CN100362564C

CN100362564C - 色修正电路和具备其的图像显示装置

Info

Publication number: CN100362564C
Application number: CNB2005100088615A
Authority: CN
Inventors: 小山文夫
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: CN1664913A; US20050190198A1; JP2005249820A

Abstract

本发明提供一种既抑制色修正精度的降低，又削减构成检查表的存储容量的色修正电路。三维检查表，作为修正值，储存分别对应于由j比特(j是大于等于2的整数)的前述辉度信号的灰度等级、k比特(k是大于等于2的整数)的前述第1色差信号的灰度等级以及l比特(l是大于等于2的整数)的前述第2色差信号的灰度等级所确定的按照(2^j×2^k×2^l)的组合当中，由上位m比特(m是大于等于1的整数)的前述辉度信号所表示的灰度等级、由上位n比特(n是大于m的整数)的前述第1色差信号所表示的灰度等级以及由上位o比特(o是大于m的整数)的前述第2色差信号所表示的灰度等级所确定的按照(2^m×2ⁿ×2^o)的组合的修正值。

Description

色修正电路和具备其的图像显示装置

技术领域

本发明涉及液晶投影机等图像显示装置，特别是涉及用来修正显示图像的颜色的技术。

背景技术

作为图像显示装置之一的液晶投影机，例如，在三板式的场合，作为显示器件，有分别对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)的三个液晶板。在这种液晶投影机中，把从照明光学系统所射出的照明光分离成R、G、B的各色光后，分别入射于对应的颜色的液晶板。而且，使作为图像信号的R、G、B信号分别输入对应的颜色的液晶板，根据该信号驱动该液晶板，使所入射的色光透射。像这样地把从三个液晶板所得到的R、G、B的透射光(色光)进行混合后，靠投影光学系统，投影于屏幕，借此在屏幕上显示对应于R、G、B信号的彩色图像。

用于这种液晶投影机的液晶板，具有如果所输入的信号的灰度等级变化，则透射光的波长特性变化这样的性质。

例如，在R用的液晶板中，如果所输入的R信号的灰度等级变化，则随此，透射该液晶板的R的色光的波长特性变化，该R的透射光的颜色偏向深红色，或偏向橙色。也就是说，本来，因R信号的灰度等级变化，不应变化的R的透射光的色度坐标因灰度等级变化而变化。

该情况，在G用、B用的液晶板中，在所入射的G信号、B信号的灰度等级变化时也是同样的。

像以上这样，如果因R、G、B信号的灰度等级变化使R、G、B的透射光的色度坐标变化，则存在着无法进行对应于R、G、B信号的图像的正确的色再现这样的问题。

因此，历来，为了进行对应于R、G、B信号的图像的正确的色再现，可以考虑通过用三维检查表(以下还称为“3D-LUT”)进行的色修正电路根据R、G、B信号的灰度等级变化，修正从显示器件所射出的色光的颜色(例如参照专利文献1～4)。

【专利文献1】特开平2002-41016号公报

【专利文献2】特开平2002-140060号公报

【专利文献3】特开平2002-344761号公报

【专利文献4】特开平2003-271122号公报

这里，R、G、B信号通常用8比特或8比特以上的灰度等级数据，也就是，256灰度等级或其以上的灰度等级值来表达。因而，为了根据R、G、B信号的灰度等级变化，修正从显示器件所射出的色光的颜色，要求在3D-LUT中对应于R、G、B信号的灰度等级的所有组合，储存(256×256×256)或其以上的修正值。因而，为了构成3D-LUT进行的色修正电路，非常大的存储容量成为必要的，在现有的电路技术中导致非常大规模的电路构成。

因此，在实际构成3D-LUT的场合，取为不是对所输入的R、G、B信号的灰度等级的所有的组合，而是对以适当的间隔分割R、G、B信号各自的灰度等级的粗分的灰度等级的组合，储存各自的对应的修正值的构成，削减所需的存储容量。

但是，因为越减小构成3D-LUT的存储容量就不得不越加大分割R、G、B信号的灰度等级的间隔，故由R、G、B信号的灰度等级的组合所确定的修正值，也就是能够储存于3D-LUT的修正值的数量减少，所以细腻的色修正变得困难，结果存在着色修正的精度降低这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述现有技术的问题，提供一种能够既抑制色修正精度的降低，又削减构成检查表的存储容量的技术。

为了实现上述目的的至少一部分，本发明的色修正电路，是修正在图像显示装置中所显示的图像的颜色的色修正电路，其特征在于，

具备包括三维检查表，根据所输入的辉度信号、第1色差信号以及第2色差信号的灰度等级的组合，用储存于前述三维检查表的修正值，修正前述辉度信号、第1色差信号和第2色差信号的灰度等级的色修正电路部，

前述三维检查表，作为修正值，储存分别对应于由j比特(j是大于等于2的整数)的前述辉度信号的灰度等级、k比特(k是大于等于2的整数)的前述第1色差信号的灰度等级以及l比特(l是大于等于2的整数)的前述第2色差信号的灰度等级所确定的按照(2^j×2^k×2^l)的组合当中，由上位m比特(m是大于等于1的整数)的前述辉度信号所表示的灰度等级、由上位n比特(n是大于m的整数)的前述第1色差信号所表示的灰度等级以及由上位o比特(o是大于m的整数)的前述第2色差信号所表示的灰度等级所确定的按照(2^m×2ⁿ×2^o)的组合的修正值。

由于在本发明的色修正电路中，把三维检查表取为储存分别对应于由j比特的辉度信号的灰度等级、k比特的第1色差信号的灰度等级和l比特的第2色差信号的灰度等级所确定的按照(2^j×2^k×2^l)的组合当中，由上位m比特的辉度信号所表示的灰度等级、由上位n比特的第1色差信号所表示的灰度等级以及由上位o比特的第2色差信号所表示的灰度等级所确定的按照(2^m×2ⁿ×2^o)的组合的修正值的构成，所以比起第1色差信号的灰度等级数和第2色差信号的灰度等级数来可以减小用来确定修正值的辉度信号的灰度等级数。

借此，根据本发明的色修正电路，则既抑制色修正精度的降低，又削减用于构成三维检查表所需的存储容量是可能的。

最好是在本发明的色修正电路中，具备把由前述色修正电路部所修正后的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号变换成对应于红色的红色信号、对应于绿色的的绿色信号和对应于蓝色的蓝色信号的第1色变换电路部。

这样一来，根据本发明的色修正电路，则由于可以把由色修正电路部所修正后的辉度信号、第1色差信号和第2色差信号变换成对应于红色的红色信号、对应于绿色的绿色信号和对应于蓝色的蓝色信号而输出，所以，例如，在输入构成图像显示装置的显示器件的信号为红色信号、绿色信号和蓝色信号的场合很合适。

此外，最好是在本发明的色修正电路中，具备把作为图像信号所输入的红色信号、绿色信号和蓝色信号变换成输入前述色修正电路部的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的第2色变换电路部。

这样一来，根据本发明的色修正电路，则由于把作为图像信号所输入的红色信号、绿色信号和蓝色信号变换成输入前述色修正电路部的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号，所以，例如，在作为图像信号输入红色信号、绿色信号和蓝色信号的场合很合适。

进而，最好是在本发明的色修正电路中，使前述三维检查表作为修正值储存分别应附加于前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的辉度信号补偿值、第1色差信号补偿值和第2色差信号补偿值，

使前述色修正电路部，具备把前述辉度信号补偿值、前述第1色差信号补偿值和前述第2色差信号补偿值分别相加于对应的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的三个加法电路。

这样一来，如果把三维检查表取为作为修正值储存应分别附加于辉度信号、第1色差信号和第2色差信号的辉度信号补偿值、第1色差信号补偿值和第2色差信号补偿值的构成，则进一步削减用于构成三维检查表所需的存储容量是可能的。

再者，本发明不限于作为上述色修正电路的形态，以作为具备其的图像显示装置的形态实现也是可能的。

附图说明

图1是表示本发明的色修正电路所适用的液晶投影机的概略的构成的框图。

图2是表示色修正电路的框图。

标号的说明

500...液晶投影机

100...色修正电路

110...YUV变换电路部

120...色修正电路部

130...三维检查表(3D-LUT)

141～143...加法电路

150...RGB变换电路部

200...输入信号处理电路

310～330...VT特性修正电路

410～430...液晶板(LCD)

具体实施方式

下面，基于实施例按以下的顺序说明本发明的实施形态。

A.液晶投影机的概略构成：

B.色修正电路：

C.变形例：

A.液晶投影机的概略构成：

图1是表示本发明的色修正电路所适用的液晶投影机的概略构成的框图。图1中所示的液晶投影机500是所谓三板式，作为显示器件，有分别对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)的三个液晶板(以下还称为“LCD”)410～430。另外，液晶投影机500具备输入信号处理电路200，本发明的色修正电路100，以及R、G、B用的VT特性修正电路310～330。

如果从外部作为图像信号输入R、G、B信号R1、G1、B1，则输入信号处理电路200，在这些信号为模拟信号的场合，或进行模拟/数字转换，或根据这些信号的信号形式，进行画面速度变换或重设尺寸处理，或者，进行菜单显示的场合，重叠菜单画面。再者，在所输入的图像信号为混合信号的场合，解调该混合信号，并且进行分离成R、G、B信号和同步信号的处理等。

接着，色修正电路100对从输入信号处理电路200所输出的数字的R、G、B信号R2、G2、B2施行修正，借此进行从液晶板410～430射出，混合所得到的透射光(色光)的色修正。

接着，R、G、B用的VT特性修正电路310～330，分别对从色修正电路100所输出的R、G、B信号R3、G3、B3施行考虑R、G、B用的液晶板410～430的VT特性(电压-透射率特性)的灰度系数修正。再者，R、G、B用的VT特性修正电路310～330，通常，由一维检查表(以下还称为1D-LUT)来构成。

另一方面，R、G、B用的液晶板410～430输入从VT特性修正电路310～330所输出的R、G、B信号R4、G4、B4，基于这些信号，射出R、G、B的透射光(色光)。具体地说，把从照明光学系统(未画出)所射出的照明光分离成R、G、B的色光后，分别使其入射于对应的颜色的液晶板410～430，并且使来自VT特性修正电路310～330的R、G、B信号R4、G4、B4也分别入射于对应的颜色的液晶板410～430。然后，根据输入的色信号，驱动该液晶板，透射入射的色光。

这样一来从R、G、B用的液晶板410～430射出的R、G、B的透射光(色光)，进行混合后，由投影光学系统(未画出)投影到屏幕(未画出)上，在屏幕上显示对应于R、G、B信号的彩色图像。

B.色修正电路：

图2是表示色修正电路的框图。该色修正电路100，如图2中所示，具备YUV变换电路部110，色修正电路部120和RGB变换电路部150。

YUV变换电路部110由用来把R、G、B信号变换成表示辉度(Y)的辉度信号(Y信号)，表示从B信号减去Y信号的色差(U)的第1色差信号(U信号)和表示从R信号减去Y信号的色差(V)的第2色差信号(V信号)的一般的矩阵电路来构成。而且，YUV变换电路部110把所输入的l比特(l是大于等于2的整数)的R、G、B信号R1、G1、B1变换成l比特的Y、U、V信号Y1、U1、V1。再者，比特数l一般为l≥8。

色修正电路部120具备3D-LUT 130和Y、U、V用的加法电路141～143。

3D-LUT 130是作为分别对应于上位m比特(m是大于等于1的整数)的Y信号，上位n比特(n是大于m的整数)的U信号，上位n比特的V信号的组合的修正值，储存l比特的Y信号补偿值dy，l比特的U信号补偿值du以及l比特的V信号补偿值dv，根据所输入的Y、U、V信号Y1、U1、V1的灰度等级的组合，输出(3×l)比特的修正值的存储电路。再者，这种存储电路，用具有(m+n+n)比特的地址的RAM，把(m+n+n)比特的地址按从上位比特起的顺序，分配给上位m比特的Y信号、上位n比特的U信号和上位n比特的V信号，并且，把(3×l)比特的输出，例如，从上位比特起针对每l比特，分配给Y信号补偿值dy、U信号补偿值du和V信号补偿值dv的输出，借此可以实现。再者，作为补偿值dy、du、dv既可以得到正的值，也可以得到负的值。此外，由于各补偿值通常是非常小的值，所以也可以输出小于l比特的比特数的补偿值。

Y、U、V用的加法电路141～143分别把从3D-LUT 130所输出的补偿值dy、du、dv分别相加于对应的Y、U、V信号Y1、U1、V1，生成修正后的Y、U、V信号Y2、U2、V2。

像以上这样，色修正电路部120根据Y、U、V信号Y1、U1、V1的灰度等级的组合修正从YUV变换电路部110所输出的Y、U、V信号Y1、U1、V1，输出修正后的Y、U、V信号Y2、U2、V2。

RGB变换电路部150由用来把Y、U、V信号变换成R、G、B信号的一般的矩阵电路来构成。而且，RGB变换电路部150把从色修正电路部120所输出的Y、U、V信号Y2、U2、V2恢复成R、G、B信号R3、G3、B3。

像以上这样，色修正电路100对从输入信号处理电路200所输出的R、G、B信号R2、G2、B2施行修正，可以修正从液晶板410～430射出，进行混合所得到的透射光(色光)的颜色。

这里，上述色修正电路100，像以下说明的那样，在构成色修正电路部120的3D-LUT上有特征。

第一，在储存不是分别对应于R、G、B信号的灰度等级的组合，而是分别对应于Y、U、V信号的灰度等级的组合的修正值的构成这一点上有特征。

第二，在取为储存分别对应于由l比特的Y信号的灰度等级、l比特的U信号的灰度等级和l比特的V信号的灰度等级所确定的按照(2^l×2^l×2^l)的组合当中，由上位m比特的Y信号所表示的灰度等级，由上位n比特的U信号所表示的灰度等级和由上位n比特的V信号所表示的灰度等级所确定的按照(2^m×2ⁿ×2ⁿ)的组合的修正值的构成这一点上有特征。

Y、U、V信号当中，Y信号是表示所谓亮度的信号。U信号是从B信号减去Y信号的第1色差信号(B-Y信号)，是表示所谓蓝度的信号。V信号是从R信号减去Y信号的第2色差信号(R-Y信号)，是表示所谓红度的信号。因此虽然U信号和V信号的灰度等级变化对从液晶板410～430所射出的透射光的颜色的变化的影响比较大，但是Y信号的灰度等级变化可以说对从液晶板410～430所射出的透射光的颜色的变化的影响比较小。

因此，3D-LUT 130，如上所述，把所输入的Y信号的灰度等级数取为2^m个，把U信号和V信号的灰度等级数分别取为2ⁿ个(n＞m)，通过使Y信号的灰度等级数比U信号和V信号的灰度等级数小，取为减小用来构成3D-LUT的存储容量的构成。

例如，在作为储存分别对应于R、G、B信号的灰度等级的组合的修正值的构成的3D-LUT(以下单称为“RGB形式的3D-LUT”)中，假如，令输入3D-LUT的R、G、B信号的上位比特数p为p＝4，则R、G、B信号的灰度等级的组合数Krgb为：Krgb＝2⁴×2⁴×2⁴＝16³＝4096。

另一方面，在实施例的3D-LUT 130中，如令所输入的U信号和V信号的上位比特数n与上述R、G、B信号的上位比特数p相同使n＝4，令Y信号的上位比特数m为小于R、G、B信号的上位比特数p的m＝2，则Y、U、V信号的灰度等级的组合数Kyuv为：

Kyuv＝2²×2⁴×2⁴＝4×16×16＝1024，

可以把Y、U、V信号的灰度等级的组合数Kyuv取为R、G、B信号的灰度等级的组合数Krgb的1/4的大小。

因而，如果把实施例的3D-LUT 130取为储存分别对应于Y、U、V信号的灰度等级的组合的修正值的3D-LUT(以下还单称为“YUV形式的3D-LUT”)，并且使所输入的Y信号的上位比特数小于另外的U、V信号的上位比特数，则比起RGB形式的3D-LUT来，减小用来构成3D-LUT的存储容量是可能的。此外，由于可以把对颜色变化的影响大的U、V信号的灰度等级数取为与输入历来的RGB形式的3D-LUT的R、G、B信号的灰度等级数相同，所以还可以抑制色修正精度的降低。

反之，如果假定把实施例的3D-LUT 130取为YUV形式的3D-LUT，允许Y、U、V信号的灰度等级的组合数Kyuv达到与RGB形式的3D-LUT中的R、G、B信号的灰度等级的组合数Krgb同样大小，则通过减小所输入的Y信号的上位比特数，把U信号和V信号的上位比特数取为大于RGB信号形式的3D-LUT的R、G、B信号的比特数是可能的。

例如，如令Y信号的上位比特数m为m＝2，令U信号和V信号的上位比特数n为n＝5，则Y、U、V信号的灰度等级的组合数Kyuv为：Kyuv＝2²×2⁵×2⁵＝4×32×32＝4096，

可以与在RGB形式的3D-LUT中，令所输入的R、G、B信号的上位比特数p为p＝16的场合的组合数Krgb同样大小。

因而，通过把实施例的3D-LUT 130取为YUV形式的3D-LUT，通过把所输入的Y信号的上位比特数减小得小于输入RGB形式的3D-LUT的R、G、B信号的上位比特数P，在用来构成3D-LUT的存储容量与RGB形式的3D-LUT相同的状态下，把所输入的U信号和V信号的上位比特数加大得大于RGB形式的3D-LUT中所输入的R、G、B信号的上位比特数是可能的，结果，提高色修正精度是可能的。

C.变形例：

再者，本发明不限于上述实施例或实施形态，在不脱离其主旨的范围内用各种的形态实施是可能的。

C1.第1变形例：

在上述实施例中，3D-LUT 130，以作为对应于Y、U、V信号的灰度等级的组合的修正值，储存对应于各个的补偿值dy、du、dv的构成为例进行说明。但是，不限定于此，也可以取为储存相当于从色修正电路部120的加法电路141～143所输出的Y、U、V信号Y2、U2、V2的修正值的构成。在该构成的场合，不需要加法电路141～143。但是，由于补偿值dy、du、dv一般是小于Y、U、V信号Y2、U2、V2的灰度等级值的值，所以像实施例那样，储存补偿值dy、du、dv的构成一方，比储存相当于Y、U、V信号Y2、U2、V2的修正值的构成减小构成3D-LUT的存储容量是可能的。

C2.第2变形例：

虽然在上述实施例中，说明在色修正电路100中具备把R、G、B信号变换成Y、U、V信号的YUV变换电路部110，和把Y、U、V信号变换成R、G、B信号的RGB变换电路部150的构成，但是不限于此。例如，在输入液晶投影机500的图像信号为Y、U、V信号的形式的场合，如果把从输入信号处理电路200所输出的图像信号取为Y、U、V信号，则没有必要一定具备YUV变换电路部110。此外，R、G、B用的液晶板410～430只要是能够输入Y、U、V信号的构成，就没有必要一定具备RGB变换电路部150。

C3.第3变形例：

虽然在上述实施例中，色修正电路部120取为靠3D-LUT 130求出分别对应于所输入的l比特的Y、U、V信号当中，用由上位m比特的Y信号所表示的灰度等级、由上位n比特的U信号所表示的灰度等级和由上位n比特的V信号所表示的灰度等级所确定的组合的修正值，分别相加于对应的Y、U、V信号的构成，以在3D-LUT 130中，忽略由(l-m)比特的Y信号所表示的灰度等级、由(l-n)比特的U信号所表示的灰度等级和由(l-n)比特的V信号所表示的灰度等级的构成为例进行说明，但是不限于此。例如，也可以在3D-LUT 130与加法电路141～143之间具备插补电路，基于从3D-LUT 130所求出的修正值插补对应于由(l-m)比特的Y信号所表示的灰度等级、由(l-n)比特的U信号所表示的灰度等级和由(l-n)比特的V信号所表示的灰度等级的修正值。

C4.第4变形例：

虽然在上述实施例中，YUV变换电路部110，以把l比特的R、G、B信号变换成l比特的Y、U、V信号的场合为例进行说明，但是也可以变换成与R、G、B信号不同比特数的Y、U、V信号。此外，也可以变换成各不相同的比特数的Y、U、V信号。

此外，虽然在上述实施例中，把输入3D-LUT 130的U、V信号取为上位n比特，但是也可以取为各不相同的比特数。从3D-LUT 130所输出的修正值dy、du、dv，也可以不是同一比特数，而取为各不相同的比特数。

进而，虽然在上述实施例中，以色修正电路部120输出l比特的Y、U、V信号，RGB变换电路部150把l比特的Y、U、V信号变换成l比特的R、G、B信号的场合为例进行说明，但是不限于此。也可以是色修正电路部120输出各不相同的比特数的Y、U、V信号，RGB变换电路部150把各不相同的比特数的Y、U、V信号变换成同一比特数的R、G、B信号。

此外，虽然在上述实施例中，以RGB变换电路部150把l比特的Y、U、V信号变换成l比特的R、G、B信号的场合为例进行说明，但是也可以变换成与Y、U、V信号的比特数不同的R、G、B信号。

总之，除把输入3D-LUT 130的Y信号的上位比特数设为比U信号及V信号的上位比特数小的条件之外，不限于上述实施例，可以把各信号的比特数取为任意的构成。

C5.第5变形例：

虽然在上述实施例和各变形例中，以把由Y、U、V信号所表示的图像信号输入色修正电路部的场合为例进行说明，但是不限于此，也能够运用于把由与Y、U、V信号同类的辉度信号和两种色差信号所表示的种种图像信号，例如，Y、Cb、Cr信号或Y、Pb、Pr信号等输入色修正电路部的场合。此外，也能够运用于把由亮度信号、色度信号和色调信号所表示的图像信号输入色修正电路部的场合。

C6.第6变形例：

虽然在上述实施例中，举例说明了本发明的色修正电路所运用的液晶投影机，但是不限于此，在各种的图像显示装置中运用也是可能的。

Claims

1.一种色修正电路，其修正在图像显示装置中所显示的图像的颜色，其特征在于，

前述三维检查表，作为前述修正值，储存分别对应于由j比特的前述辉度信号的灰度等级，其中j是大于等于2的整数；k比特的前述第1色差信号的灰度等级，其中k是大于等于2的整数；以及l比特的前述第2色差信号的灰度等级，其中l是大于等于2的整数，所确定的按照2^j×2^k×2^l的组合当中，由上位m比特的前述辉度信号所表示的灰度等级，其中m是大于等于1的整数；由上位n比特的前述第1色差信号所表示的灰度等级，其中n是大于m的整数；以及由上位o比特的前述第2色差信号所表示的灰度等级，其中o是大于m的整数，所确定的按照2^m×2ⁿ×2^o的组合的修正值。

2.如权利要求1所述的色修正电路，其特征在于，

具备把由前述色修正电路部所修正后的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号变换成对应于红色的红色信号、对应于绿色的的绿色信号和对应于蓝色的蓝色信号的第1色变换电路部。

3.如权利要求2所述的色修正电路，其特征在于，

具备把作为图像信号所输入的红色信号、绿色信号和蓝色信号变换成输入前述色修正电路部的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的第2色变换电路部。

4.如权利要求1至3中的任何一项中所述的色修正电路，其特征在于，

前述三维检查表作为前述修正值储存分别应附加于前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的辉度信号补偿值、第1色差信号补偿值和第2色差信号补偿值，

前述色修正电路部，具备把前述辉度信号补偿值、前述第1色差信号补偿值和前述第2色差信号补偿值分别相加于对应的前述辉度信号、前述第1色差信号和前述第2色差信号的三个加法电路。

5.一种图像显示装置，其特征在于，具备权利要求1至4中的任何一项中所述的色修正电路。