的信號(hào)幅度和偏壓，更明確地說(shuō)，用于每個(gè)顯示器的滿刻度電壓VFS和補(bǔ)償電壓VOF應(yīng)該用控制滿刻度電壓VFS的可變電阻R1的變化和控制補(bǔ)償電壓VOF的可變電阻R2的變化對(duì)于每一色區(qū)加以控制，從而調(diào)節(jié)諸如黑色和白色的色平衡。
然而，這種步驟需要極其細(xì)致的調(diào)節(jié)，甚至?xí)愕酶?，要區(qū)別哪個(gè)色區(qū)的什么電阻應(yīng)該和以多大程度調(diào)節(jié)觀測(cè)到的色度偏移，這是非常困難的。因此這個(gè)方法需要即便是熟練的操作人員也要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)中造成困難。
本發(fā)明要消除上述問(wèn)題，因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種投影圖象顯示裝置，在這裝置中圖象屏上色不規(guī)性或不勻性是通過(guò)根據(jù)圖象屏上色度分布進(jìn)行校正而加以消除的，并提供用于該裝置的校正方法。
本發(fā)明的另一目的是提供能自動(dòng)進(jìn)行色度調(diào)節(jié)的顯示裝置和用該裝置的系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下首先，本發(fā)明的投影圖象顯示裝置用于將與視頻信號(hào)的基色分量相對(duì)應(yīng)的三種光投影到屏上形成圖象，它包括色度測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述屏幕上任意坐標(biāo)點(diǎn)的色度;
第一運(yùn)算裝置，用于對(duì)由色度測(cè)量裝置測(cè)得的該坐標(biāo)的色度單值地計(jì)算每個(gè)基色分量的第一校正數(shù)據(jù);
存儲(chǔ)裝置，用于根據(jù)已測(cè)量色度的點(diǎn)的座標(biāo)存儲(chǔ)第一校正數(shù)據(jù);
第二運(yùn)算裝置，按若干坐標(biāo)點(diǎn)從存儲(chǔ)裝置讀出第一校正數(shù)據(jù)，根據(jù)所讀出的第一校正數(shù)據(jù)計(jì)算用于校正地調(diào)制要加在發(fā)射三基色分量的顯示元件上視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)，從而形成未進(jìn)行色度測(cè)量的象素;和校正調(diào)制裝置，根據(jù)由第一和第二運(yùn)算裝置計(jì)算的第一和第二校正數(shù)據(jù)準(zhǔn)備用于三基色分量視頻校正信號(hào)，并用該準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制原視頻信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明，用于對(duì)將對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)的基色分量的三種光投影到屏幕上形成圖象的投影圖象顯示裝置中的色不均勻性進(jìn)行校正的方法包括以下步驟測(cè)量屏幕上任意坐標(biāo)點(diǎn)的色度(第一步);
根據(jù)在第一步測(cè)得的坐標(biāo)點(diǎn)的色度單值地計(jì)算每個(gè)基色分量的第一校正數(shù)據(jù)(第二步);
按已測(cè)量色度的這些點(diǎn)的坐標(biāo)將第一校正數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器裝置(第三步);
按若干坐標(biāo)點(diǎn)從存儲(chǔ)裝置讀出第一校正數(shù)據(jù)，并根據(jù)所讀出的第一校正數(shù)據(jù)計(jì)算用于校正調(diào)制要加在發(fā)射三基色分量的顯示單元上視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)，從而形成未進(jìn)行色度測(cè)量位置的象素(第四步);和根據(jù)由第二和第四步計(jì)算得到的第一和第二校正數(shù)據(jù)準(zhǔn)備出用于三基色分量的視頻校正信號(hào)，并用已準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制原視頻信號(hào)(第五步)。
依照本發(fā)明的另一方面，投影圖象顯示裝置還包括電壓變化裝置，能分別地改變輸出至顯示單元的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏置電壓;
控制裝置，輸出用于控制電壓變化裝置的控制信息;和存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)從控制裝置輸出的控制信息。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面在于，投影圖象顯示裝置包括投影圖象顯示單元和色度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述投影圖象顯示單元包括電壓變化裝置，該裝置能分別地改變輸出至顯示單元的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏置電壓;
第一控制裝置，該裝置輸出第一控制信息用于控制電壓變化裝置;和存儲(chǔ)裝置，該裝置存儲(chǔ)從第一控制裝置輸出的第一控制信息，和所述色度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括色度測(cè)量裝置，用于測(cè)量由投影圖象顯示單元發(fā)出的光輸出的色度;和第二控制裝置，該裝置輸出第二控制信號(hào)指示第一控制裝置輸出第一控制信息，以根據(jù)從色度測(cè)量裝置輸出的色度測(cè)量值控制電壓變化裝置。
在依據(jù)本發(fā)明這樣構(gòu)造的投影圖象顯示裝置中，第一運(yùn)算裝置從由色度測(cè)量裝置測(cè)量的屏上任何坐標(biāo)點(diǎn)的色度，單值地計(jì)算每個(gè)基色分量的校正數(shù)據(jù)。此后可將這樣計(jì)算得到的校正數(shù)據(jù)按已測(cè)量色度的點(diǎn)的坐標(biāo)存入存儲(chǔ)裝置。因此，重復(fù)地讀出校正數(shù)據(jù)供查閱或計(jì)算操作時(shí)使用是可能的。
第二運(yùn)算裝置可以根據(jù)按若干坐標(biāo)點(diǎn)從存儲(chǔ)裝置讀出的第一校正數(shù)據(jù)，計(jì)算用于校正調(diào)制要加在發(fā)射三基色分量的顯示單元上的視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)，以形成未進(jìn)行色度測(cè)量位置的象素。
由第一和第二運(yùn)算裝置計(jì)算的第一和第二校正數(shù)據(jù)是這樣構(gòu)成的，以致當(dāng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)在屏上重現(xiàn)投影圖象時(shí)，第一和第二校正數(shù)據(jù)兩者都不會(huì)相互引起任何色不規(guī)則性或不均勻性。因此，通過(guò)使校正調(diào)制裝置從全部校正數(shù)據(jù)準(zhǔn)備出用于三基色分量的視頻校正信號(hào)，并根據(jù)已準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制對(duì)應(yīng)于各自三基色的每一原始視頻信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明用于校正投影圖象顯示裝置中的色不均勻性的方法，對(duì)每一基色分量的第一校正數(shù)據(jù)是根據(jù)在第一步測(cè)量的任意坐標(biāo)點(diǎn)的色度值，在第二步單值地計(jì)算出來(lái)的。此后在第四步，根據(jù)在第二步計(jì)算的與若干坐標(biāo)點(diǎn)聯(lián)系的第一校正數(shù)據(jù)，可以執(zhí)行對(duì)用于校正調(diào)制要加到發(fā)射三基色分量的顯示單元上視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)的計(jì)算，從而形成未進(jìn)行色度測(cè)量的象素。
在第二和四步計(jì)算的第一和第二校正數(shù)據(jù)是這樣構(gòu)成的，以致當(dāng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)在屏上重現(xiàn)投影圖象時(shí)，第一和第二校正數(shù)據(jù)兩者都不會(huì)相互引起任何色不規(guī)則性或不均勻性。因此可在第五步通過(guò)從全部校正數(shù)據(jù)準(zhǔn)備用于三基色分量的視頻校正信號(hào)，并根據(jù)已準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制對(duì)應(yīng)于各自三基色的每一原始視頻信號(hào)而獲得沒(méi)有色不勻性的投影圖象。
而且，在本發(fā)明的投影圖象顯示裝置中，電壓變化裝置能夠獨(dú)立地改變由顯示單元輸出的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏置電壓。此外，控制裝置可以輸出控制信息用于控制電壓變化裝置，從而使顯示單元能跟隨適當(dāng)?shù)某绦蚋淖冚敵龇入妷汉推秒妷?，借以獲得具有最佳色度的投影圖象。此外，借助于可將控制信息保持為非易失性存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置，使得投影圖象的重現(xiàn)能具有最佳色度。
在本發(fā)明的投影圖象顯示裝置中色度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行可描述如下首先，在投影圖象顯示裝置中，電壓變化裝置能夠獨(dú)立地改變由顯示單元輸出的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏置電壓。此外，第一控制裝置可以輸出第一控制信息用以控制電壓變化裝置，從而使顯示單元能跟隨適當(dāng)?shù)某绦蚋淖冚敵龇入妷汉推秒妷?，由此獲得具有最佳色度的投影圖象。而且，借助于能保持控制信息為非易失存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置，使得投影圖象的重現(xiàn)能具有最佳色度。
根據(jù)色度測(cè)量裝置對(duì)投影圖象顯示裝置發(fā)出的光輸出色度的測(cè)量，第二控制裝置可以輸出第二控制信息至第一控制裝置，從而指令第一控制裝置去輸出用于控制電壓變化裝置的第一控制信息。
圖1是表示用于產(chǎn)生為常規(guī)液晶顯示器所提供的視頻信號(hào)的電路方塊圖;
圖2是表示圖1所示的模擬變換電路的電路圖;
圖3A是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3B是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換所產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3AA是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3C是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3D是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3cc是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3E是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖3F是表示在圖2所示的模擬變換電路中經(jīng)過(guò)變換產(chǎn)生的投影圖象信號(hào)的波形圖;
圖4A表示在邏輯電路中輸入和輸出之間關(guān)系的圖;
圖4B是表示在邏輯電路中輸入和輸出之間關(guān)系的圖;
圖4C是表示在邏輯電路中輸入和輸出之間關(guān)系的圖;
圖5表示作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在液晶顯示屏上色度測(cè)量點(diǎn)的位置圖;
圖6表示在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)裝置的位置關(guān)系的說(shuō)明示圖;
圖7是表示用于圖6所示裝置中的液晶投影圖象顯示器的結(jié)構(gòu)的立體圖;
圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所使用的電路方塊圖;
圖9是表示在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中所使用的液晶顯示器上位置關(guān)系，和已測(cè)色度的各點(diǎn)和運(yùn)用線性插值計(jì)算校正數(shù)據(jù)的各點(diǎn)之間的關(guān)系圖;
圖10是表示構(gòu)成本發(fā)明的另一實(shí)施例的電路方塊圖;
圖11是圖10所示電路中所使用的模擬變換電路的電路圖;
圖12A是表示圖10所示實(shí)施例中光學(xué)裝置的一種關(guān)系的說(shuō)明示圖;
圖12B是表示圖10所示實(shí)施例中光學(xué)裝置的另一種關(guān)系的示意圖;
圖13A表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖13C表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖13F表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖13B表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖14表示液晶顯示器的所加電壓一透射比的特性曲線圖;
圖15是在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)在色度圖上所示的控制步驟的說(shuō)明圖;
圖16A是表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)在色度圖上各區(qū)域所預(yù)置的控制步驟和被控制的相應(yīng)顏色的表格;
圖16B是表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)在色度圖上各區(qū)域所預(yù)置的控制步驟和被控制的相應(yīng)顏色的表格;
圖17A表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖17C表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)所使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖17F表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)所使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖17B表示在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)所使用的視頻信號(hào)的波形圖;
圖18是在圖10所示實(shí)施例中對(duì)黑色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)時(shí)在色度圖上所示的控制步驟的說(shuō)明圖;
首先，圖5表示作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所示的液晶顯示屏上色度測(cè)量點(diǎn)的例子，而圖6是在此測(cè)量中所使用元件的位置關(guān)系的示意圖。在作此測(cè)量時(shí)最好在使液晶有盡可能大的透射比的情況下來(lái)進(jìn)行液晶顯示器中色散的校正。因此，下列色度校正的操作是使用“白色”投影圖象來(lái)進(jìn)行測(cè)量光輸出，從而決定顯示圖象屏上的色度分布。
在圖6中標(biāo)為33的是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液晶投影圖象顯示裝置的元件矩陣，這個(gè)元件矩陣33具有如圖7所示的結(jié)構(gòu)。圖7所示的該結(jié)構(gòu)包括濾色片40、液晶42、二極管44、象素電極45、一對(duì)極化板47和50和一對(duì)玻璃襯板48和49。這里標(biāo)號(hào)43和46分別標(biāo)注從光源32發(fā)出的白光線和掃描線。眾所周知，一個(gè)元件位于一個(gè)象素電極所占的面積，并用作提供三基色RGB中的一種顏色。從三個(gè)不同元件發(fā)射的每束表示RGB三色之一色三個(gè)RGB彩色光束，會(huì)聚在屏1上認(rèn)作一個(gè)象素。RGB三色中每色的亮度通過(guò)改變加到每個(gè)象素電極45上的電壓，從而改變液晶的透射比，借此控制透過(guò)液晶的光強(qiáng)來(lái)加以控制的。
圖6中標(biāo)號(hào)34標(biāo)注由透鏡和鏡子等組成的光學(xué)系統(tǒng)，用于將RGB光會(huì)聚在屏1上。更確切地說(shuō)，從光源32發(fā)出的透過(guò)液晶投影圖象顯示元件矩陣33的白光中有若干光束組，這些光束組是這樣構(gòu)成的，即，每個(gè)光束組有RGB光分量和在光強(qiáng)上受到調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生一個(gè)象素。包含RGB分量的這樣構(gòu)成的光束組透過(guò)光學(xué)系統(tǒng)34會(huì)聚在屏1上，以在屏上形成圖象。這樣形成的圖象由用戶可從觀看方向35看到。
色度儀36的未圖示的傳感器部分位于屏1上諸象素的位置，用于色度測(cè)量。色度儀36測(cè)量待測(cè)象素的色度。并將每個(gè)象素的色度測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)色度數(shù)據(jù)信號(hào)路徑38輸出至液晶投影圖象顯示元件矩陣控制部分37。應(yīng)注意色度數(shù)據(jù)信號(hào)路徑38可以不僅由有線裝置構(gòu)成，而且也可由使用例如紅外載波信號(hào)等無(wú)線裝置構(gòu)成。
下面參閱圖5，已經(jīng)透過(guò)液晶投影圖象顯示元件矩陣33的由RGB光分量組成的光束組投影在屏1上，從而形成由視頻信號(hào)所特定的呈現(xiàn)一定色彩的象素a2。一系列這樣的象素a2在水平和垂直二個(gè)方向上緊密排列從而形成一幅圖象。這樣用戶就把屏1上排列的象素a2組合看成一幅圖象。在這成象過(guò)程中，產(chǎn)生象素a2的投影圖象的液晶投影圖象顯示元件矩陣33起著關(guān)鍵作用，但是要制造在所有象素中完全沒(méi)有輸出光強(qiáng)變化的液晶投影圖象顯示元件矩陣33是不可能的。換句話說(shuō)，可以予料液晶投影圖象顯示元件矩陣33的每個(gè)象素在輸出光強(qiáng)上多少與其他部分象素會(huì)有些不同。在輸出光強(qiáng)上的這種不同引起象素a2在色度上的不同，造成色不均勻性。因此，對(duì)校正色不均勻性的控制過(guò)程可按下列方式進(jìn)行。首先，從象素a2組成的每個(gè)微區(qū)等同地選擇象素2，對(duì)這樣選擇的象素2測(cè)量其色度。該測(cè)量值被反饋至加在分別形成RGB三色的三個(gè)液晶投影圖象顯示器上的視頻信號(hào)中。通過(guò)這一反饋，校正用于產(chǎn)生其余未被選擇的象素a2的視頻信號(hào)，使得光輸出可以被增大或減小，從而消除象素a2中的色度差異。
在選擇被測(cè)量的象素2時(shí)，形成以一定間隔排列的水平線3和以一定間隔排列的垂直線4，位于這些線之間的交叉點(diǎn)，即格點(diǎn)的象素可從被選擇為要測(cè)量色度的象素2。色度儀36這樣構(gòu)造，使得色度儀元件位于這樣選擇的每個(gè)象素2處并測(cè)量色度。此處，測(cè)量色度的象素2將用坐標(biāo)點(diǎn)(U、W)表示，每個(gè)色度測(cè)量值按其坐標(biāo)點(diǎn)(U、W)被存儲(chǔ)，并將用于計(jì)算操作。
為了依據(jù)色度測(cè)量的反饋，產(chǎn)生其余未被選擇的象素a2，下面說(shuō)明加到分別形成RGB三色的三個(gè)液晶投影圖象顯示器上視頻信號(hào)的校正方法。首先，根據(jù)對(duì)每個(gè)象素2測(cè)得的色度值計(jì)算該點(diǎn)的RGB每色的校正數(shù)據(jù)。然后，采用依據(jù)包圍象素a2的最近四個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的RGB每色的校正數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值近似法，計(jì)算未測(cè)量色度的象素a2的RGB每色的校正數(shù)據(jù)。
其次，說(shuō)明根據(jù)在象素2測(cè)得的色度數(shù)據(jù)決定被測(cè)量象素2的G、BR信號(hào)中每個(gè)的校正數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。
例如，倘若在屏1上用坐標(biāo)(U、W)標(biāo)明象素2，提供色度測(cè)量數(shù)據(jù)(X、Y)，則校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉可以由下列表達(dá)式單值確定〈G〉＝aX+by…(1)〈B〉＝CX+dy…(2)〈R〉＝ex+fy…(3)式中a、b、c、d、e和f均為常數(shù)。
這里應(yīng)注意上面提及的所有校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉也可由該裝置外面的計(jì)算裝置來(lái)決定。
圖8表示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中使用的電路方塊圖。結(jié)合圖8將詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)如上獲得的〈G〉、〈B〉和〈R〉反饋校正數(shù)據(jù)決定形成圖9所示象素a2g的RGB三色校正數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程。這樣決定的RGB三色校正數(shù)據(jù)用于校正分別加到用于分別顯示RGB三色從而構(gòu)成象素a2g的三個(gè)液晶投影圖象顯示單元的三個(gè)視頻信號(hào)。
校正數(shù)據(jù)寫(xiě)入電路5拾取色度儀36對(duì)屏1上坐標(biāo)(U、W)處的象素2的色度測(cè)量值(X、Y)，并根據(jù)方程(1)、(2)和(3)計(jì)算校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉，將結(jié)果存入各自校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、8和9中。同時(shí)，校正數(shù)據(jù)寫(xiě)入電路5產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于屏上象素2的坐標(biāo)(U、W)的地址信息AD｛(U、W)｝，以將該地址信息與算得的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉一起輸出至校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、8和9。
校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)28由校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、8和9組成，并從校正數(shù)據(jù)寫(xiě)入電路5接收地址AD｛(U、W)｝，每個(gè)地址指定相應(yīng)的校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、8或9中的一個(gè)地址。校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)28也從相同的校正數(shù)據(jù)寫(xiě)入電路5獲得對(duì)每一色度值的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉，并將這些色度數(shù)據(jù)貯存在上述指定的地址AD｛(U、W)｝。
存儲(chǔ)地址產(chǎn)生電路6根據(jù)通過(guò)端19、20和21輸入的用于顯示的視頻信號(hào)所用的同步信號(hào)H、V和時(shí)鐘信號(hào)CK，識(shí)別接著要被重現(xiàn)為投影圖象象素的象素a2的坐標(biāo)(U、W)。
現(xiàn)在作為例子考慮這一情況電路6識(shí)別存在于圖9所示坐標(biāo)點(diǎn)(Ug、Wg)的象素a2g期望接著要被再現(xiàn)。在此情況下，為了產(chǎn)生象素a2g必須要決定用于校正調(diào)制要加到分別用于顯示RGB三色的各自三個(gè)液晶投影圖象顯示單元中液晶上的原視頻信號(hào)SEg、SEb和SEr的校正信號(hào)Sg、Sb和Sr。為了計(jì)算信號(hào)Sg、Sb和Sr，需要包圍點(diǎn)(Ug、Wg)的四個(gè)鄰近象素2a(Ua、Wa)、2b(Ub、Wb)、2C(Uc、Wc)和2d(Ud、Wd)上的校正數(shù)據(jù)，因此存儲(chǔ)地址發(fā)生電路6在校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)28產(chǎn)生地址AD｛(Ua、Wa)｝、AD｛(Ub、Wb)｝、AD｛(Uc、Wc)｝和AD｛(Ud、Wd)｝，在這些地址上存儲(chǔ)相鄰四個(gè)象素2a、2b、2c和2d的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉。這樣產(chǎn)生的地址被輸出至校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)28，因此下列關(guān)系成立Ua＝Uc≤Ug≤Ub＝Ud…(4)Wa＝Wc≥Wg≥Wb＝Wd…(5)校正數(shù)據(jù)插值處理電路10，11，12通過(guò)按下述方法使用包圍象素a2g的四個(gè)象素2的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉執(zhí)行線性插值運(yùn)算，分別計(jì)算象素a2g的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉，并將結(jié)果分別輸出至D/A變換器13、14和15。
作為例子，說(shuō)明對(duì)G信號(hào)校正數(shù)據(jù)的線性插值過(guò)程的計(jì)算。用于G信號(hào)校正數(shù)據(jù)的校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7對(duì)于象素2a(Ua、Wa)、2b(Ub、Wb)、2c(Uc、Wc)和2d(Ud、Wd)在地址AD｛(Ua、Wa)｝、AD｛(Ub、Wb)｝、AD｛(Uc、Wc)｝和AD｛(Ud、Wd)｝分別保持有校正數(shù)據(jù)〈Ga〉、〈Gb〉、〈Gc〉和〈Gd〉。當(dāng)存儲(chǔ)地址發(fā)生電路6輸入這些地址AD｛(Ua、Wa)｝、AD｛(Ub、Wb)｝、AD｛(Uc、Wc)｝和AD｛(Ud、Wd)｝時(shí)，存儲(chǔ)器7依次將校正數(shù)據(jù)〈Ga〉、〈Gb〉、〈Gc〉和〈Gd〉輸出至G信號(hào)的校正數(shù)據(jù)插值處理電路10。
因?yàn)殛P(guān)系式(4)和(5)對(duì)屏1成立，可以假定象素2b和2d分別位于象素2a和2c的向右第K個(gè)位置。假定象素2c和2d分別位于象素2a和2b的下方第n個(gè)位置。而且，對(duì)圖9中每點(diǎn)的G信號(hào)的校正數(shù)據(jù)將假定如下〈Ge〉位于象素2a下方第m個(gè)位置的標(biāo)有坐標(biāo)(Ue、We)的象素a2e的G信號(hào)校正數(shù)據(jù);
〈Gf〉位于象素2b下方第m個(gè)位置的標(biāo)有坐標(biāo)(Uf、Wf)的象素a2f的G信號(hào)校正數(shù)據(jù);
〈Gg〉位于象素a2e的向左第J個(gè)位置的標(biāo)有坐標(biāo)(Ug、Wg)的象素a2g的G信號(hào)校正數(shù)據(jù);
在這種假定下，〈Ge〉、〈Gf〉、和〈Gg〉由下列表達(dá)式給定〈Ge〉＝｛(〈Ga〉-〈Gc〉)/n｝×m+〈Ga〉…(6)〈Gf〉＝｛(〈Gb〉-〈Gd〉)/n｝×m+〈Gd〉…(7)〈Gg〉＝｛(〈Gf〉-〈Ge〉)/k｝×j+〈Ge〉…(8)
式中下列關(guān)系成立Ua＝Uc＝Ue，Ub＝Ud＝Uf;
Ua+j＝Ug，Ua+k＝Ub;
Wa＝Wb，Wc＝Wd，We＝Wf＝Wg;andWa＝Wc+n＝We+m.
校正數(shù)據(jù)插值處理電路(用于G信號(hào))10根據(jù)公式(6)、(7)和(8)，分別計(jì)算在點(diǎn)(Ue、We)、(Uf、Wf)和(Ug、Wg)存在的象素a2e、a2f和a2g的色度值校正用的G信號(hào)校正數(shù)據(jù)〈Ge〉、〈Gf〉和〈Gg〉，并將結(jié)果輸出至D/A變換器13。對(duì)于已進(jìn)行色度測(cè)量的象素2就無(wú)需用線性插值法計(jì)算校正數(shù)據(jù)〈G〉。因此，存儲(chǔ)在較正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)28的校正數(shù)據(jù)就可以按現(xiàn)狀使用。
使用相同的線性插值法可計(jì)算B信號(hào)和R信號(hào)的校正數(shù)據(jù)〈B〉和〈R〉。
D/A變換區(qū)30由D/A變換器13、14和15組成，它們接收作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的象素2和a2的校正數(shù)據(jù)〈G〉、〈B〉和〈R〉，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心M值校正信號(hào)Sg、Sb和Sr，并將結(jié)果分別送至放大器16、17和18。
在校正調(diào)制部分31，放大器16通過(guò)端22接收用于顯示G色待加到液晶投影圖象顯示器上的原視頻信號(hào)SEg。以同樣方式，放大器17通過(guò)端23接收用于顯示B色待加到液晶投影圖象顯示器上的原視頻信號(hào)SEb，而放大器18通過(guò)端24接收用干顯示R色待加到液晶投影圖象顯示器上的原視頻信號(hào)SEr。這些信號(hào)被依據(jù)來(lái)自D/A變換部分30的校正信號(hào)Sg、Sb和Sr在放大幅度上受到校正調(diào)制，所形成的視頻信號(hào)SLg、SLb和SLr從端25、26和27輸出被加到液晶投影顯示器的各個(gè)液晶單元上，形成GBR三色。
如上所述，用于再現(xiàn)投影圖象的象素的色度被逐次校正，因此可以消除在整個(gè)圖象上的色散。
圖10表示實(shí)施本發(fā)明另一實(shí)施例的電路方塊圖。在此圖中，γ校正電路55r、55g和55b是完全相同的(因此，總稱為γ校正電路55)，模擬電路56r、56g和56b都是由圖11所示的相同模擬變換電路56組成的。至于視頻信號(hào)的流程，和圖1和2所述相同的信號(hào)流將用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)出，有關(guān)的說(shuō)明均予略去。
圖12A和12B表示在該實(shí)施例中所使用元件的光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。由于每個(gè)元件與圖6中有相同功能，故標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)而省去其有關(guān)說(shuō)明。如圖所示，可認(rèn)為有兩種光學(xué)結(jié)構(gòu)。圖12A所示情況是這樣安排，透過(guò)透明屏1的圖象被色度儀36感測(cè)或被用戶從觀看位置35看到。圖12B所示另一情況是這樣安排，使得借助光學(xué)系統(tǒng)34在屏1上形成的圖象被色度儀36感測(cè)或被用戶從觀看位置35看到。
參閱圖10和11，將說(shuō)明對(duì)白色進(jìn)行色度調(diào)節(jié)的步驟。在圖13A、13B、13C和13F中畫(huà)出所出現(xiàn)的視頻信號(hào)波形。在圖4A至4C中畫(huà)出邏輯電路62中輸入信號(hào)S8和輸出數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)據(jù)D0、D1、D2…。微計(jì)算機(jī)51輸出控制信號(hào)S3至系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52，系統(tǒng)微機(jī)又根據(jù)從微機(jī)51接收的控制信號(hào)S3，依次輸出由圖13B所示波形表示的信號(hào)S6至邏輯電路62，開(kāi)關(guān)SW1、Sw2和Sw3。
γ校正電路55的γ校正變換表(未圖示)由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(下文稱為“RAM”)構(gòu)成，因此便于系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52重寫(xiě)該表。這表容許數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)據(jù)D0、D1、D2…被建立，以表示圖13A所示具有常數(shù)數(shù)據(jù)值FFH的波形，而與圖4A所示輸入的數(shù)字視頻信號(hào)S8的幅度多大無(wú)關(guān)。這種結(jié)構(gòu)不再需要專門(mén)單獨(dú)的信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)然，通過(guò)例如使用能控制系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器提供的其他裝置，可以容許等同的結(jié)構(gòu)。
D/A變換器60根據(jù)從輸入端VREF輸入的作為基準(zhǔn)電壓的偏置電壓而改變滿刻度電壓VFS，依照來(lái)自系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52在輸入端CTRL輸入的控制信號(hào)S7的指令輸出取滿刻度電壓VFS為其電平的信號(hào)S10。這樣形成的輸出信號(hào)S10被送往開(kāi)關(guān)SW1的a端。以同樣方式，D/A變換器61根據(jù)通過(guò)輸入端VREF輸入的作為基準(zhǔn)電壓的偏壓而改變補(bǔ)償電壓VOF，并依照來(lái)自系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52在輸入端CTRL輸入的控制信號(hào)S7的指令輸出取補(bǔ)償電壓VOF為其電平的信號(hào)S15。此輸出信號(hào)S15被送往開(kāi)關(guān)SW2的a端和開(kāi)關(guān)SW3的b端。
與此同時(shí)，D/A變換器59接收數(shù)字視頻信號(hào)S8和控制信號(hào)S6以及接收通過(guò)輸入端VREF輸入作為基準(zhǔn)電壓始終保持在滿刻度電壓VFS波形的信號(hào)S10，輸出如圖13c所示波形的視頻信號(hào)S9，信號(hào)S9波形是由圖13A和圖13B所示波形在放大器AMP1的(+)端上相加而成的。因此，模擬變換器56將輸出如圖13F所示波形或幅度等于補(bǔ)償電壓VOF而基準(zhǔn)電壓為OV的脈沖波形的視頻信號(hào)S14，而與滿刻度電壓VFS無(wú)關(guān)。
在控制決定視頻信號(hào)S14幅度的補(bǔ)償電壓VOF時(shí)，系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52接收從微計(jì)算機(jī)51輸出的控制信號(hào)S3，并根據(jù)此信號(hào)輸出控制信號(hào)S7至每個(gè)模擬變換器56中存在的D/A變換器61的CTRL端，從而改變從D/A變換器61的VOUT端輸出的補(bǔ)償電壓VOF的幅度。在此期間，當(dāng)控制信號(hào)S7也加在D/A變換器60的CTRL端時(shí)，該系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)為僅僅改變D/A變換器61輸出的補(bǔ)償電壓VOF，而不改變從D/A變換器60的VOUT端輸出的滿刻度電壓VFS。這種控制方法例如已在IEEE-STD-488中公開(kāi)。
圖14表示調(diào)節(jié)白色色度用的液晶上所加電壓與其透射比之間的關(guān)系圖。在該圖上橫坐標(biāo)軸表示所加電壓?？v坐標(biāo)軸表示液晶透射比。特別是，當(dāng)所加電壓在VW0、VW1、VW2、VW3、VB3、VB2、VB1和VB0時(shí)，透射比分別為T(mén)W0、TW1、TW2、TW3、TB3、TB2、TB1和TB0。
當(dāng)通過(guò)操作模擬變換電路56，控制幅度等于加在液晶上視頻信號(hào)S14的補(bǔ)償電壓VOF使其降低至VW3時(shí)，液晶的透射比變得足夠高，以提供來(lái)自液晶顯示器/光學(xué)變換部分57的已增大光輸出RAY。反之，從圖14可理解，當(dāng)所加電壓取VW3周圍的值時(shí)，透射比隨所加電壓的改變而有相當(dāng)大的變化，以致難于產(chǎn)生灰度等級(jí)因此當(dāng)通過(guò)γ校正調(diào)節(jié)透射比時(shí)，液晶透射比的量化引起的誤差傾向于變大。
另一方面，假如所加電壓稍為高些，使得補(bǔ)償電壓VOF可以等于VWO，則由圖14可理解在電壓VWO附近透射比隨所加電壓改變的變化很小，因此易于產(chǎn)生灰度等級(jí)，但是液晶顯示器/光學(xué)變換部分57的光輸出RAY太小，造成對(duì)比度很差。
對(duì)提供易于產(chǎn)生灰度等級(jí)和適當(dāng)?shù)牧炼群蛯?duì)比度的最佳電壓的調(diào)節(jié)已通過(guò)試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，但這實(shí)施例把該調(diào)節(jié)留給微計(jì)算機(jī)51去完成。更確切地說(shuō)，微計(jì)算機(jī)51輸出用于控制產(chǎn)生灰度等級(jí)程序的控制信號(hào)83，而系統(tǒng)微計(jì)算機(jī)52根據(jù)控制信號(hào)S3輸出控制信號(hào)S7至模擬變換電路56。模擬變換電路56根據(jù)控制信號(hào)S7，在從VW1至VW3的范圍內(nèi)改變表示液晶上所加電壓的視頻信號(hào)S14，以使液晶的透射比可以在TW1和TW3之間優(yōu)選。這樣選擇的最佳值被輸出。該控制以同樣方式對(duì)RGB三色中每色獨(dú)立地實(shí)施，從而選擇所有三色均提供最好對(duì)比度和灰度等級(jí)的狀態(tài)。
圖15是色度圖，結(jié)合此圖說(shuō)明實(shí)施色度調(diào)節(jié)的程序。首先定義為“白色”的目標(biāo)色度點(diǎn)假定在色度圖上用坐標(biāo)(Styp1、Ytyp2)表示。色度儀58測(cè)量未經(jīng)調(diào)節(jié)的光輸出RAY的色度，并將測(cè)量值作為數(shù)據(jù)信號(hào)S2輸出至微計(jì)算機(jī)51。這樣獲得的色度假定在色度圖上用(X、Y)表示。這點(diǎn)(X、Y)必定屬于1)、2)和3)區(qū)中任一區(qū)。為了處理任何可能的測(cè)量的色度，預(yù)先對(duì)每區(qū)已決定一系列處理程序，并在微計(jì)算機(jī)51中已編制用于控制運(yùn)行的程序軟件。
假定測(cè)量色度點(diǎn)(X、Y)位于1)區(qū)，這狀態(tài)由微計(jì)算機(jī)51按下列表達(dá)式識(shí)別X≥Xtyp1，和Y≥Ytyp1…(9)假定測(cè)量色度點(diǎn)(X、Y)位于2)區(qū)，這狀態(tài)由微計(jì)算機(jī)51按下列表達(dá)式識(shí)別X＜Xtyp1，和Y≥X…(10)或者，假定測(cè)量色度點(diǎn)(X、Y)位于3)區(qū)，這狀態(tài)由微計(jì)算機(jī)51按下列表達(dá)式識(shí)別X＞Y，和Y＜Ytyp1…(11)圖16A是表示當(dāng)要調(diào)節(jié)“白色”色度時(shí)待預(yù)置的控制程序和對(duì)色度圖上各區(qū)尚待控制的相應(yīng)色的表格。
作為一例，假如點(diǎn)(X、Y)滿足條件(9)，被微計(jì)算機(jī)51識(shí)別，則圖16A中對(duì)于1)區(qū)這行的步驟1指令執(zhí)行G色調(diào)節(jié)。因此，為了使Y(≥Ytyp1)接近Ytyp1，必須減少光輸出RAY中的G分量，即液晶上所加電壓要取大值，從而增大視頻信號(hào)S14的幅度。為了達(dá)到這一目的，微計(jì)算機(jī)51向系統(tǒng)微機(jī)52發(fā)送信號(hào)S3，以增大的G分量的模擬變換電路56g中的補(bǔ)償電壓VOF，從而增大上述S14幅度。系統(tǒng)微機(jī)52接收信號(hào)S3，向模擬變換電路56g發(fā)出信號(hào)S7，因而同時(shí)增大待輸出作為D/A變換器61的輸出電壓VOUT的補(bǔ)償電壓VOF。
通過(guò)上述控制操作，隨著光輸出RAY的G分量變小，色度儀58檢測(cè)到色度的Y坐標(biāo)在減小。微機(jī)51通過(guò)輸出信號(hào)S2識(shí)別這信息。上述一系列程序?qū)⒈恢貜?fù)，直至色度測(cè)量的Y值與定義為“白色”的點(diǎn)(Xtyp1、Ytyp1)的Ytyp1相一致時(shí)為止。
下面，再閱圖16A，對(duì)區(qū)1)這行的步驟2規(guī)定要執(zhí)行對(duì)R色的調(diào)節(jié)。因此，為了使X(≥Xtyp1)接近Xtyp1，光輸出RAY中的R分量必須被減小，即液晶上所加電壓要取大值，為達(dá)此目的，微機(jī)51向系統(tǒng)微機(jī)52發(fā)送信號(hào)S3，以增大R分量的模擬變換電路56r中的補(bǔ)償電壓VOF。然后，進(jìn)行與上面對(duì)光輸出RAY的G分量所執(zhí)行的相同控制程序，重復(fù)這一系列程序直至色度測(cè)量的X值與定義為“白色”的點(diǎn)(Xtyp1、Ytyp1)的Xtyp1相一致為止。
假如在控制操作過(guò)程中中間修正點(diǎn)到達(dá)其他色度區(qū)，則將按預(yù)先為該區(qū)所設(shè)定的程序進(jìn)行控制。
閱圖10和11，說(shuō)明對(duì)黑色調(diào)節(jié)色度的程序。此處出現(xiàn)的視頻信號(hào)波形示在圖17A、17B、17C和17F中。系統(tǒng)微機(jī)52根據(jù)從微機(jī)51接收到的控制信號(hào)S3，將由圖17B所示波形表示的信號(hào)S6輸出至邏輯電路62、開(kāi)關(guān)SW1、SW2和SW3。
由RAM構(gòu)成的γ校正電路55的γ校正變換表容許數(shù)字視頻信號(hào)數(shù)據(jù)D0、D1、D2……被建立，以表示如圖17B所示具有恒定數(shù)據(jù)值OOH的波形，而與圖4B中所示輸入的數(shù)字視頻信號(hào)S8的幅度無(wú)關(guān)。
D/A變換器59接收數(shù)字視頻信號(hào)S8和控制信號(hào)S6，以及通過(guò)輸入端VREF接收作為基準(zhǔn)電壓具有總是保持在滿刻度電壓VFS的波形的信號(hào)S10，輸出如圖17C所示波形的視頻信號(hào)S9，信號(hào)S9是由圖17A和圖17B所示波形在放大器AMP1(+)端相加而成的。因此模擬變換器56輸出的視頻信號(hào)S14具有如圖17F所示波形或幅度等于補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS之和而基準(zhǔn)電壓為OV的脈沖波形。由于當(dāng)調(diào)節(jié)白色色度時(shí)，補(bǔ)償電壓VOF已被確定，它不能被改變。因此，視頻信號(hào)14的幅度，即VOF和VFS之和取決于滿刻度電壓VFS。
在控制滿刻度電壓VFS時(shí)，系統(tǒng)微機(jī)52接收從微機(jī)51輸出的控制信號(hào)S3，并根據(jù)這信號(hào)輸出控制信號(hào)S7至存在于每個(gè)模擬變換器56中的D/A變換器60的CTRL端，從而改變從D/A變換器60的VOUT端輸出的滿刻度電壓VFS的幅度。在此期間，當(dāng)控制信號(hào)S7也加到D/A變換器61的CTRL端時(shí)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為僅僅改變來(lái)自D/A變換器60的輸出滿刻度電壓VFS，而不改變從D/A變換器61的VOUT端輸出的補(bǔ)償電壓VOF。
接著，結(jié)合圖14說(shuō)明對(duì)黑色的色度調(diào)節(jié)，圖14畫(huà)出供色度調(diào)節(jié)用的液晶上所加電壓和透射比之間的關(guān)系。
當(dāng)補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS之和，即為加在液晶上的視頻信號(hào)S14的幅度被控制高達(dá)VB3時(shí)，液晶的透射比變得足夠低，足以使液晶顯示器/光學(xué)變換部分57提供減小的光輸出RAY。反之如從圖14可理解的，當(dāng)所加電壓取VB3周圍的值時(shí)，透射比隨著所加電壓改變而有相當(dāng)大的變化，因此難于產(chǎn)生灰度等級(jí)，所以當(dāng)通過(guò)γ校正調(diào)節(jié)透射比時(shí)由于液晶透射比量化引起的誤差會(huì)變得很大。
另一方面，假如所加電壓稍為高些，使得補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS之和可以等于VBO，則正如從圖14可理解的，在電壓VBO附近透射比隨所加電壓變化而變化很小，因此易于產(chǎn)生灰度等級(jí)，但液晶顯示器/光學(xué)變換部分57的光輸出RAY太大，造成對(duì)比度極差。
這一調(diào)節(jié)也留給了微機(jī)51去完成。更確切地說(shuō)，模擬變換電路56根據(jù)控制信號(hào)S7，在從VB1至VB3的范圍內(nèi)改變表示液晶上所加電壓的視頻信號(hào)S14，使得可以在TB1和TB3之間優(yōu)選液晶的透射比。這樣選擇的優(yōu)選值被輸出。以同樣方式對(duì)RGB三色的每色獨(dú)立地實(shí)施這一控制，從而選擇所有三色都提供最好對(duì)比度和灰度的狀態(tài)。
圖18表示色度圖。下面結(jié)合該圖說(shuō)明實(shí)施色度調(diào)節(jié)的程序。首先，定義為“黑色”的目標(biāo)色度點(diǎn)假定在色度圖上用坐標(biāo)(Xtyp2、Ytyp2)表示。色度儀58測(cè)量未被調(diào)節(jié)的光輸出RAY的色度，并將測(cè)量值作為數(shù)據(jù)信號(hào)S2輸出至微機(jī)51。這樣獲得的色度假定由色度圖上的(X、Y)表示。這點(diǎn)(X、Y)一定屬于4)、5)和6)區(qū)中任一區(qū)。為了處理任何可能的色度測(cè)量值一系列處理程序是預(yù)先已對(duì)每區(qū)確定了的并在微機(jī)51中已編好了用于控制該操作的程序軟件。
假定已測(cè)色度點(diǎn)(X、Y)位于4)區(qū)，微機(jī)51按下列表達(dá)式加以識(shí)別這一狀態(tài)。
X≤Xtyp2，和Y≤Ytyp2…(12)假定已測(cè)色度點(diǎn)(X、Y)位于5)區(qū)，微機(jī)51按下列表達(dá)式識(shí)別這一狀態(tài)。
X≤Y，和X≥Ytyp2…(13)另一可選方案是，假定已測(cè)色度點(diǎn)(X，Y)位于6)區(qū)，微機(jī)51按下列表達(dá)式識(shí)別這一狀態(tài)。
x＞Y，和Y＞Xtyp2…(14)圖16B是表示當(dāng)對(duì)“黑色”調(diào)節(jié)色度時(shí)，待預(yù)置的控制程序和對(duì)于色度圖上各區(qū)尚待控制的相應(yīng)色的表格。
作為一個(gè)例子，假如點(diǎn)(X，Y)滿足條件(12)，被微機(jī)51識(shí)別，圖16B中對(duì)于4)區(qū)這行的步驟1指令執(zhí)行G色的調(diào)節(jié)。因此，為了使Y(≤Ytyp2)接近Ytyp2，必須增大光輸出RAY中G分量，即液晶上所加電壓要小，從而要減小視頻信號(hào)S14幅度。為達(dá)此目的，微機(jī)51向系統(tǒng)微機(jī)52發(fā)送信號(hào)S3，以增大G分量模擬變換電路56g中的補(bǔ)償電壓VOF，從而減小上述的幅度。系統(tǒng)微機(jī)52接收信號(hào)S3后，向模擬變換電路56g發(fā)出信號(hào)S7，從而同時(shí)減小作為D/A變換器61的輸出電壓VOUT輸出的補(bǔ)償電壓VOF。
通過(guò)上述控制操作，當(dāng)光輸出RAY中G分量變大時(shí)，色度儀58檢測(cè)到色度的Y坐標(biāo)值增大。微機(jī)51通過(guò)輸出信號(hào)S2識(shí)別這一信息。以上的一系列程序?qū)⒈恢貜?fù)，直至色度測(cè)量的Y值與定義為“黑色”的點(diǎn)(Xtyp2、Ytyp2)的Ytyp2相一致。
下面再閱圖16B，對(duì)4)區(qū)這行步驟2規(guī)定執(zhí)行R色的調(diào)節(jié)，因此為了使X(≤Xtyp2)接近Xtyp2，光輸出RAY中的R分量必須增大，即要使液晶所加電壓變小。為達(dá)此目的，微機(jī)51向系統(tǒng)微機(jī)52發(fā)出信號(hào)S3，以減小R分量的模擬變換電路56r的補(bǔ)償電壓VOF。然后，進(jìn)行與上面對(duì)光輸出RAY中G分量所執(zhí)行的相同控制程序，這程序系列將被重復(fù)，直至色度測(cè)量值的x值與定義為“黑色”的點(diǎn)(Xtyp2、Ytyp2)的Xtyp2相一致。關(guān)于這一點(diǎn)，假如在控制操作的過(guò)程中中間修正點(diǎn)到達(dá)其他色度區(qū)，則將按預(yù)先為該區(qū)設(shè)立的程序進(jìn)行該控制。
當(dāng)上述控制已被完成時(shí)，51向52發(fā)出控制信號(hào)S3，這信號(hào)指示表示對(duì)每一色的各個(gè)優(yōu)選補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS的控制信號(hào)S7的值應(yīng)該被存儲(chǔ)，從而可在任何時(shí)間重現(xiàn)這些值。52依照輸入的控制信號(hào)S3，輸出帶有控制信號(hào)S7的值的信息的數(shù)據(jù)信號(hào)S5至非易失性存儲(chǔ)器53，從而將數(shù)據(jù)存入其中。此后，這樣存儲(chǔ)的電壓值被保持而不會(huì)消失，需要時(shí)作為數(shù)據(jù)信號(hào)S4被讀出，以重現(xiàn)優(yōu)選的補(bǔ)償電壓VOF和滿刻度電壓VFS。
控制信號(hào)S3從51至52的傳輸不僅可用有線裝置執(zhí)行，也可(例如)使用紅外載波信號(hào)等無(wú)線裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由于典型投影裝置包括作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的52，對(duì)于本發(fā)明的控制只要使用軟件和需要在內(nèi)部裝入一些特定部件即已足夠。
此外，通過(guò)提供足以有效履行51功能的52，可以省去51。在這結(jié)構(gòu)中，由色度儀58對(duì)光輸出RAY色度測(cè)量值可以直接被52接收，因此可能實(shí)現(xiàn)成本低而工作更迅速的系統(tǒng)。
盡管上述已對(duì)使用液晶顯示器的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，這應(yīng)該僅僅看作一個(gè)例子，而本發(fā)明也可應(yīng)用于除液晶顯示器外的例如CRT等其他顯示器件。
依照本發(fā)明，三基色中每一色的校正數(shù)據(jù)是通過(guò)線性插值技術(shù)用公式計(jì)算的，使得根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)重現(xiàn)的投影圖象在由顯示單元所形成的相鄰象素之間呈現(xiàn)很小的色度差。因此，當(dāng)整個(gè)校正數(shù)據(jù)用于準(zhǔn)備具有相對(duì)于每一基色模擬值的視頻校正信號(hào)和具有相對(duì)于每一基色模擬值的原始視頻信號(hào)根據(jù)所獲得的視頻校正信號(hào)受到調(diào)制時(shí)，可能防止本會(huì)由于顯示單元的分散引起的顯示屏上色散分布，因此有可能獲得沒(méi)有色不均勻性的投影圖象。
此外，依照本發(fā)明，可以顯著減少操作人員為色度調(diào)節(jié)所需要的操作還可能確保迅速完成色度調(diào)節(jié)，而與操作人員的技能無(wú)關(guān)。
由于幾乎不需要增加例如電路和連線的外部設(shè)備，成本也幾乎沒(méi)有增加。
由于投影圖象顯示裝置保持在制造時(shí)所調(diào)節(jié)的優(yōu)選色度，即使用戶對(duì)該裝置使用不當(dāng)，也不存在被調(diào)好的色度會(huì)變得不準(zhǔn)而無(wú)法恢復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，可建立起該裝置大大提高了的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)將與視頻信號(hào)的基色分量相對(duì)應(yīng)的三種光投影到屏上形成圖象的投影式圖象顯示裝置，它包括色度測(cè)量裝置，用于測(cè)量所述屏上任意坐標(biāo)的色度；第一運(yùn)算裝置，用于從由所述色度測(cè)量裝置測(cè)量的該坐標(biāo)點(diǎn)的色度單值地計(jì)算每個(gè)基色發(fā)量的第一校正數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)與已測(cè)量色度的點(diǎn)的座標(biāo)一起的所述第一校正數(shù)據(jù)；第二運(yùn)算裝置，從所述存儲(chǔ)裝置讀出與若干坐標(biāo)點(diǎn)結(jié)合的所述第一校正數(shù)據(jù)，根據(jù)讀出的第一校正數(shù)據(jù)計(jì)算用于校正調(diào)制要加在發(fā)射三基色分量的顯示單元上視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)，從而形成未進(jìn)行色度測(cè)量的象素；和校正調(diào)制裝置，根據(jù)由所述第一和第二運(yùn)算裝置計(jì)算的所述第一和第二校正數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備用于三基色分量的視頻校正信號(hào)，并用所述準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制原始視頻信號(hào)。
2.一種用于將與視頻信號(hào)的基色分量對(duì)應(yīng)的三種光投影到屏上形成圖象的投影式圖象顯示裝置中校正色不均勻性的方法，該方法包括如下步驟測(cè)量所述屏上任意坐標(biāo)點(diǎn)的色度(第一步);從在第一步測(cè)得的該坐標(biāo)點(diǎn)的色度單值計(jì)算每個(gè)基色分量的第一校正數(shù)據(jù)(第二步);與已測(cè)量色度的該點(diǎn)的坐標(biāo)一起將所述第一校正數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器裝置(第三步);從所述存儲(chǔ)器裝置讀出與若干坐標(biāo)結(jié)合的所述第一校正數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀出的第一校正數(shù)據(jù)計(jì)算用于校正調(diào)制要加到發(fā)射三基色分量的顯單元上的視頻信號(hào)的第二校正數(shù)據(jù)，從而形成未進(jìn)行色度測(cè)量的象素(第四步);和根據(jù)在第二和第四步計(jì)算的所述第一和第二校正數(shù)據(jù)準(zhǔn)備用于三基色分量的視頻校正信號(hào)，并用所述準(zhǔn)備的視頻校正信號(hào)調(diào)制原始視頻信號(hào)(第五步)。
3.依照權(quán)利要求1的投影式圖象顯示裝置，其特征在于，還包括電壓變化裝置，能獨(dú)立地改變輸出至所述顯示單元的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏置電壓;控制裝置，輸出控制信息用以控制所述電壓變化裝置;和存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)從所述控制裝置輸出的控制信息。
4.一種投影式圖象顯示裝置，包括投影式圖象顯示單元，該單元包括以下電壓變化裝置，該裝置能分別地改變輸出至顯示單元的視頻信號(hào)的幅度電壓和偏壓電壓;第一控制裝置，該裝置輸出第一控制信息用于控制電壓變化裝置;和存儲(chǔ)裝置，該裝置存儲(chǔ)從第一控制裝置輸出的第一控制信息，和色度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括色度測(cè)量裝置，用于測(cè)量由所述投影式圖象顯示單元發(fā)出的光的色度;和第二控制裝置，輸出指令所述第一控制裝置去輸出第一控制信息的第二控制信號(hào)用以根據(jù)從所述色度測(cè)量裝置輸出的色度測(cè)量值控制所述電壓變化裝置。
全文摘要
由色度儀測(cè)量所選各象素的光輸出色度。從測(cè)量值計(jì)算RGB各色的校正數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)又用于計(jì)算未選象素處RGB各色的校正數(shù)據(jù)。用此法，RGB各色的原始視頻信號(hào)將根據(jù)這樣獲得的校正數(shù)據(jù)受到校正調(diào)制。投影圖象顯示裝置這樣構(gòu)成，以致從色度儀對(duì)整個(gè)圖象的色度測(cè)量值有關(guān)白色及黑色的色度調(diào)節(jié)是由使用微機(jī)的自動(dòng)控制一致而可靠地完成的，從而確定校正調(diào)制原始視頻信號(hào)的最佳狀態(tài)。這裝置還包括將該最佳狀態(tài)存入非易失存儲(chǔ)器中的裝置。
文檔編號(hào)H04N17/02GK1092233SQ9311412
公開(kāi)日1994年9月14日 申請(qǐng)日期1993年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月30日
發(fā)明者福田秀典, 林弘和 申請(qǐng)人:夏普公司