专利名称：液晶显示器伽马校正的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影显示器，并更具体涉及LCD板投影仪和对液晶投影仪、显示器等进行的伽马校正。
背景技术：
多年来，诸如计算机和电视机之类的颜色成像系统使用阴极射线管(CRT)产生“运动”颜色图像。不过，对用于轻重量应用、如便携式计算机以及用于大屏幕电视机的低能耗成像系统的需要激发了多种替代产品的发展，具体包括液晶显示器(LCD)投影仪。近来的LCD投影仪的操作如下将白光分成原色成分(通常为红、蓝和绿)，根据从输入数据信号得出的颜色信息单独调制原色成分，然后将经过调制的颜色信息投射到观察屏上，产生所需的全颜色图像。应当注意，LCD投影仪通常使用一个或多个LCD板来调制原色成分。高级LCD投影仪仅使用一个LCD板调制器，称作单板式LCD投影仪。
LCD板由夹在两块板之间的液晶材料组成。这两块板包括多个结构，如导线、电极和开关元件，这些结构与液晶材料相互作用，从而形成处于m个水平行与n个垂直列的矩阵中的多个图像元素(像素)。在硅上液晶(LCoS)面板的情形中，一块板为具有有源矩阵的硅片，其中每个像素可单独寻址。施加于像素上的电压，使处于该像素处的液晶材料发生相位改变，改变通过该像素的光偏振矢量。通过改变电压，可控制像素处的光偏振态。通过采用偏振滤光片，在亮和暗极限之间控制来自像素的光。将亮与暗极限之间的光强称作灰度等级。
极其需要精确地产生所需颜色图像的成像系统。遗憾的是，难以精确地产生颜色图像。这是由于多种因素造成的，如观察者的非线性视觉，白光源没有产生最佳色谱，诸如棱镜、偏振片、滤光片和透镜之类的光学元件产生的光失真，LCD板调制器的固有限制，以及处理无限范围的可能颜色时能力有限的电子子系统。
LCD板调制器与电子子系统的局限性在伽马校正区域中是重叠的。一般假设将要在CRT上显示颜色图像，将输入数据信号格式化，其中CRT是一种具有显著的非线性亮度-电压变换响应的装置。在CRT显示器上，输入数据信号将产生分别根据幂律函数、如L＝kV2.2而变的红、绿和蓝光输出或亮度值，其中k为常数，L为亮度，V为电压。指数2.2通常称作显示器的灰度。这种亮度-电压幂律函数是显示器所需的性质。不过，LCD板调制器并不遵从该幂律函数。从而，为了产生所需的亮度，LCD投影仪通常包括伽马校正，一般以伽马查寻表的形式，每种原色(RGB)一个表格。将伽马查寻表与LCD显示器的非线性亮度-电压变换响应(称作LCD板的B-V响应)结合在一起，产生所需的幂律函数。
遗憾的是，在单板式LCD/LCoS投影仪中，在高帧速地连续扫描多种颜色时，施加在液晶像素上的模拟电压不仅取决于由伽马表格确定的电压，而且在较小的程度上还取决于为先前驱动的颜色而施加在像素上的电压。这种残留颜色依赖性也称作颜色串扰，产生的B-V响应使所显示图像中颜色不精确。特别是，希望单板式投影仪中所有三个颜色数据通道都满足显示器中的幂律曲线要求，从而对于所有灰度驱动电平(即为了产生中间灰度图像，提供给投影仪的R，G和B数据值彼此相等)，理想情况下在所有灰度驱动电平时三种颜色光输出的比率将相等，并且可在显示器上实现所需的灰度等级跟踪特性。不过，由于单板式LCD/LCoS显示器中颜色驱动电压的相互依存性，不能进行完美的幂律跟踪，从而不能实现良好的灰度等级跟踪。
因此，尽管伽马表格是有益的，不过其不能产生高质量单板式LCD/LCoS投影仪中所需的颜色性质和灰度等级跟踪。其一个原因是伽马表格不包含精确地补偿颜色串扰的表格数值。伽马表格数值没有产生所需结果的一个原因是，还没有用于确定精确补偿颜色串扰的伽马表格数值的方法。
从而，用于产生伽马校正值的一种新方法是有益的。将施加的(RGB)数字像素数据转换成伽马校正(RGB)值以补偿以前所显示的颜色的伽马表格也是有益的。更有益的是根据LCD板的B-V性质并用以前所显示的颜色进行伽马补偿的单板式LCD投影仪。
发明内容
为了解决这些问题中的一个或多个，本文中所述的产生伽马校正值的方法，使用原始、线性导出的三色伽马值产生三色图像，测量三色图像，并得出图像的亮度-电压(B-V)特性。然后，执行计算过程，其中计算出新的三色伽马校正值，由所获得的图像的特性产生预定的幂律响应，使用这些新计算出的伽马校正值用于产生新的三色图像，并测量所产生的这些三色图像，得到图像的亮度-数据特性。重复该计算过程直至伽马校正值产生满足预定幂律性质的亮度-数据特性为止。
在本发明另一方面，本文中披露的对LCD显示器进行伽马校正的方法包括，将原始、线性导出的RED、GREEN和BLUE伽马值存储到RED、GREEN和BLUE伽马表格中。使用LCD板，利用线性导出的伽马值产生RED、GREEN和BLUE图像。测量图像性质，得到该LCD板的亮度-电压(B-V)特性。使用这些性质确定产生预定幂律响应的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。保存伽马校正值，并使用LCD板，利用该伽马校正值产生新图像。测量图像性质，并使用新的测量结果得出LCD板的亮度-数据特性。确定、保存和使用新的伽马校正值产生图像，并测量其性质。重复该过程直至获得产生满足预定幂律性质的LCD板亮度-数据特性的最终伽马校正值为止。然后保存最终的伽马校正值以备将来使用。
在本发明另一方面，本文中公开的投影仪包括一组将像素数据转换成对于相关原色的伽马校正数据的三原色伽马表格；根据来自三原色伽马表格的伽马校正数据有选择地调制输入光束的LCD板调制器；有选择地将三原色光束提供给LCD板调制器的光源；输入系统，用于为每个原色伽马表格产生原色数字像素数据；以及成像系统，通过来自LCD板调制器的调制输入光束，在观察屏上产生图像。通过上面所述的一种方法确定每个三原色伽马表格中的伽马校正数据。
在附图中图1表示本发明实施例可使用的单板式LCD投影仪；图2表示诸如图1投影仪的单板式LCD投影仪的信号流程；图3表示根据本发明确定用于单板式LCD投影仪的伽马校正值的方法；以及图4表示特定算法如何确定伽马校正值。
具体实施例方式
图1表示每种原色具有一个伽马表格的单板式LCD投影仪8。单板式LCD投影仪8包括控制投影仪整体操作的控制器10。在初始化过程中，控制器10从存储器12取回伽马校正数据。控制器10通过数据总线17，将RED伽马校正数据发送给RED伽马表格14、将GREEN伽马校正数据发送给GREEN伽马表格16，将BLUE伽马校正数据发送给BLUE伽马表格18。随后将更详细地说明伽马校正数据的确定过程。
控制器10还通过总线15控制数据输入系统20的操作，并通过数据总线17控制光源21的操作。数据输入系统20将线路22上的输入数据信号(如电视信号或来自计算机的信号)转变成8位(或者如果应用需要的话更多位，并提供给显示器)颜色图像信号RIN、GIN和BIN，这些信号表示将要产生的颜色图像。RIN施加给RED伽马表格14，GIN施加给GREEN伽马表格16，BIN施加给BLUE伽马表格18。
根据来自存储器12的伽马校正数据，RED伽马表格14将RIN转换成总线24上经过伽马校正的RED数据，GREEN伽马表格16将GIN转换成总线26上经过伽马校正的GREEN数据，BLUE伽马表格18将BIN转换成总线28上经过伽马校正的BLUE数据。在控制器10的整体控制下，经过伽马校正的RED、GREEN和BLUE数据通过从输入系统20引出的总线107，有选择地控制LCD板调制器30的操作。
控制器10控制光源21，使RED光R，GREEN光G和BLUE光B连续施加给LCD板调制器30。在第一颜色子帧中，将RED光R施加给LCD板调制器30，从而根据经过伽马校正的RED数据调制RED光R，产生已调光束34。已调光束34通过光学系统48，光学系统48在观察屏50上扫描已调光束34。在下一颜色子帧中，GREEN光G施加给LCD板调制器30，LCD板调制器30根据经过伽马校正的GREEN数据调制GREEN光G，产生已调光束34。在下一颜色子帧中，BLUE光B施加给LCD板调制器30，LCD板调制器30根据经过伽马校正的BLUE数据调制BLUE光B，产生已调光束34。通过在RED、GREEN和BLUE之间快速地切换，观察者在观察屏50上看到全颜色图像。在有些单板式投影结构中，三色子帧按照空间偏移的方式同时施加给LCD板调制器。从而，在某些给定方向，光条或光带在面板上滚动。在任何情况下，当子帧以高帧速在面板上扫描时，观察者都能看到全颜色图像。
图2更详细地说明了向LCD板调制器30施加经过伽马校正的颜色数据。为了方便，图2具体说明了施加经过伽马校正的RED数据，不过对于其他颜色进行同样的处理。首先，计数器102在线路104上接收来自精确时钟(为了清楚起见图中未示出)的定时信号。作为响应，计数器102产生将要施加给RED伽马表格14的256个数字值序列。这256个时钟周期合起来相当于对于显示板一行的驱动时间。在单板式显示器的情形中，在任何时刻由用于单种颜色的电压来驱动面板的每一行，并且在显示帧期间内，在适当时刻按照依次的方式，使用用于三种颜色中每一种的驱动电压来驱动所有行。如上所述，RED伽马表格14存储用于RED数据的伽马校正表格数值。
还参照图2，RED伽马校正表格14将来自计数器102的数字值映射成具有固定分辨率的例如13位的经过伽马校正的RED数值序列(8192个可能数值中的一个)。经过伽马校正的RED数值被输入数字-模拟转换器(DAC)106，其中数字-模拟转换器106是LCD调制器30的一部分。DAC106将经过伽马校正的RED数值序列转换成将要施加给列驱动器108(为了清楚仅表示出三个，实际上将有例如1280个列驱动器108，一个列驱动器用于显示器中的一列)的离散的模拟电压。列驱动器108将来自DAC106的模拟电压施加给LCD板的各列。对于某一特定列，当计数器102达到用于该列的所需红数值时，总线107上从输入系统20施加给开关矩阵109的信号，使开关110断开该列(用电容128表示对于该列给定行上的像素)与其列驱动器108。由列驱动器108施加的电压保持在电容128上，直至由用于下一种颜色子帧的特定颜色数据驱动所述给定行为止。其他列(和用电容129，130等表示的给定行的像素)继续充电，直至达到其预定值，此时它们与其相关的行驱动器108断开。
选择由电容128保持的模拟电压以便产生特定灰度等级。如前面所述，线路22上的输入信号(参见图1和2)可以基于用于CRT的亮度-电压变换(即为此进行预补偿)。输入系统20将其输入信号转变成数字像素RGB数据。不过，LCD调制器30的响应与CRT极其不同。不进行伽马校正的话，数字像素RGB数据不适合于驱动LCD调制器30。RED、GREEN和BLUE伽马表格14、16和18的任务是将数字像素RGB数据校正成模拟电压值，以便对于所有灰度等级产生正确的亮度输出，伽马表格14、16和18将来自输入系统20的数字像素RGB数值转换成数字数值，由DAC 106产生模拟电压，该DAC106在观察屏50上产生指定的颜色和亮度。从而，伽马表格补偿LCD调制器30的非线性光电响应，产生严格定义的RGB亮度和颜色分布。
可使用单步方法产生伽马表格。首先，在假设LCD的模拟电压与像素数据成线性正比的条件下，用从线性转移函数得出的数字值填充特定的伽马表格。然后，通过使用线性红、绿和蓝数字数值，对于红、绿和蓝色中的每一种测量LCD的B-V响应，来确定通常称作亮度-电压曲线(B-V曲线)的LCD的非线性光电响应。希望总体响应遵从幂律函数，即显示器应当根据幂律曲线(有些类似L＝V2.2)输出定义的红、绿和蓝亮度值，实际函数取决于LCD板调制器30。接下来，根据幂律曲线，将测得的B-V曲线反转，即对于256个已知或希望的亮度值，每一个相当于一个特定的8位数值，确定产生所需模拟电压的伽马校正查寻表(通常通过内插法)，并存储(在诸如存储器12中)以备将来使用。
不过，对于单板式LCD投影仪，显然该单步方法对于目前工艺水平、高质量成像是不够的。实际上，在非理想情况下，LCD板显示器在理想情况下计算出的或希望的亮度-数据幂律曲线与由该单步方法产生的伽马校正表格所产生的测得亮度-数据曲线之间发生偏离。这种偏离是由于LCD板的时间动态性所引起的，其中液晶改变其取向/扭曲所需的时间取决于所施加的模拟电压。施加于液晶像素上的模拟电压不仅取决于伽马表格决定的电压，而且在较小程度上还取决于对于先前被驱动颜色施加于该像素上的电压。由于单板式LCD投影仪以远快于多板式LCD投影仪的速度扫描，所以每种颜色的驱动时间相当短，且亮度响应的上升/下降时间是总驱动时间中的重要部分。从而，这些问题在单板式LCD投影仪中更加明显，导致所显示的图像颜色不精确。
根据本发明，可按照一种迭代方式获得更精确的伽马表格。使用原始的、线性导出的RED、GREEN和BLUE伽马表格数值产生灰度图像(即相等的R、G和B数据值)，然后测量显示器输出的RED、GREEN和BLUE亮度图像，以得到显示器的亮度-数据特性。接下来，计算新的一组RED、GREEN和BLUE伽马校正查寻表数值，以产生适当的亮度-数据幂律响应。之后，使用新计算出的伽马校正值产生新的灰度图像，再次测量该新的灰度图像，以确定RED、GREEN和BLUE亮度-数据特性。然后确定亮度-数据响应中的误差，并使用其来计算新的与所希望的幂律响应更匹配的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。使用新计算出的伽马校正值产生图像、测量图像以找出亮度-数据响应，并使用误差得出新伽马校正值的过程继续迭代进行，直至显示器的亮度-数据特性与所希望的幂律特性匹配，且直至显示器的灰度等级跟踪满足所需的性能级别为止。
本发明的原理还使诸如图1中所示的单板式LCD投影仪具有改进的伽马校正。通过使用保存通过迭代方法产生的伽马校正值的RED、GREEN和BLUE伽马表格，有利于实现改进的伽马校正。迭代方法包括使用LCD板调制器，利用原始的、线性导出的RED、GREEN和BLUE伽马数据产生图像。然后，测量RED、GREEN和BLUE图像，以得到LCD板调制器的亮度-数据特性。接下来，计算可产生适当幂律响应的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。然后，使用LCD板调制器，利用新计算出的伽马校正值产生新图像，再次测量新图像以确定RED、GREEN和BLUE亮度-数据特性。之后确定亮度-数据响应中的误差，并使用其来计算与所需的幂律响应更加匹配的、新的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。使用LCD板调制器，利用新计算出的伽马校正值产生图像，测量该图像以获得亮度-数据响应，并使用误差得出新的伽马校正值的过程重复进行，直至显示器的亮度-数据响应特性与所需的幂律特性匹配，且直至显示器的灰度等级跟踪满足所需的性能级别为止。有利的是，将产生可接受亮度-数据响应特性的伽马校正值保存在诸如存储器12中以备将来使用。
现在详细参照图3，图3说明了方法200，其根据本发明确定用于伽马表格(如图1中的伽马表格14、16和18)的伽马校正值。如图所示，该方法开始于步骤202，继而在步骤204利用线性导出的伽马值填充RED、GREEN和BLUE伽马表格。然后，在步骤206使用线性灰度图像数值测量LCD板调制器(参见图1)的光度(亮度)和颜色性质。
一起使用光度(亮度)和颜色性质测量(对于每个颜色通道有效地测量板的亮度-数据响应)以及DAC106(参见图2)的性质，以得出LCD板调制器的B-V响应。在步骤208，根据得到的B-V响应，计算出新的一组伽马校正值，并将其填充到RED、GREEN和BLUE伽马表格中。从而，最初，方法200与单步方法类似。不过，与单步方法不同的是，使用步骤208中计算出的伽马校正值产生LCD板上的新灰度图像。在步骤210，按照与步骤206的测量方法相似的方式，测量新图像的亮度和颜色特征。之后，在步骤212判断LCD板是否被伽马校正到可接受的限度内。主观上，有益地设定可接受限度，使LCD板的伽马校正足够精确，从而受过专门训练的观察者能看到LCD板所产生的高质量信息。客观上，通过确定用于比较对于所有三种颜色显示器的测得亮度-数据响应与理想或所需幂律亮度-数据响应的误差判据，来设定可接受限度。
如果确定结果为伽马校正并非处于可接受限度内，则方法200按照迭代方式返回步骤208，以便计算和装入新的RED、GREEN和BLUE伽马校正值到表格中。最好，基于步骤212中得到的误差来计算新的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。即，用于获得新伽马表格数值的算法使用步骤210中获得的测量结果与所需幂律响应之间的误差。然后，使用新计算出的伽马校正值来驱动LCD板(步骤208)，并进行新的亮度和颜色测量(步骤210)。进行新一次确定，确定LCD板是否被伽马校正到步骤212设定的可接受的限度内。如果没有，则重复该过程。不过，如果步骤212中判断为LCD板30被伽马校正到可接受范围内，则在步骤214终止方法200。
应当注意，与单步方法相比，方法200不需要附加的或新设备。不过，基于步骤212中确定的误差计算伽马校正值的新算法是有益的。该算法取决于被伽马校正的具体系统，本领域技术人员在考虑到所希望的结果、可用测量设备、所选择的接受标准以及被伽马校正的具体系统之后，易于得到该算法。不过，为了在其他方面有所帮助，将描述对于本发明的受让人有益的一种方法。
应当注意，最终的伽马表格使用理想的幂律响应提供从灰度等级(G)到归一化亮度(Ld)的所需转移函数Ld(G)＝(G/255)γ(1)
尽管理论上公式1是正确的，不过实际上，对于灰度等级0(暗态)亮度不会为0。这是由于对于每个R、G或B通道反差值有限的原因。从而，实际上，使用公式2Ld(G)＝L0+L1(G/255)γ(2)其中L0和L1分别为对于任何颜色用于构模最小亮度和亮度动态范围的偏移量和增益因子。
实际上，测得的亮度响应偏离所需的幂律响应。不过，上述迭代伽马表格更新方法补偿了该偏离。首先，将表示为g0(x)的初始伽马表格数值装入伽马表格中，其中下标0表示迭代次数。下一组伽马表格数值为g1(x)，等等。初始伽马表格数值是线性和单调的。将测得的以灰度等级G(x)为函数的显示器的亮度输出写作Lm(x)，而将所需的亮度函数写作Ld(x)。
利用装入表格中的g0(x)，测量对于范围从0到255的一组至少25个灰度等级G(x)(可等间隔)的亮度响应Lm(x)。例如灰度等级可以为0、10、20、30、...、240、250和255。亮度响应或者是针对一种颜色(红、绿或蓝)，或者针对根据可使用的一种颜色测量结果确定红、绿和蓝亮度成分的测量装置。将每种颜色的最大亮度归一化，使灰度等级G(255)处函数Lm(x)达到最大值1.0。
图4表示对于单种颜色，以范围从0到255的灰度等级为函数的伽马表格曲线gn(x)以及归一化Lm(x)和归一化Ld(x)曲线。示出的四个步骤(步骤1到步骤4)概括了从当前的迭代更新伽马曲线的算法步骤，从而使亮度-数据曲线测量过程中的下一次迭代与所需的亮度-数据曲线更精确地匹配。通过比较Lm(x)与Ld(x)，找出伽马表格数值结果与所需幂律的“拟合”估计值。理想情况下，这两个曲线应当重叠，不过如前面所述，预计在某些或者所有灰度等级处存在某些误差。
为了更新伽马表格，从而提高拟合性，描述图4中所示的四个步骤。首先从0到255中选择一个灰度等级(例如，G＝128)。使用公式2的所需幂律函数计算对于该灰度等级的所需归一化光输出，表示为Ld(图4中示为步骤1的结果)。
然后，使用测得的亮度-数据曲线Lm(x)，通过反向插值方法，计算产生来自用于选定灰度等级G的当前伽马表格的所需光输出Ld的灰度等级Gd。反向插值意味着测得的亮度是自变量，计算出的灰度等级Gd是因变量。该插值方法从Lm(x)曲线插入值Ld，以计算Gd。如图4中步骤2所示。应当注意的是，由于插值，计算出的灰度等级Gd不必是整数值；从而优选具有0和255之间的浮点表示。注意，对于反向插值而言函数Lm(x)必须是单调的，以适当地起作用。不过，如果适当选择原始表格数值g0(x)，则亮度函数Lm(x)将是单调的。这表明在使用当前的伽马表格时，灰度等级G所需的光输出等于灰度等级Gd产生的光，在数学上Ld(G)＝Lm(Gd)m对于我们的例子而言，如果在步骤1中选择了G＝128，则由对于灰度等级Gd的伽马表格项实际产生灰度等级G＝128所需的光输出；该数值与128的灰度等级数值稍有不同，不过根据测量结果与所需幂律的拟合误差，可更大或更小。
之后，对于所计算出的灰度等级Gd，使用当前加载的伽马表格找到用于下一次迭代的伽马表格数值一图4上部象限中的曲线gn(x)代表当前加载的伽马表格。通过将电压值gn(x)插入当前伽马表格，从而对于灰度等级Gd，寻找出更新的伽马表格项，如Vd所示。如图4中步骤3所示。这种插值相当简单，因为当前的伽马表格项是单调的，从而所需要的仅是使用伽马表格中最接近计算出的灰度等级Gd的项插入新项。可使用线性内插或低阶多项式/仿样内插法进行该计算。
然后，图4中步骤4指定该伽马表格项Vd，从而形成用于灰度等级G的下一次迭代伽马表格gn+1(x)。
概括而言，步骤1到4说明了假设现有伽马表格为gn(x)，所需亮度-数据曲线为Ld(x)且对于现有伽马表格而言表示亮度-数据测量的曲线为Lm(x)，则对于某一选定的灰度等级G如何计算更新的伽马表格项Vd。如果对于从0到255的所有灰度等级重复步骤1到4，则对于每个灰度等级可计算新的伽马表格项，从而产生新伽马表格曲线gn+1(x)。该新的伽马表格曲线，当加载到投影仪的电子设备中时，与前一伽马表格相比将提供与所需亮度-数据曲线更精确的匹配。然后重复该过程，产生满足误差判据的伽马表格。
此处给出的实施例和例子用于解释本发明和其实际应用，从而使本领域技术人员能制造和使用本发明。不过，本领域技术人员将认识到，上面的描述和例子仅用于说明和示例的作用。本领域技术人员显然可以想到其他实施例和其等效方式，以及本发明的其他方面、目的和优点。例如，尽管上面使用三原色光进行描述，不过其普遍方案也适用于使用更多色光的系统。从而，可通过对附图、说明书和所附权利要求的研究得到本发明的原理。
权利要求
1.一种产生伽马校正值的方法，包括(a)使用原始的、线性导出的伽马值产生针对一种颜色的灰度等级图像；(b)测量该灰度等级图像；(c)获得灰度等级图像的亮度-电压(B-V)特性；(d)根据得到的灰度等级图像特性计算产生预定响应的新伽马校正值；(e)使用步骤(d)中新计算出的伽马校正值产生新灰度等级图像；(f)测量步骤(e)中产生的灰度等级图像；(h)根据步骤(f)的测量结果得到灰度等级图像的亮度-数据特性；以及(i)重复步骤(d)到(h)，直至伽马校正值产生满足预定特性的亮度-数据特性为止。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(i)还包括重复步骤(d)到(h)，直至图像的灰度等级跟踪满足预先确定的性能级别为止。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)包括使用亮度-数据特性中的误差来计算新伽马校正值。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述颜色为一种原色。
5.一种对LCD显示器进行伽马校正的方法，包括(a)将原始的、线性导出的RED、GREEN和BLUE伽马值存储到RED、GREEN和BLUE伽马表格中；(b)使用LCD板，利用原始的、线性导出的RED、GREEN和BLUE伽马值产生RED、GREEN和BLUE灰度等级图像；(c)测量步骤(b)中产生的RED、GREEN和BLUE灰度等级图像；(d)获得LCD板的亮度-电压(B-V)特性；(e)使用所得到的LCD板特性计算产生预定幂律响应的RED、GREEN和BLUE伽马校正值；(f)将步骤(e)中计算出的RED、GREEN和BLUE伽马校正值存储到RED、GREEN和BLUE伽马表格中；(g)使用具有步骤(f)中存储的RED、GREEN和BLUE伽马校正值的RED、GREEN和BLUE伽马表格，在LCD板上产生新的RED、GREEN和BLUE灰度等级图像；(h)测量步骤(g)中产生的RED、GREEN和BLUE灰度等级图像；(i)根据步骤(h)中得到的测量结果得出LCD板的亮度-数据特性；以及(j)重复步骤(e)到(i)，直到获得能产生满足预定幂律特性的LCD板亮度-数据特性的最终伽马校正值为止；并且(k)存储最终伽马校正值以备将来使用。
6.如权利要求5所述的方法，其中步骤(j)还包括重复步骤(e)到(i)，直至LCD板的灰度等级跟踪满足预定的性能级别为止。
7.如权利要求5所述的方法，其中步骤(e)包括使用LCD板的亮度-数据特性中的误差，计算新的RED、GREEN和BLUE伽马校正值。
8.一种投影仪，包括一组至少三个颜色伽马表格，每个表格将像素数据转换成对于相关颜色的伽马校正数据；LCD板调制器，用于根据来自所述至少三个颜色伽马表格的伽马校正数据有选择地调制输入光束；光源，有选择地将至少三束彩色光束施加给该LCD板调制器；输入系统，产生用于所述至少三个颜色伽马表格中每一个的颜色数字像素数据；以及成像系统，通过来自LCD板调制器的调制输入光束在观察屏上产生图像；其中通过以下步骤确定所述至少三个颜色伽马表格的每一个中的伽马校正数据(a)使用原始的、线性导出的颜色伽马值产生灰度等级图像；(b)测量所产生的灰度等级图像；(c)得到所产生灰度等级图像的亮度-电压(B-V)特性；(d)根据得到的所产生的灰度等级图像特性计算产生预定响应的新伽马校正值；(e)使用步骤(d)中新计算出的伽马校正值来产生新的灰度等级图像；(f)测量步骤(e)中产生的灰度等级图像；(h)根据步骤(f)的测量结果得到亮度特性；(i)重复步骤(d)到(h)，直至伽马校正值产生满足预定特性的亮度-数据特性为止；和(j)将针对至少三种颜色中每一种的伽马校正值保存在其相关的伽马表格中。
9.如权利要求8所述的投影仪，其中步骤(i)还包括重复步骤(d)到(h)，直至伽马校正值产生满足预定性能级别的灰度等级跟踪为止。
10.如权利要求8所述的投影仪，其中步骤(d)包括使用亮度-数据特性中的误差来计算新伽马校正值。
11.如权利要求8所述的投影仪，其中所述至少三个伽马表格为RED、GREEN和BLUE。
12.如权利要求8所述的投影仪，其中所述预定的响应为幂律响应。
13.如权利要求8所述的投影仪，其中控制器控制所述光源。
14.如权利要求8所述的投影仪，还包括由输入数据信号产生数字像素数据的输入系统。
15.如权利要求14所述的投影仪，其中所述输入数据信号为电视信号。
16.如权利要求14所述的投影仪，其中所述输入数据信号来自计算机。
17.如权利要求8所述的投影仪，其中所述LCD板调制器包括数字-模拟转换器。
18.如权利要求17所述的投影仪，其中所述LCD板调制器还包括利用模拟信息驱动线路的驱动器。
19.如权利要求18所述的投影仪，其中所述LCD板调制器还包括开关矩阵。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述成像系统包括将光投射到屏幕上的光学系统。
全文摘要
本发明提供一种用于单板式LCD/LCoS投影仪的伽马校正方法。使用原始的、线性导出的伽马值产生灰度等级颜色图像(如RED、GREEN和BLUE)。通过测量和计算来确定投影仪的亮度－电压性质。计算和使用新伽马校正值产生新灰度等级颜色图像，测量新灰度等级颜色图像以确定其亮度－数据响应。使用相对所需(幂律)响应的误差来计算改进的伽马校正值。重复所述的使用新计算的伽马校正值产生灰度等级颜色图像，测量灰度等级颜色图像以得出其亮度－数据响应，并使用误差得出新伽马校正值的过程，直至显示器的亮度－数据特性与所需响应匹配，并且直至显示器的灰度等级跟踪满足所需性能级别为止。还给出了包含伽马校正值的LCD投影仪的教导。
文档编号G09G3/20GK1777927SQ200480010481
公开日2006年5月24日 申请日期2004年4月8日 优先权日2003年4月18日
发明者S·达拉 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司