專利名稱：一種改善數(shù)字投影顯示系統(tǒng)均勻性的校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，特別是一種改善數(shù)字投影顯示系統(tǒng)亮度均勻性的校準(zhǔn)方法。
近年來，高清晰度電視(HDTV)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，發(fā)展起了許多新型的數(shù)字投影顯示技術(shù)，如，硅基液晶反射器件(LCOS)、高溫多晶硅器件、硅基數(shù)字微反射鏡器件(DMD)等。
但目前各種技術(shù)的發(fā)展還不成熟，仍有許多較嚴(yán)重的問題有待解決，其中的一個較嚴(yán)重的問題是由于顯示芯片本身以及相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)的不完善，會造成在投影屏上的亮度不均勻，而且隨著使用時間的增加，顯示芯片和系統(tǒng)的特性也會有所變化，會更加劇這種不均勻性。
本發(fā)明的目的在于提供一種簡單實用、方便可靠、能隨時校準(zhǔn)改善數(shù)字投影顯示系統(tǒng)均勻性的方法。
本發(fā)明的方法是在數(shù)字投影顯示系統(tǒng)的光路中插入一塊半透半反鏡，或者將某個反射元件旋轉(zhuǎn)一定的角度，以提取出采樣信號，然后將該采樣信號成象于一已定標(biāo)好的面陣傳感器件上，再根據(jù)該面陣傳感器件的各象元上的信號大小，去調(diào)整顯示芯片上對應(yīng)的加在各象元上的電壓值，或脈沖電壓信號的延遲時間值，以獲得較佳的均勻性。
本發(fā)明


如下圖1為硅基液晶投影顯示系統(tǒng)示意簡圖。
圖2為偏振轉(zhuǎn)換效率與加在液晶層上的電壓的關(guān)系圖。
圖3為一種采樣信息提取方法示意簡圖。。
圖4為另一種采樣信息提取方法示意簡圖下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)闡述。但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
附圖1是硅基液晶投影顯示系統(tǒng)的簡單示意圖。當(dāng)經(jīng)過均化的s方向線偏振照明光線1經(jīng)偏振分光棱鏡2的反射后，照射到硅基液晶顯示(LCOS)芯片3上。由于液晶層的作用，該s方向偏振的照明光線會有部分被轉(zhuǎn)換為p方向偏振光，其轉(zhuǎn)換的量由加在液晶層上的電壓值所決定(如附圖2所示關(guān)系)。該p方向偏振光可以穿過偏振分光棱鏡2，再經(jīng)投影物鏡4的放大成像后，投影到顯示屏上。通過在LCOS芯片的各個象元上加上不同的電壓，就可以投影出所需要的圖像來。這就是LCOS投影顯示系統(tǒng)的基本工作原理。在實際的投影系統(tǒng)中，由于LCOS芯片的各個象元反射鏡的反射率不一致、照明光源的不均勻、以及投影顯示的光學(xué)系統(tǒng)的不完善等因素，即使在LCOS芯片的各個象元上加的電壓都相同，實際投影出的圖像也會是不均勻的，一個解決這種非均勻性的方法是通過調(diào)整在LCOS芯片的各個象元上的電壓值來加以修正。但是，隨著時間的推移，由于LCOS芯片的老化和變性等因素，這種修正好的均勻性會再次被破壞，需要再次修正。
要修正非均勻性，就必須先獲得非均勻性的信息，附圖3和附圖4分別是兩種采樣獲取非均勻性信息的方式。附圖3所示的方法是將一塊半透半反鏡5插入到出射光路中，將一部分的出射光線經(jīng)采樣物鏡6成像于一面陣光敏傳感器件7上。該面陣光敏傳感器件可以是面陣CCD器件或面陣CMOS光敏器件，事先須用一均勻照明光源對該面陣器件的每個象元的光敏響應(yīng)率和線性度進(jìn)行定標(biāo)，因此該光敏器件可以測出投影圖像的非均勻性信息。
在實際修正投影圖像的非均勻性時，首先是將輸入圖像設(shè)置為均勻的單色圖像，(如均勻的紅色圖像)，然后根據(jù)面陣光敏傳感器件上得到的非均勻性信息，調(diào)整LCOS芯片的各象元上的電壓值，(通常將各象元上的電壓值都設(shè)置在低于色飽和電壓，因此適當(dāng)降低亮度過亮的象元上的電壓值，可使整個畫面上的亮度趨于均勻)，使整個投影畫面的亮度均勻，并將此時的各象元上電壓值輸入到一存儲記憶芯片中去保存。對于其它顏色圖像(如綠色或藍(lán)色)，則重復(fù)上述步驟，同樣也將達(dá)到亮度均勻時的各象元上電壓值輸入到存儲記憶芯片中保存。這些保存在存儲記憶芯片中的電壓值就作為各象元的基準(zhǔn)電壓。待投影實際圖像時，只須將各象元的灰級數(shù)，以及該象元的基準(zhǔn)電壓按一定關(guān)系就可算出需加在該象元上的電壓值了。
在投影顯示動態(tài)圖像時，加在各象元上的電壓是電壓脈沖，并按一定頻率進(jìn)行刷新，調(diào)節(jié)該電壓脈沖的延遲時間，同樣可調(diào)節(jié)該象元點的亮度。因此，根據(jù)采樣獲得的亮度非均勻性信息，適當(dāng)減少亮度過亮的象元點上的電壓脈沖延遲時間，同樣可起到校準(zhǔn)投影亮度均勻性的目的。
附圖4則是另一種采樣方式，它通過旋轉(zhuǎn)某些反射光學(xué)元件，如圖中所示的旋轉(zhuǎn)偏振分光棱鏡2，將出射光路轉(zhuǎn)一方向，從而可通過采樣物鏡6成像于面陣光敏傳感器件7上，獲得系統(tǒng)的亮度非均勻性信息。其校準(zhǔn)方法，則與上述附圖3的校準(zhǔn)方法完全相同，也是通過輸入均勻的單色投影圖像，從而計算出各象元的基準(zhǔn)電壓值并加以保存，待輸入實際圖像時，再按該基準(zhǔn)電壓值加權(quán)算出各象元上的電壓值。
采樣方式還有許多，這里不一一例舉。
對于高溫多晶硅液晶投影顯示系統(tǒng)和數(shù)字微反射鏡投影顯示系統(tǒng)，可用與上述方法相類似的方法校準(zhǔn)系統(tǒng)的投影亮度均勻性。
本發(fā)明具有如下有益效果1.采用本發(fā)明的方法可以有效地校準(zhǔn)由于顯示芯片和光學(xué)系統(tǒng)的不完善而造成的亮度非均勻性。
2.采用本發(fā)明的方法可以在用戶端由用戶自行校準(zhǔn)亮度非均勻性，從而可以克服由于芯片老化等因素帶來的性能退化問題。
3.本發(fā)明的方法可以應(yīng)用在各種數(shù)字投影顯示系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種改善數(shù)字投影顯示系統(tǒng)均勻性的校準(zhǔn)方法，其特征在于利用采樣獲取的系統(tǒng)亮度非均勻性的信息，通過運(yùn)算而調(diào)整各參數(shù)，使亮度均勻一致。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過調(diào)整加在顯示芯片各象元上的電壓值，獲得均勻的投影亮度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過調(diào)整加在顯示芯片各象元上的刷新電壓脈沖的延遲時間，獲得均勻的投影亮度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對紅、綠、藍(lán)三種顏色分別校準(zhǔn)其亮度均勻性。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將其應(yīng)用于硅基液晶反射式投影顯示系統(tǒng)的亮度均勻性校準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將其應(yīng)用于高溫多晶硅液晶投影顯示系統(tǒng)的亮度均勻性校準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將其應(yīng)用于硅基數(shù)字微反射鏡投影顯示系統(tǒng)的亮度均勻性校準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善數(shù)字投影顯示系統(tǒng)均勻性的校準(zhǔn)方法，它在投影顯示系統(tǒng)的光路中插入一塊半透半反鏡，或者將某個反射元件旋轉(zhuǎn)一定的角度等方法進(jìn)行采樣，采樣信號成象于一塊面陣傳感器件上以提取投影系統(tǒng)均勻性的信息，然后通過調(diào)整顯示芯片各象元上的參數(shù)來改善系統(tǒng)的均勻性。
文檔編號H04N5/74GK1449188SQ02111240
公開日2003年10月15日 申請日期2002年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者邵劍心, 樊斌 申請人:邵劍心, 樊斌