CN1041882C

CN1041882C - 投影图象显示装置和校正其色不均匀性的方法

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Publication number: CN1041882C
Application number: CN93114121A
Authority: CN
Inventors: 福田秀典; 林弘和
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-10-30
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: DE69329175D1; EP0595649B1; KR970004241B1; CA2109407C; KR940009728A; EP0595649A1; CN1092233A; JPH06138849A; CA2109407A1; AU5031993A; SG43944A1; DE69329175T2; MY109838A; AU660116B2; ES2150437T3; US5452019A

Abstract

由色度仪测量所选各象素的光输出色度。从测量值计算RGB各色的校正数据，此数据又用于计算未选象素处RGB各色的校正数据。用此法，RGB各色的原始视频信号将根据这样获得的校正数据受到校正调制。投影图象显示装置这样构成，以致从色度仪对整个图象的色度测量值有关白色及黑色的色度调节是由使用微机的自动控制一致而可靠地完成的，从而确定校正调制原始视频信号的最佳状态。这装置还包括将该最佳状态存入非易失存储器中的装置。

Description

投影图象显示装置和校正其色不均匀性的方法

本发明涉及使用若干个显示器件的投影图象显示装置，本发明还涉及在整个显示图象上色不均匀性可从被校正的投影图象显示装置中校正色不均匀性的方法和在生产阶段等被执行的能自动实现色度调节的显示装置。

在使用若干个显示器件的投影图象显示装置中，需要严格控制显示单元的特性，从而建立遍及整个显示图象的色度均匀性，但是遍及投影图象的色度随位置而变化，这取决于所使用光源的色再现特性，光源所使用的色分离／组合***和显示元件的透射系数分布和其他因素，因此从技术观点看要在投影图象显示装置中建立这样严格的控制是非常困难的。

在称为“白平衡调节方法”的一种方法中，视频信号由红、兰和绿分量的视频信号组成(下文分别称为R信号、B信号和G信号)，每种分量的幅度是可变的以便实现增益控制，从而可以在遍及整个图象上粗略地调节色度。

已公开的日本专利申请昭和63NO．37785揭示了一种对由若干个液晶显示屏排列构成的象屏的情况下引起亮度和色度不均匀性的校正方法。这方法包括以下几步：在其实际安装状态测量每个液晶显示屏的光强，依据所获得的光强，产生每个液晶显示屏的亮度均匀性比的数据，从而将产生的数据存入存储器；依据每个液晶显示屏上存储数据和投影图象数据进行计算操作，从而显示均匀的投影图象。

现在，结合图1说明传统的色度测量方法，图1是产生供给典型的液晶显示器件的视频信号的电路的方块图。在此图中γ校正电路55r、55g和55b结构相同，而模拟转换电路56r、56g和56b也与图2所示的模拟转换电路56的结构一样。

有模拟值的视频信号S1被送入投影图象处理部分54，在其中输入数据被分离为R信号、G信号和B信号。这样分离后的信号通过投影图象处理部分54中A／D变换电路54r、54g和54b形成量化数字视频信号、S1R、S1G和S1B，这些信号又依次送出至γ校正电路55r、55g和55b。

γ校正电路55r、55g和55b是为了补偿液晶的电压-透射特性而执行γ校正的，使分别输入的数字视频信号S1R、S1G和S1B经过γ校正，将数字视频信号SγR、SγG和SγB分别输出至模拟变换电路56r、56g和56b。

模拟变换电路56r、56g和56b分别将输入的数字视频信号SγR、SγG和SγB变换为模拟值。这样形成的模拟值作为视频信号SR、SG和SB送出至液晶显示器／光学变变换部分57。

液晶显示器／光学变换部分57根据输入的视频信号SR、SG和SB，重现图象和发出光输出RAY。

色度仪接收来自液晶显示器／光学变换部分57的作为图象发出的光输出RAY，测量其色度，以指示测量值。这里，为说明方便，假定所使用的液晶显示器为标准白类型，更明白地说，假定液晶显示器的透射比随着所加电压增加而减小。还假定显示器由中心电压为地电平和对每水平行变化极性的交变电压所驱动。

下面，说明模拟变换电路56r、56g和56b中信号波形的变换程序。图2是模拟变换电路56的电路图。图1所示图中有三个模拟变换电路56，即用于处理R信号的模拟变换电路56r，用于处理G信号的模拟变换电路56g和用于处理B信号的模拟变换电路56b。图3A至3F是表示56中各点的视频信号波形图。

如图3B所示，控制信号S6的波形对于“高”电平取峰值即电压H和对“低”电平取另一峰值即电压L和周期地在“高”电平和“低”电平之间交替变化。此信号被送入逻辑电路62，开关SW1、SW2和SW3和用作同步信号。

当在开关SW1、SW2和SW3中控制信号S6处于高电平，所有“C”端同时与各自的“b”端相接，而与各自的“a”端同时断开。另一方面，当控制信号S6处于低电平时，所有“C”端同时与各自“a”端相接，而同时与各自的“b”端断开。

在开关SW1中，端“a”上加有用可变电阻R1调节的满刻度电压VFS，而端“b”接地。正如前述，端“a”和“b”随着输入端“d”的控制信号S6交替地与端“c”相接。随着交替相接，端“c”产生峰值等于满刻度电压VFS的脉冲，并将此脉冲作为信号S11发送至放大器AMPl的负(-)端。输入放大器AMP1(-)端的信号S11在放大器内被放大(-1)倍，输出图3D所示波形。

在开关SW2中，端“a”上加有用可变电阻R2调节的补偿电压VOF，而端“b”接地。正如前述，端“a”和“b”随着输入至端“d”的控制信号S6交替地与端“c”相接。随着交替相接，端“c”产生峰值等于补偿电压VOF的脉冲，并将脉冲作为信号S16发送至放大器AMP3的正(+)端。在开关SW3，端“b”上加有用可变电阻R2调节的补偿电压VOF，而端“a”接地。如同前述，端“a”和“b”随着输入至端“d”的控制信号S6交替地与“c”端相接。随着交替相接，端“c”产生峰值等于补偿电压VOF的脉冲，并将脉冲作为信号S17发送至放大器AMP3的负(-)端。因此，这些信号S16和S17互相同步，但逻辑上彼此反相，或更确切地说，当信号S16处于高电平，则信号S17即处于低电平。

放大器AMP3从输入至(+)端的信号S16减去输入至(-)端的信号S17，将由此合成的信号S13输出至放大器AMP2的(-)端。

数字视频信号S8对已被γ校正电路55r、55g和55b量化并输出的数字视频信号SγR、SγG和SγB中任一信号作出响应。顺便提一下，γ校正电路55r、55g和55b依据图4c所示特性曲线将输入信号变换为输出信号，因此，数字视频信号S8被加给逻辑电路62，信号S8的波形如图3A所示取恒定电压VP为峰值。

逻辑电路62还接收如图3B所示波形的在一个行周期间隔交替反转的信号S6，并在信号S6和数字视频信号S8之间进行逻辑运算，从而将数字视频信号S8变换为如图3AA所示的数字视频信号数据串D0、D1、D2，并被输出至D／A变换器59(此处数字视频信号S8被数字化以表示它原有的和在每一行周期交替反转时的波形成分。

D／A变换器59在其参考电压输入端VREF接收已借助可变电阻R1调节的满刻度电压VFS的输入，并根据该输入，将输入的视频信号数据串D0、D1、D2…变换为对应的模拟信号，从而形成如图3c所示波形以满刻度电压VFS为峰值的视频信号S9。这样产生的信号S9从输出端VOUT输出至放大器AMP1的(+)端。

放大器AMP1从信号S9中减去信号S11，由此生成的信号作为信号S12输出至放大器AMP2的(+)端。信号S9有如图3C所示波形，信号S11被放大(-1)倍，取图3D所示波形。因此，信号S12具有由图3C所示波形和图3D所示波形相加形成的图3CC所示波形。

放大器AMP2从信号S12减去信号S13，由此合成的信号作为视频信号S14输出至液晶显示器／光学变换部分57。这视频信号S14与视频信号SR、SG和SB中任一信号相对应。信号S12有图3CC所示波形，和信号S13放大(-1)倍，取图3E所示波形。因此，信号S14具有由图3E所示波形和图3CC所示波形相加形成的图3F所示的波形。

如上所述，对于传统的白平衡调节要杜绝在显示图象上由于各个器件元件的色散引起的图象的色不均匀性是困难的，另一方面，上文提及已公开的日本专利申请昭63No．37785的目的是在所排列的液晶显示屏之间进行校正。因此在图象内任何色不规则性或不均匀性不能被校正。

此外，依照图1所示的结构，显示装置由用于红、绿和兰色(下文分别用R、G和B表示，红、绿和兰三色用RGB表示)具有三个各自电路的三个液晶显示器构成，(每个液晶显示器有一个电路)。因此，三个电路在它们电路常数上包含离散，三个液晶显示器在电压-透射特性上也一定有离散。这种离散引起例如在本应该显示类似黑或白色的非彩色处出现彩色的不良效应。这种不良使得必需要个别调节每个电路的补偿电压VOF和满刻度电压VFS。

在先有技术中，这种调节需要下列步骤。首先，为了要在整个图象屏幕上进行纯白显示，例如输入数据是由象空白帧面的预定投影图象组成的。然后，从所读数据图象光学变换产生的投影输出应该用色度仪58测量。供给液晶显示器的信号幅度和偏压，更明确地说，用于每个显示器的满刻度电压VFS和补偿电压VOF应该用控制满刻度电压VFS的可变电阻R1的变化和控制补偿电压VOF的可变电阻R2的变化对于每一色区加以控制，从而调节诸如黑色和白色的色平衡。

然而，这种步骤需要极其细致的调节，甚至会搞得更差，要区别哪个色区的什么电阻应该和以多大程度调节观测到的色度偏移，这是非常困难的。因此这个方法需要即便是熟练的操作人员也要花费很长时间来调节，在生产中造成困难。

本发明要消除上述问题，因此本发明的一个目的是提供这样一种投影图象显示装置，在这装置中图象屏上色不规性或不匀性是通过根据图象屏上色度分布进行校正而加以消除的，并提供用于该装置的校正方法。

本发明的另一目的是提供能自动进行色度调节的显示装置和用该装置的***。

为了达到上述目的，本发明的结构如下：

首先，本发明的投影图象显示装置用于将与视频信号的基色分量相对应的三种光投影到屏上形成图象，它包括：

色度测量装置，用于测量所述屏幕上任意坐标点的色度；

第一运算装置，用于对由色度测量装置测得的该坐标的色度单值地计算每个基色分量的第一校正数据；

存储装置，用于根据已测量色度的点的座标存储第一校正数据；

第二运算装置，按若干坐标点从存储装置读出第一校正数据，根据所读出的第一校正数据计算用于校正地调制要加在发射三基色分量的显示元件上视频信号的第二校正数据，从而形成未进行色度测量的象素；和

校正调制装置，根据由第一和第二运算装置计算的第一和第二校正数据准备用于三基色分量视频校正信号，并用该准备的视频校正信号调制原视频信号。

依据本发明，用于对将对应于视频信号的基色分量的三种光投影到屏幕上形成图象的投影图象显示装置中的色不均匀性进行校正的方法包括以下步骤：

测量屏幕上任意坐标点的色度(第一步)；

根据在第一步测得的坐标点的色度单值地计算每个基色分量的第一校正数据(第二步)；

按已测量色度的这些点的坐标将第一校正数据存入存储器装置(第三步)；

按若干坐标点从存储装置读出第一校正数据，并根据所读出的第一校正数据计算用于校正调制要加在发射三基色分量的显示单元上视频信号的第二校正数据，从而形成未进行色度测量位置的象素(第四步)；和

根据由第二和第四步计算得到的第一和第二校正数据准备出用于三基色分量的视频校正信号，并用已准备的视频校正信号调制原视频信号(第五步)。

依照本发明的另一方面，投影图象显示装置还包括：

电压变化装置，能分别地改变输出至显示单元的视频信号的幅度电压和偏置电压；

控制装置，输出用于控制电压变化装置的控制信息；和

存储装置，存储从控制装置输出的控制信息。

本发明的还有一个方面在于，投影图象显示装置包括：

投影图象显示单元和色度调节***，所述投影图象显示单元包括：

电压变化装置，该装置能分别地改变输出至显示单元的视频信号的幅度电压和偏置电压；

第一控制装置，该装置输出第一控制信息用于控制电压变化装置；和

存储装置，该装置存储从第一控制装置输出的第一控制信息，和

所述色度调节***包括：

色度测量装置，用于测量由投影图象显示单元发出的光输出的色度；和

第二控制装置，该装置输出第二控制信号指示第一控制装置输出第一控制信息，以根据从色度测量装置输出的色度测量值控制电压变化装置。

在依据本发明这样构造的投影图象显示装置中，第一运算装置从由色度测量装置测量的屏上任何坐标点的色度，单值地计算每个基色分量的校正数据。此后可将这样计算得到的校正数据按已测量色度的点的坐标存入存储装置。因此，重复地读出校正数据供查阅或计算操作时使用是可能的。

第二运算装置可以根据按若干坐标点从存储装置读出的第一校正数据，计算用于校正调制要加在发射三基色分量的显示单元上的视频信号的第二校正数据，以形成未进行色度测量位置的象素。

由第一和第二运算装置计算的第一和第二校正数据是这样构成的，以致当依据这些数据在屏上重现投影图象时，第一和第二校正数据两者都不会相互引起任何色不规则性或不均匀性。因此，通过使校正调制装置从全部校正数据准备出用于三基色分量的视频校正信号，并根据已准备的视频校正信号调制对应于各自三基色的每一原始视频信号。

依据本发明用于校正投影图象显示装置中的色不均匀性的方法，对每一基色分量的第一校正数据是根据在第一步测量的任意坐标点的色度值，在第二步单值地计算出来的。此后在第四步，根据在第二步计算的与若干坐标点联系的第一校正数据，可以执行对用于校正调制要加到发射三基色分量的显示单元上视频信号的第二校正数据的计算，从而形成未进行色度测量的象素。

在第二和四步计算的第一和第二校正数据是这样构成的，以致当依据这些数据在屏上重现投影图象时，第一和第二校正数据两者都不会相互引起任何色不规则性或不均匀性。因此可在第五步通过从全部校正数据准备用于三基色分量的视频校正信号，并根据已准备的视频校正信号调制对应于各自三基色的每一原始视频信号而获得没有色不匀性的投影图象。

而且，在本发明的投影图象显示装置中，电压变化装置能够独立地改变由显示单元输出的视频信号的幅度电压和偏置电压。此外，控制装置可以输出控制信息用于控制电压变化装置，从而使显示单元能跟随适当的程序改变输出幅度电压和偏置电压，借以获得具有最佳色度的投影图象。此外，借助于可将控制信息保持为非易失性存储的存储装置，使得投影图象的重现能具有最佳色度。

在本发明的投影图象显示装置中色度调节***的运行可描述如下：

首先，在投影图象显示装置中，电压变化装置能够独立地改变由显示单元输出的视频信号的幅度电压和偏置电压。此外，第一控制装置可以输出第一控制信息用以控制电压变化装置，从而使显示单元能跟随适当的程序改变输出幅度电压和偏置电压，由此获得具有最佳色度的投影图象。而且，借助于能保持控制信息为非易失存储的存储装置，使得投影图象的重现能具有最佳色度。

根据色度测量装置对投影图象显示装置发出的光输出色度的测量，第二控制装置可以输出第二控制信息至第一控制装置，从而指令第一控制装置去输出用于控制电压变化装置的第一控制信息。

图1是表示用于产生为常规液晶显示器所提供的视频信号的电路方块图；

图2是表示图1所示的模拟变换电路的电路图；

图3A是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3B是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换所产生的投影图象信号的波形图；

图3AA是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3C是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3D是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3cc是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3E是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图3F是表示在图2所示的模拟变换电路中经过变换产生的投影图象信号的波形图；

图4A表示在逻辑电路中输入和输出之间关系的图；

图4B是表示在逻辑电路中输入和输出之间关系的图；

图4C是表示在逻辑电路中输入和输出之间关系的图；

图5表示作为本发明的一个实施例在液晶显示屏上色度测量点的位置图；

图6表示在本发明一个实施例中光学装置的位置关系的说明示图；

图7是表示用于图6所示装置中的液晶投影图象显示器的结构的立体图；

图8是本发明一个实施例所使用的电流方块图；

图9是表示在本发明一个实施例中所使用的液晶显示器上位置关系，和已测色度的各点和运用线性插值计算校正数据的各点之间的关系图；

图10是表示构成本发明的另一实施例的电路方块图；

图11是图10所示电路中所使用的模拟变换电路的电路图；

图12A是表示图10所示实施例中光学装置的一种关系的说明示图；

图12B是表示图10所示实施例中光学装置的另一种关系的示意图；

图13A表示在图10所示实施例中对白色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图13C表示在图10所示实施例中对白色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图13F表示在图10所示实施例中对白色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图13B表示在图10所示实施例中对白色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图14表示液晶显示器的所加电压一透射比的特性曲线图；

图15是在图10所示实施例中对白色进行色度调节时在色度图上所示的控制步骤的说明图；

图16A是表示在图10所示实施例中对白色进行色度调节时对在色度图上各区域所预置的控制步骤和被控制的相应颜色的表格；

图16B是表示在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时对在色度图上各区域所预置的控制步骤和被控制的相应颜色的表格；

图17A表示在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图17C表示在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时使用的视频信号的波形图；

图17F表示在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时所使用的视频信号的波形图；

图17B表示在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时所使用的视频信号的波形图；

图18是在图10所示实施例中对黑色进行色度调节时在色度图上所示的控制步骤的说明图；

首先，图5表示作为本发明的一个实施例所示的液晶显示屏上色度测量点的例子，而图6是在此测量中所使用元件的位置关系的示意图。在作此测量时最好在使液晶有尽可能大的透射比的情况下来进行液晶显示器中色散的校正。因此，下列色度校正的操作是使用“白色”投影图象来进行测量光输出，从而决定显示图象屏上的色度分布。

在图6中标为33的是依照本发明一个实施例的液晶投影图象显示装置的元件矩阵，这个元件矩阵33具有如图7所示的结构。图7所示的该结构包括滤色片40、液晶42、二极管44、象素电极45、一对极化板47和50和一对玻璃衬板48和49。这里标号43和46分别标注从光源32发出的白光线和扫描线。众所周知，一个元件位子一个象素电极所占的面积，并用作提供三基色RGB中的一种颜色。从三个不同元件发射的每束表示RGB三色之一色三个RGB彩色光束，会聚在屏1上认作一个象素。RGB三色中每色的亮度通过改变加到每个象素电极45上的电压，从而改变液晶的透射比，借此控制透过液晶的光强来加以控制的。

图6中标号34标注由透镜和镜子等组成的光学***，用于将RGB光会聚在屏1上。更确切地说，从光源32发出的透过液晶投影图象显示元件矩阵33的白光中有若干光束组，这些光束组是这样构成的，即，每个光束组有RGB光分量和在光强上受到调节，以产生一个象素。包含RGB分量的这样构成的光束组透过光学***34会聚在屏1上，以在屏上形成图象。这样形成的图象由用户可从观看方向35看到。

色度仪36的未图示的传感器部分位于屏1上诸象素的位置，用于色度测量。色度仪36测量待测象素的色度。并将每个象素的色度测量数据通过色度数据信号路径38输出至液晶投影图象显示元件矩阵控制部分37。应注意色度数据信号路径38可以不仅由有线装置构成，而且也可由使用例如红外载波信号等无线装置构成。

下面参阅图5，已经透过液晶投影图象显示元件矩阵33的由RGB光分量组成的光束组投影在屏1上，从而形成由视频信号所特定的呈现一定色彩的象素a2。一系列这样的象素a2在水平和垂直二个方向上紧密排列从而形成一幅图象。这样用户就把屏1上排列的象素a2组合看成一幅图象。在这成象过程中，产生象素a2的投影图象的液晶投影图象显示元件矩阵33起着关键作用，但是要制造在所有象素中完全没有输出光强变化的液晶投影图象显示元件矩阵33是不可能的。换句话说，可以予料液晶投影图象显示元件矩阵33的每个象素在输出光强上多少与其他部分象素会有些不同。在输出光强上的这种不同引起象素a2在色度上的不同，造成色不均匀性。因此，对校正色不均匀性的控制过程可按下列方式进行。首先，从象素a2组成的每个微区等同地选择象素2，对这样选择的象素2测量其色度。该测量值被反馈至加在分别形成RGB三色的三个液晶投影图象显示器上的视频信号中。通过这一反馈，校正用于产生其余未被选择的象素a2的视频信号，使得光输出可以被增大或减小，从而消除象素a2中的色度差异。

在选择被测量的象素2时，形成以一定间隔排列的水平线3和以一定间隔排列的垂直线4，位于这些线之间的交叉点，即格点的象素可从被选择为要测量色度的象素2。色度仪36这样构造，使得色度仪元件位于这样选择的每个象素2处并测量色度。此处，测量色度的象素2将用坐标点(U、W)表示，每个色度测量值按其坐标点(U、W)被存储，并将用于计算操作。

为了依据色度测量的反馈，产生其余未被选择的象素a2，下面说明加到分别形成RGB三色的三个液晶投影图象显示器上视频信号的校正方法。首先，根据对每个象素2测得的色度值计算该点的RGB每色的校正数据。然后，采用依据包围象素a2的最近四个网格点的RGB每色的校正数据进行线性插值近似法，计算未测量色度的象素a2的RGB每色的校正数据。

其次，说明根据在象素2测得的色度数据决定被测量象素2的G、BR信号中每个的校正数据的计算方法。

例如，倘若在屏1上用坐标(U、W)标明象素2，提供色度测量数据(X、Y)，则校正数据<G>、和<R>可以由下列表达式单值确定：

<G>=aX+by …(1)

=CX+dy …(2)

<R>=ex+fy …(3)

式中a、b、c、d、e和f均为常数。

这里应注意上面提及的所有校正数据<G>、和<R>也可由该装置外面的计算装置来决定。

图8表示在本发明的第一实施例中使用的电路方块图。结合图8将详细说明根据如上获得的<G>、和<R>反馈校正数据决定形成图9所示象素a2g的RGB三色校正数据的计算过程。这样决定的RGB三色校正数据用于校正分别加到用于分别显示RGB三色从而构成象素a2g的三个液晶投影图象显示单元的三个视频信号。

校正数据写入电路5拾取色度仪36对屏1上坐标(U、W)处的象素2的色度测量值(X、Y)，并根据方程(1)、(2)和(3)计算校正数据<G>、和<R>，将结果存入各自校准数据存储器7、8和9中。同时，校正数据写入电路5产生对应于屏上象素2的坐标(U、W)的地址信息AD{(U、W)}，以将该地址信息与算得的校正数据<G>、和<R>一起输出至校正数据存储器7、8和9。

校正数据存储区28由校正数据存储器7、8和9组成，并从校正数据写入电路5接收地址AD{(U、W)}，每个地址指定相应的校正数据存储器7、8或9中的一个地址。校正数据存储区28也从相同的校正数据写入电路5获得对每一色度值的校正数据<G>、和<R>，并将这些色度数据贮存在上述指定的地址AD{(U、W)}。

存储地址产生电路6根据通过端19、20和21输入的用于显示的视频信号所用的同步信号H、 V和时钟信号CK，识别接着要被重现为投影图象象素的象素a2的坐标(U、W)。

现在作为例子考虑这一情况：电路6识别存在于图9所示坐标点(Ug、Wg)的象素a2g期望接着要被再现。在此情况下，为了产生象素a2g必须要决定用于校正调制要加到分别用于显示RGB三色的各自三个液晶投影图象显示单元中液晶上的原视频信号SEg、SEb和SEr的校正信号Sg、Sb和Sr。为了计算信号Sg、Sb和Sr，需要包围点(Ug、Wg)的四个邻近象素2a(Ua、Wa)、2b(Ub、Wb)、2c(Uc、Wc)和2d(Ud、Wd)上的校正数据，因此存储地址发生电路6在校正数据存储区28产生地址AD{(Ua、Wa)}、AD{(Ub、Wb)}、AD{(Uc、Wc)}和AD{(Ud、Wd)}，在这些地址上存储相邻四个象素2a、2b、2c和2d的校正数据<G>、和<R>。这样产生的地址被输出至校正数据存储区28，因此下列关系成立：

Ua=Uc≤Ug≤Ub=Ud …(4)

Wa=Wc≥Wg≥Wb=Wd …(5)

校正数据插值处理电路10，11，12通过按下述方法使用包围象素a2g的四个象素2的校正数据<G>、和<R>执行线性插值运算，分别计算象素a2g的校正数据<G>、和<R>，并将结果分别输出至D／A变换器13、14和15。

作为例子，说明对G信号校正数据的线性插值过程的计算。用于G信号校正数据的校正数据存储器7对于象素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)}分别保持有校正数据<Ga>、<Gb>、<Gc>和<Gd>。当存储地址发生电路6输入这些地址AD{(Ua、Wa)}、AD{(Ub、Wb)}、AD{(Uc、Wc)}和AD{(Ud、Wd)}时，存储器7依次将校正数据<Ga>、<Gb>、<Gc>和<Gd>输出至G信号的校正数据插值处理电路10。

因为关系式(4)和(5)对屏1成立，可以假定象素2b和2d分别位于象素2a和2c的向右第K个位置。假定象素2c和2d分别位于象素2a和2b的下方第n个位置。而且，对图9中每点的G信号的校正数据将假定如下：

<Ge>：位于象素2a下方第m个位置的标有坐标(Ue、We)的象素a2e的G信号校正数据；

<Gf>：位于象素2b下方第m个位置的标有坐标(Uf、Wf)的象素a2f的G信号校正数据；

<Gg>：位于象素a2e的向左第1个位置的标有坐标(Ug、Wg)的象素a2g的G信号校正数据；

在这种假定下，<Ge>、<Gf>、和<Gg>由下列表达式给定：<Ge>={(<Ga>-<Gc>)／n}×m+<Ga> …(6)<Gf>={(<Gb>-<Gd>)／n}×m+<Gd> …(7)<Gg>={(<Gf>-<Ge>)／k}×j+<Ge> …(8)

式中下列关系成立：

Ua=Uc=Ue，Ub=Ud=Uf；

Ua+j=Ug，Ua+k=Ub；

Wa=Wb，Wc=Wd，We=Wf=Wg；and

Wa=Wc+n=We+m．

校正数据插值处理电路(用于G信号)10根据公式(6)、(7)和(8)，分别计算在点(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信号校正数据<Ge>、<Gf>和<Gg>，并将结果输出至D／A变换器13。对于已进行色度测量的象素2就无需用线性插值法计算校正数据<G>。因此，存储在较正数据存储区28的校正数据就可以按现状使用。

使用相同的线性插值法可计算B信号和R信号的校正数据和<R>。

D／A变换区30由D／A变换器13、14和15组成，它们接收作为数字数据的象素2和a2的校正数据<G>、和<R>，将这些数据转变为具有模拟值校正信号Sg、Sb和Sr，并将结果分别送至放大器16、17和18。

在校正调制部分31，放大器16通过端22接收用于显示G色待加到液晶投影图象显示器上的原视频信号SEg。以同样方式，放大器17通过端23接收用于显示B色待加到液晶投影图象显示器上的原视频信号SEb，而放大器18通过端24接收用干显示R色待加到液晶投影图象显示器上的原视频信号SEr。这些信号被依据来自D／A变换部分30的校正信号Sg、Sb和Sr在放大幅度上受到校正调制，所形成的视频信号SLg、SLb和SLr从端25、26和27输出被加到液晶投影显示器的各个液晶单元上，形成GBR三色。

如上所述，用于再现投影图象的象素的色度被逐次校正，因此可以消除在整个图象上的色散。

图10表示实施本发明另一实施例的电路方块图。在此图中，γ校正电路55r、55g和55b是完全相同的(因此，总称为γ校正电路55)，模拟电路56r、56g和56b都是由图11所示的相同模拟变换电路56组成的。至于视频信号的流程，和图1和2所述相同的信号流将用相同标号标出，有关的说明均予略去。

图12A和12B表示在该实施例中所使用元件的光学结构的关系。由于每个元件与图6中有相同功能，故标以相同标号而省去其有关说明。如图所示，可认为有两种光学结构。图12A所示情况是这样安排，透过透明屏1的图象被色度仪36感测或被用户从观看位置35看到。图12B所示另一情况是这样安排，使得借助光学***34在屏1上形成的图象被色度仪36感测或被用户从观看位置35看到。

参阅图10和11，将说明对白色进行色度调节的步骤。在图13A、13B、13C和13F中画出所出现的视频信号波形。在图4A至4C中画出逻辑电路62中输入信号S8和输出数字视频信号数据D0、D1、D2…。微计算机51输出控制信号S3至***微计算机52，***微机又根据从微机51接收的控制信号S3，依次输出由图13B所示波形表示的信号S6至逻辑电路62，开关SW1、Sw2和Sw3。

γ校正电路55的γ校正变换表(未图示)由随机存取存储器(下文称为“RAM”)构成，因此便于***微计算机52重写该表。这表容许数字视频信号数据D0、D1、D2…被建立，以表示图13A所示具有常数数据值FFH的波形，而与图4A所示输入的数字视频信号S8的幅度多大无关。这种结构不再需要专门单独的信号发生器。当然，通过例如使用能控制***的信号发生器提供的其他装置，可以容许等同的结构。

D／A变换器60根据从输入端VREF输入的作为基准电压的偏置电压而改变满刻度电压VFS，依照来自***微计算机52在输入端CTRL输入的控制信号S7的指令输出取满刻度电压VFS为其电平的信号S10。这样形成的输出信号S10被送往开关SW1的a端。以同样方式，D／A变换器61根据通过输入端VREF输入的作为基准电压的偏压而改变补偿电压VOF，并依照来自***微计算机52在输入端CTRL输入的控制信号S7的指令输出取补偿电压VOF为其电平的信号S15。此输出信号S15被送往开关SW2的a端和开关SW3的b端。

与此同时，D／A变换器59接收数字视频信号S8和控制信号S6以及接收通过输入端VREF输入作为基准电压始终保持在满刻度电压VFS波形的信号S10，输出如图13c所示波形的视频信号S9，信号S9波形是由图13A和图13B所示波形在放大器AMP1的(+)端上相加而成的。因此，模拟变换器56将输出如图13F所示波形或幅度等于补偿电压VOF而基准电压为OV的脉冲波形的视频信号S14，而与满刻度电压VFS无关。

在控制决定视频信号S14幅度的补偿电压VOF时，***微计算机52接收从微计算机51输出的控制信号S3，并根据此信号输出控制信号S7至每个模拟变换器56中存在的D／A变换器61的CTRL端，从而改变从D／A变换器61的VOUT端输出的补偿电压VOF的幅度。在此期间，当控制信号S7也加在D／A变换器60的CTRL端时，该***必须设计为仅仅改变D／A变换器61输出的补偿电压VOF，而不改变从D／A变换器60的VOUT端输出的满刻度电压VFS。这种控制方法例如已在IEEE-STD-488中公开。

图14表示调节白色色度用的液晶上所加电压与其透射比之间的关系图。在该图上横坐标轴表示所加电压。纵坐标轴表示液晶透射比。特别是，当所加电压在VW0、VW1、VW2、VW3、VB3、VB2、VB1和VB0时，透射比分别为TW0、TW1、TW2、TW3、TB3、TB2、TB1和TB0。

当通过操作模拟变换电路56，控制幅度等于加在液晶上视频信号S14的补偿电压VOF使其降低至VW3时，液晶的透射比变得足够高，以提供来自液晶显示器／光学变换部分57的已增大光输出RAY。反之，从图14可理解，当所加电压取VW3周围的值时，透射比随所加电压的改变而有相当大的变化，以致难于产生灰度等级因此当通过γ校正调节透射比时，液晶透射比的量化引起的误差倾向于变大。

另一方面，假如所加电压稍为高些，使得补偿电压VOF可以等于VW0，则由图14可理解在电压VWO附近透射比随所加电压改变的变化很小，因此易于产生灰度等级，但是液晶显示器／光学变换部分57的光输出RAY太小，造成对比度很差。

对提供易于产生灰度等级和适当的亮度和对比度的最佳电压的调节已通过试验实现，但这实施例把该调节留给微计算机51去完成。更确切地说，微计算机51输出用于控制产生灰度等级程序的控制信号83，而***微计算机52根据控制信号S3输出控制信号S7至模拟变换电路56。模拟变换电路56根据控制信号S7，在从VW1至VW3的范围内改变表示液晶上所加电压的视频信号S14，以使液晶的透射比可以在TW1和TW3之间优选。这样选择的最佳值被输出。该控制以同样方式对RGB三色中每色独立地实施，从而选择所有三色均提供最好对比度和灰度等级的状态。

图15是色度图，结合此图说明实施色度调节的程序。首先定义为“白色”的目标色度点假定在色度图上用坐标(S_typ1、Y_typ2)表示。色度仪58测量未经调节的光输出RAY的色度，并将测量值作为数据信号S2输出至微计算机51。这样获得的色度假定在色度图上用(X、Y)表示。这点(X、Y)必定属于1)、2)和3)区中任一区。为了处理任何可能的测量的色度，预先对每区已决定一系列处理程序，并在微计算机51中已编制用于控制运行的程序软件。

假定测量色度点(X、Y)位于1)区，这状态由微计算机51按下列表达式识别：

X≥X_typ1，和Y≥Y_typ1 …(9)

假定测量色度点(X、Y)位于2)区，这状态由微计算机51按下列表达式识别：

X＜X_typ1，和Y≥X …(10)

或者，假定测量色度点(X、Y)位于3)区，这状态由微计算机51按下列表达式识别：

X＞Y，和Y＜Y_typ1 …(11)

图16A是表示当要调节“白色”色度时待预置的控制程序和对色度图上各区尚待控制的相应色的表格。

作为一例，假如点(X、Y)满足条件(9)，被微计算机51识别，则图16A中对于1)区这行的步骤1指令执行G色调节。因此，为了使Y(≥Y_typ1)接近Y_typ1，必须减少光输出RAY中的G分量，即液晶上所加电压要取大值，从而增大视频信号S14的幅度。为了达到这一目的，微计算机51向***微机52发送信号S3，以增大的G分量的模拟变换电路56g中的补偿电压VOF，从而增大上述S14幅度。***微机52接收信号S3，向模拟变换电路56g发出信号S7，因而同时增大待输出作为D／A变换器61的输出电压VOUT的补偿电压VOF。

通过上述控制操作，随着光输出RAY的G分量变小，色度仪58检测到色度的Y坐标在减小。微机51通过输出信号S2识别这信息。上述一系列程序将被重复，直至色度测量的Y值与定义为“白色”的点(X_typ1、Y_typ1)的Y_typ1相一致时为止。

下面，再阅图16A，对区1)这行的步骤2规定要执行对R色的调节。因此，为了使X(≥X_typ1)接近X_typ1，光输出RAY中的R分量必须被减小，即液晶上所加电压要取大值，为达此目的，微机51向***微机52发送信号S3，以增大R分量的模拟变换电路56r中的补偿电压VOF。然后，进行与上面对光输出RAY的G分量所执行的相同控制程序，重复这一系列程序直至色度测量的X值与定义为“白色”的点(X_typ1、Y_typ1)的X_typ1相一致为止。

假如在控制操作过程中中间修正点到达其他色度区，则将按预先为该区所设定的程序进行控制。

阅图10和11，说明对黑色调节色度的程序。此处出现的视频信号波形示在图17A、17B、17C和17F中。***微机52根据从微机51接收到的控制信号S3，将由图17B所示波形表示的信号S6输出至逻辑电路62、开关SW1、SW2和SW3。

由RAM构成的γ校正电路55的γ校正变换表容许数字视频信号数据D0、D1、D2……被建立，以表示如图17B所示具有恒定数据值OOH的波形，而与图4B中所示输入的数字视频信号S8的幅度无关。

D／A变换器59接收数字视频信号S8和控制信号S6，以及通过输入端VREF接收作为基准电压具有总是保持在满刻度电压VFS的波形的信号S10，输出如图17C所示波形的视频信号S9，信号S9是由图17A和图17B所示波形在放大器AMP1(+)端相加而成的。因此模拟变换器56输出的视频信号S14具有如图17F所示波形或幅度等于补偿电压VOF和满刻度电压VFS之和而基准电压为OV的脉冲波形。由于当调节白色色度时，补偿电压VOF已被确定，它不能被改变。因此，视频信号14的幅度，即VOF和VFS之和取决于满刻度电压VFS。

在控制满刻度电压VFS时，***微机52接收从微机51输出的控制信号S3，并根据这信号输出控制信号S7至存在于每个模拟变换器56中的D／A变换器60的CTRL端，从而改变从D／A变换器60的VOUT端输出的满刻度电压VFS的幅度。在此期间，当控制信号S7也加到D／A变换器61的CTRL端时，该***设计为仅仅改变来自D／A变换器60的输出满刻度电压VFS，而不改变从D／A变换器61的VOUT端输出的补偿电压VOF。

接着，结合图14说明对黑色的色度调节，图14画出供色度调节用的液晶上所加电压和透射比之间的关系。

当补偿电压VOF和满刻度电压VFS之和，即为加在液晶上的视频信号S14的幅度被控制高达VB3时，液晶的透射比变得足够低，足以使液晶显示器／光学变换部分57提供减小的光输出RAY。反之如从图14可理解的，当所加电压取VB3周围的值时，透射比随着所加电压改变而有相当大的变化，因此难于产生灰度等级，所以当通过γ校正调节透射比时由于液晶透射比量化引起的误差会变得很大。

另一方面，假如所加电压稍为高些，使得补偿电压VOF和满刻度电压VFS之和可以等于VBO，则正如从图14可理解的，在电压VBO附近透射比随所加电压变化而变化很小，因此易于产生灰度等级，但液晶显示器／光学变换部分57的光输出RAY太大，造成对比度极差。

这一调节也留给了微机51去完成。更确切地说，模拟变换电路56根据控制信号S7，在从VB1至VB3的范围内改变表示液晶上所加电压的视频信号S14，使得可以在TB1和TB3之间优选液晶的透射比。这样选择的优选值被输出。以同样方式对RGB三色的每色独立地实施这一控制，从而选择所有三色都提供最好对比度和灰度的状态。

图18表示色度图。下面结合该图说明实施色度调节的程序。首先，定义为“黑色”的目标色度点假定在色度图上用坐标(X_typ2、Y_typ2)表示。色度仪58测量未被调节的光输出RAY的色度，并将测量值作为数据信号S2输出至微机51。这样获得的色度假定由色度图上的(X、Y)表示。这点(X、Y)一定属于4)、5)和6)区中任一区。为了处理任何可能的色度测量值一系列处理程序是预先已对每区确定了的并在微机51中已编好了用于控制该操作的程序软件。

假定已测色度点(X、Y)位于4)区，微机51按下列表达式加以识别这一状态。

X≤X_typ2，和Y≤Y_typ2 …(12)假定已测色度点(X、Y)位于5)区，微机51按下列表达式识别这一状态。

X≤Y，和X≥Y_typ2 …(13)

另一可选方案是，假定已测色度点(X，Y)位于6)区，微机51按下列表达式识别这一状态。

X＞Y，和Y＞X_typ2 …(14)

图16B是表示当对“黑色”调节色度时，待预置的控制程序和对于色度图上各区尚待控制的相应色的表格。

作为一个例子，假如点(X，Y)满足条件(12)，被微机51识别，图16B中对于4)区这行的步骤1指令执行G色的调节。因此，为了使Y(≤Y_typ2)接近Y_typ2，必须增大光输出RAY中G分量，即液晶上所加电压要小，从而要减小视频信号S14幅度。为达此目的，微机51向***微机52发送信号S3，以增大G分量模拟变换电路56g中的补偿电压VOF，从而减小上述的幅度。***微机52接收信号S3后，向模拟变换电路56g发出信号S7，从而同时减小作为D／A变换器61的输出电压VOUT输出的补偿电压VOF。

通过上述控制操作，当光输出RAY中G分量变大时，色度仪58检测到色度的Y坐标值增大。微机51通过输出信号S2识别这一信息。以上的一系列程序将被重复，直至色度测量的Y值与定义为“黑色”的点(X_typ2、Y_typ2)的Y_typ2相一致。

下面再阅图16B，对4)区这行步骤2规定执行R色的调节，因此为了使X(≤X_typ2)接近X_typ2，光输出RAY中的R分量必须增大，即要使液晶所加电压变小。为达此目的，微机51向***微机52发出信号S3，以减小R分量的模拟变换电路56r的补偿电压VOF。然后，进行与上面对光输出RAY中G分量所执行的相同控制程序，这程序系列将被重复，直至色度测量值的x值与定义为“黑色”的点(X_typ2、Y_typ2)的X_typ2相一致。关于这一点，假如在控制操作的过程中中间修正点到达其他色度区，则将按预先为该区设立的程序进行该控制。

当上述控制已被完成时，51向52发出控制信号S3，这信号指示表示对每一色的各个优选补偿电压VOF和满刻度电压VFS的控制信号S7的值应该被存储，从而可在任何时间重现这些值。52依照输入的控制信号S3，输出带有控制信号S7的值的信息的数据信号S5至非易失性存储器53，从而将数据存入其中。此后，这样存储的电压值被保持而不会消失，需要时作为数据信号S4被读出，以重现优选的补偿电压VOF和满刻度电压VFS。

控制信号S3从51至52的传输不仅可用有线装置执行，也可(例如)使用红外载波信号等无线装置来实现。

由于典型投影装置包括作为标准设备的52，对于本发明的控制只要使用软件和需要在内部装入一些特定部件即已足够。

此外，通过提供足以有效履行51功能的52，可以省去51。在这结构中，由色度仪58对光输出RAY色度测量值可以直接被52接收，因此可能实现成本低而工作更迅速的***。

尽管上述已对使用液晶显示器的一个实施例进行了说明，这应该仅仅看作一个例子，而本发明也可应用于除液晶显示器外的例如CRT等其他显示器件。

依照本发明，三基色中每一色的校正数据是通过线性插值技术用公式计算的，使得根据校准数据重现的投影图象在由显示单元所形成的相邻象素之间呈现很小的色度差。因此，当整个校正数据用于准备具有相对于每一基色模拟值的视频校正信号和具有相对于每一基色模拟值的原始视频信号根据所获得的视频校正信号受到调制时，可能防止本会由于显示单元的分散引起的显示屏上色散分布，因此有可能获得没有色不均匀性的投影图象。

此外，依照本发明，可以显著减少操作人员为色度调节所需要的操作还可能确保迅速完成色度调节，而与操作人员的技能无关。

由于几乎不需要增加例如电路和连线的外部设备，成本也几乎没有增加。

由于投影图象显示装置保持在制造时所调节的优选色度，即使用户对该装置使用不当，也不存在被调好的色度会变得不准而无法恢复的风险。因此，可建立起该装置大大提高了的可靠性。

Claims

1．一种通过将与视频信号的基色分量相对应的三种光投影到屏上形成图象的投影式图象显示装置，其特征在于，它包括：

色度测量装置，用于测量所述屏上任意坐标点的色度；

第一运算装置，用于从由所述色度测量装置测量的该坐标点的色度单值地计算每个基色分量的第一校正数据；

存储装置，用于存储与已测量色度的点的座标一起的所述第一校正数据；

第二运算装置，从所述存储装置读出与若干坐标点结合的所述第一校正数据，根据读出的第一校正数据计算用于校正调制要加在发射三基色分量的显示单元上视频信号的第二校正数据，从而形成未进行色度测量的象素；和

校正调制装置，根据由所述第一和第二运算装置计算的所述第一和第二校正数据，准备用于三基色分量的视频校正信号，并用所述准备的视频校正信号调制原始视频信号。

2．一种用于将与视频信号的基色分量对应的三种光投影到屏上形成图象的投影式图象显示装置中校正色不均匀性的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

测量所述屏上任意坐标点的色度(第一步)；

从在第一步测得的该坐标点的色度单值地计算每个基色分量的第一校正数据(第二步)；

与已测量色度的该点的坐标一起将所述第一校正数据存入存储器装置(第三步)；

从所述存储器装置读出与若干坐标点结合的所述第一校正数据，并根据读出的第一校正数据计算用于校正调制要加到发射三基色分量的显示单元上的视频信号的第二校正数据，从而形成未进行色度测量的象素(第四步)；和

根据在第二和第四步计算的所述第一和第二校正数据准备用于三基色分量的视频校正信号，并用所述准备的视频校正信号调制原始视频信号(第五步)。

3．依照权利要求1的投影式图象显示装置，其特征在于，还包括：

电压变化装置，能独立地改变输出至所述显示单元的视频信号的幅度电压和偏置电压；

控制装置，输出控制信息用以控制所述电压变化装置；和

存储装置，存储从所述控制装置输出的控制信息。

4．一种通过将与视频信号的基色分量相对应的三种光投影到屏上形成图象的投影式图象显示装置，其特征在于，它包括：

投影式图象显示单元，该单元包含：

电压变化装置，该装置能独立地改变输出至显示单元的视频信号的幅度电压和偏置电压；

第一控制装置，该装置输出第一控制信息用于控制电压变化装置；及

色度调节***，该***包含：

色度测量装置，用于测量由所述投影式图象显示单元发出的光的色度；及

第二控制装置，输出指令所述第一控制装置去输出第一控制信息的第二控制信号用以根据从所述色度测量装置输出的色度测量值控制所述电压变化装置。