CN103314594A - 投影显示器以及亮度均匀性缺乏补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是对颜色光的亮度不规则性进行校正。投影显示装置包括：光源，其发射光；DM，其将从光源发射的光划分成多个颜色光；LCD，其对于由分离装置分离的颜色光分别设置，并且根据图像信号调制颜色光；XDP，其将已经由多个LCD调制的颜色光组合；以及投影透镜，其投影由棱镜组合的光。投影显示装置保持校正值，该校正值校正由棱镜引起的颜色光的亮度不规则性。在接收图像信号时，投影显示装置根据校正值来确定用于校正组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值，并且校正图像信号，使得根据亮度校正值校正由图像信号表示的像素的每一个。

Description

投影显示器以及亮度均匀性缺乏补偿方法

技术领域

本发明涉及一种投影显示装置以及亮度不规则性（irregularity）校正方法。

背景技术

已知投影仪作为用于将图像投影到屏幕上的显示设备。

图1是示出了在投影仪中使用的显示单元的配置示例的示意图。图1示出了光源710；二向色镜（在下文中称为“DM”）721至724；全反射镜731、732；LCD（液晶显示器）741至743；十字二向色棱镜（cross-dichroic prism）（在下文中称为“XDP”）750；以及投影透镜760。

图2a示出了透射通过DM721的光的透射率特性。图2b示出了透射通过DM722的光的透射率特性。图2c示出了透射通过DM723的光的透射率特性。图2d示出了透射通过DM724的光的透射率特性。图2e示出了透射通过XDP750的红光的透射率特性。图2f示出了透射通过XDP750的蓝光的透射率特性。图2g示出了被DM722反射的蓝光的波长特性。图2h示出了被DM723反射的绿光的波长特性。图2i示出了被DM724反射的红光的波长特性。

如图2a至2f所示，DM721至724以及XDP750具有光透射通过的频率范围（透射范围）以及光被反射的频率范围（反射范围）。将透射范围与反射范围之间的边界处的波长称为截止波长。

在投影仪中，从光源710发射的光不具有均匀的波长相关的强度分布，但是在红色、绿色、以及蓝色的特定波长处具有峰值。因为从光源710发射的光不是平行光线光（parallel-ray light），因此它在其横截面逐渐变宽或变窄的情况下被施加到DM721至724以及XDP750上。平行光线光是指其光线跨其横截面彼此平行的光。

图3是示出了在其横截面逐渐变窄的情况下被施加到DM上的光的路径的示意图。如图3所示，即使以45度的入射角θ将光施加到DM的部分B上，其也以比45度大的入射角θ被施加到部分A上，并且以比45度小的入射角θ被施加到部分C上。当光的入射角变化时，透射通过DM721至724以及XDP750的光的透射率特性变化。

图4是示出了就DM724而言在入射角θ与透射率特性之间的关系的示意图。

如图4所示，透射通过DM724的光的透射率特性是使得：当入射角θ变得比45度大时，截止波长移动到更长波长范围之中，并且当入射角θ变为比45度小时，截止波长移动到更短波长范围之中。

因此，在DM724的部分A中，因为光的入射角大于45度，因此截止波长比DM724的部分B中的截止波长更长。在DM745的部分C中，因为光的入射角小于45度，因此截止波长比DM724的部分B中的截止波长更短。如果光的横截面逐渐变宽，那么当入射角变为大于或小于45度时，截止频率移动到与上述波长范围相反的波长范围之中。

图5是通过示例示出了投影仪中截止波长移动的示意图。在图5中，在DM721至724中的截止波长经历10nm（纳米）的移动。在DM724中，例如，部分B使范围从590nm至750nm的波长分离，部分A使范围从600nm至760nm的波长分离，并且部分C使范围从580nm至740nm的波长分离。

因此，在DM721至724以及XDP750的每一个中，分离光的频率范围取决于施加光的位置而变。由于从光源710发射的光不具有均匀的波长相关的强度分布，因此投影图像的亮度趋于变化。

人眼具有如下的特性，使得它将绿色、即520nm附近的波长感测为亮，并且将红色和蓝色附近的波长感测为暗。因此，被DM724的部分A反射的红光具有比被其部分B反射的绿光更长的波长，并且因此被人眼感知为暗。被DM724的部分C反射的红光具有更接近被部分B反射的绿光的波长，并且因此被人眼感知为亮。蓝光和红光也类似地被人眼所感知。

图6是示出了由于从光源发射的光不是平行光线光所引起的红色和蓝色图像的亮度不规则性的示意图。如图6所示，红色和蓝色图像在其左侧、中心、以及右侧区域中具有不均匀的亮度级，并且因此经历亮度不规则性。

专利文献1公开了一种能够降低颜色不规则性的投影仪。专利文献1中的所公开的投影仪包括：多个光源；用于调制从相应光源发射的光的调制器；用于组合由调制器调制的光的棱镜；用于投影来自棱镜的组合光的投影透镜；用于对光源的温度进行检测的温度检测器；以及用于存储各个光源的温度以及来自光源的颜色光的亮度分布的存储器。

专利文献1中公开的投影仪基于由温度检测器检测到的光源的温度以及存储在存储器中的颜色光的亮度分布来控制调制器，以使屏幕上的颜色光的亮度分布均匀，从而降低由于光源的温度变化所引起的颜色不规则性。

专利文献1：JP2004－226631A

发明内容

专利文献1中所公开的投影仪的问题在于虽然它可降低由于光源的温度变化所引起的颜色不规则性，但是不能降低由于在施加颜色光的棱镜中的不同光路所引起的各个颜色光的亮度不规则性。

多屏显示系统将由多个投影仪产生的不同成像组合成单个图像并且投影该单个图像。多屏显示系统由于投影图像中的组合图像之间的接合部处的颜色光的亮度不规则性而趋于使图像亮度显著变化。

本发明的目的是提供一种投影显示装置以及亮度不规则性校正方法，其校正颜色光的不规则性。

根据本发明，提供了一种投影显示装置，该投影显示装置包括：光源，其发射光；分离装置，其将从所述光源发射的光划分成多个颜色光；调制器，其分别与由所述分离装置分离的颜色光相关联，用于取决于图像信号来调制颜色光；棱镜，其组合分别由所述调制器调制的颜色光；投影透镜，其投影由所述棱镜组合的光；保持装置，其保持用于校正由所述棱镜引起的颜色光的亮度不规则性的校正值；以及校正装置，其响应于由所述校正装置接收到的图像信号，取决于由所述保持装置保持的校正值，来确定用于校正组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值，并且校正所述图像信号，以便取决于所述亮度校正值来校正由所述图像信号表示的像素的每一个。

根据本发明，还提供了一种用于投影显示装置的亮度不规则性校正方法，所述投影显示装置包括：光源，其发射光；分离装置，其将从所述光源发射的光划分成多个颜色光；调制器，其分别与由所述分离装置分离的颜色光相关联，用于取决于图像信号来调制颜色光；棱镜，其组合分别由所述调制器调制的颜色光；以及投影透镜，其投影由所述棱镜组合的光，所述亮度不规则性校正方法包括：将用于校正由所述棱镜引起的颜色光的亮度不规则性的校正值保持在保持装置中，并且响应于图像信号，取决于由所述保持装置保持的校正值，来确定用于校正组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值，并且校正所述图像信号，以便取决于所述亮度校正值来校正由所述图像信号表示的像素的每一个。

根据本发明，能够校正颜色光的亮度不规则性。

附图说明

图1是示出了用于在投影仪中使用的显示单元的配置示例的示意图；

图2a是示出了透射通过DM721的光的透射率特性的示意图；

图2b是示出了透射通过DM722的光的透射率特性的示意图；

图2c是示出了透射通过DM723的光的透射率特性的示意图；

图2d是示出了透射通过DM724的光的透射率特性的示意图；

图2e是示出了透射通过XDP750的红光的透射率特性的示意图；

图2f是示出了透射通过XDP750的蓝光的透射率特性的示意图；

图2g是示出了由DM722反射的蓝光的波长特性的示意图；

图2h是示出了由DM723反射的绿光的波长特性的示意图；

图2i是示出了由DM724反射的红光的波长特性的示意图；

图3是示出了施加到DM上的不是平行光线的光的路径的示意图；

图4是示出了就DM而言在入射角与透射率特性之间的关系的示意图；

图5是通过示例示出了在投影仪中的截止波长的移动的示意图；

图6是示出了红色和蓝色图像的亮度不规则性的示意图；

图7是示出了根据本发明的第一示意性实施例的多屏显示系统的视图；

图8是根据本示意性实施例的投影仪1的方框图；

图9是示出了显示单元50的详细配置示例的示意图；

图10是示出了亮度校正器40的配置示例的方框图；

图11是说明由校正值计算器421执行的计算处理的示意图；

图12是示出了要校正的红色图像的概念示意图；

图13是示出了设置用于红色图像的左端的校正值的菜单屏幕的视图；

图14是示出了设置为“-4”的亮度校正值的示意图；

图15是示出了要校正的蓝色图像的概念示意图；

图16是示出了设置用于蓝色图像的左端的校正值的菜单屏幕的视图；

图17是示出了设置为“+4”的亮度校正值的示意图；

图18是示出了当对具有最大电平的图像信号执行用于校正亮度不规则性的处理时生成的红色图像的示意图；

图19是示出了当取决于校正值Ar降低图像信号的电平时所生成的红色图像的示意图；

图20是示出了当对具有最大电平的图像信号执行用于校正亮度不规则性的处理时所生成的蓝色图像的示意图；

图21是示出了当取决于校正值Ab降低图像信号的电平时所生成的蓝色图像的示意图；

图22是示出了用于在多屏显示系统中校正亮度不规则性的方法的流程图；

图23是示出了使用根据第二示意性实施例的投影仪的示例的视图；

图24是示出了用于在投影仪中校正亮度不规则性的方法的流程图；

图25是示出了用于其两侧区域比图像的中心区域暗的绿色图像的亮度校正值的示意图；

图26是示出了用于其两侧区域比图像的中心区域亮的绿色图像的亮度校正值的示意图；以及

图27是示出了利用查找表获取用于绿色图像的亮度校正值的示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的示意性实施例。

图7是示出了根据本发明的第一示意性实施例的多屏显示系统的视图。

多屏显示系统将由投影仪1、2生成的不同图像结合成单个图像并且将该单个图像投影到屏幕3上。多屏显示系统包括：投影仪1、2；图像信号分配器4；以及图像信号发生器5。投影仪1、2结构上彼此相同。

图像信号发生器5产生用于在图像的中心处显示新月形的图像信号，并且将该图像信号提供给图像信号分配器4。

当图像信号分配器4接收到图像信号时，它产生每个均与所提供的图像信号相同的两个图像信号。图像信号分配器4将这两个图像信号中的一个提供给投影仪1并且将另一个提供给投影仪2。

图8是示出了投影仪1的配置示例的方框图。

投影仪1是用于响应于表示图像的图像信号而将由该图像信号表示的图像投影到屏幕3上的投影显示装置。

投影仪1包括视频输入单元10、信号处理器11、校正值保持器41、显示单元50、存储器60、以及CPU（中央处理单元）70。信号处理器11具有分辨率转换器20、颜色校正器30、以及亮度校正器40。

视频输入单元10、分辨率转换器20、颜色校正器30、校正值保持器41、显示单元50、以及存储器60通过系统总线80与CPU70相连。系统总线80包括串行总线或并行总线。

CPU70控制视频输入单元10、分辨率转换器20、颜色校正器30、亮度校正器40、显示单元50、以及存储器60。存储器60例如包括RAM和ROM。

显示单元50将由图像信号表示的图像从信号处理器11投影到屏幕3上。

图9是示出了显示单元50的详细配置示例的示意图。

显示单元50包括：光源510；DM521至524；全反射镜531、532；LCD541至543；XDP550；以及投影透镜560。

光源510产生白光。光源510将白光施加到DM521上。

通常可以将DM521至524称为分离装置。

使用DM521至524来将从光源510发射的光划分成蓝光、绿光、以及红光。具体地说，DM521将从光源510发射的光划分成具有450nm或更高的波长的光。DM522从穿过DM521的光分离蓝光。DM523从穿过DM522的光分离绿光。DM524从穿过DM523的光分离红光。

全反射镜531将由DM522分离的蓝光施加到LCD541上。全反射镜532将由DM524分离的红光施加到LCD543上。

通常可以将LCD541至543中的每一个称为调制器。

分别为由DM521至524分离的颜色光提供LCD541至543。LCD541至543利用来自亮度校正器40的各个图像信号调制颜色光。具体地说，LCD541利用蓝色图像信号调制来自全反射镜531的蓝光。LCD542利用绿色图像信号调制来自DM523的绿光。LCD543利用红色图像信号调制来自全反射镜532的红光。

通常可以将XDP550称为棱镜。

XDP550组合由LCD541至543调制的颜色光。将由XDP550组合的光（在下文中称为“组合光”）施加到投影透镜56。DM521至524以及XDP550具有如下特性，使得它们取决于向其施加的光的入射角来改变光的透射率特性。

投影透镜560将由来自XDP550的组合光表示的图像投影到屏幕3上。根据本示意性实施例，将投影到屏幕3上的图像称作投影图像。

在显示单元50中，因为从光源510发射的光不是平行光线，因此将光施加到DM521至524以及XDP550的每一个上的入射角取决于将光向其施加所沿着的不同的光的路径而改变。因此，由DM521至524以及XDP550的每一个划分的颜色光包含在不同频率范围中的光的混合，并且趋于经历亮度不规则性。

通常可以将校正值保持器41称为保持装置。

校正值保持器41保持校正值A，该校正值A用于校正由于DM521至524以及XDP550引起的颜色光的亮度不规则性。在从投影仪1投影例如白色图像、即完全表现出白色的图像时，由投影仪1的使用者设置校正值A。

根据本示意性实施例，校正值保持器41保持用于红色的校正值Ar以及用于蓝色的校正值Ab。校正值保持器41还可以保持用于绿色的校正值Ag。

视频输入单元10接收来自图像信号分配器4的模拟图像信号。视频输入单元10将所接收到的模拟图像信号转换成数字图像信号，并且将该数字图像信号提供给信号处理器11。

通常可以将信号处理器11称为校正装置。

当信号处理器11接收到来自视频输入单元10的图像信号时，它确定用于校正在组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值α（x）。例如，信号处理器11将由图像信号表示的每个像素x与在左端处的基准像素之间的距离乘以校正值A，由此确定亮度校正值α（x）。信号处理器11校正图像信号，使得将取决于亮度校正值α（x）来校正由图像信号表示的每个像素x。

当分辨率转换器20接收到来自视频输入单元10的图像信号时，它将由该图像信号表示的图像的分辨率转换成由投影仪1使用的分辨率。分辨率转换器20还对图像信号执行梯形校正处理，以校正投影屏幕的梯形失真。分辨率转换器20将校正的图像信号提供给γ校正器310。

颜色校正器30校正由图像信号表示的图像的颜色。颜色校正器30包括γ校正器310、部分转换器320、整体转换器330、以及系数保持器340。

γ校正器310处理图像信号，以与投影仪1的灰度特性相匹配。

部分转换器320处理图像信号，以调节诸如肤色、红色等等这样的特定色相。

整体转换器330处理图像信号，以校正由于投影仪1的个体变化性造成的色相差。整体转换器330利用矩阵系数C11至C33一起校正包括红色、蓝色、以及绿色的各个颜色的输入图像信号。

整体转换器330根据下列等式（1）将输入图像信号Ri1（x，y），Gi1（x，y），Bi1（x，y）转换成输出图像信号Ro1（x，y），Go1（x，y），Bo1（x，y），其中x表示图像中的水平像素位置并且y表示图像中的垂直像素位置：

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o1(x,y)}\\ G_{o1(x,y)}\\ B_{o1(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{C}_{11}& C_{21}& C_{31}\\ C_{12}& C_{22}& C_{32}\\ C_{13}& C_{23}& C_{33}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{R}_{i1(x,y)}\\ G_{i1(x,y)}\\ B_{i1}(x,y)\end{array}\right)\·\·\·\left(1\right)$

整体转换器330从参数计算器420接收在矩阵系数C11至C33当中的矩阵系数C11、C22、C33，用于调节各个颜色的图像信号的电平（放大增益）。整体转换器330还从系数保持器340接收其他矩阵系数。

整体转换器330可以根据下列等式（2）将输入图像信号Ri1（x，y），Gi1（x，y），Bi1（x，y）转换成输出图像信号Ro1（x，y），Go1（x，y），Bo1（x，y）：

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o1(x,y)}\\ G_{o1(x,y)}\\ B_{o1(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{C}_{11}& 0& 0\\ 0& C_{22}& 0\\ 0& 0& C_{33}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{R}_{i1(x,y)}\\ G_{i1(x,y)}\\ B_{i1(x,y)}\end{array}\right)\·\·\·\left(2\right)$

亮度校正器40对图像信号执行用于校正由DM521至524以及XDP550引起的各个颜色光的亮度不规则性的处理。

图10是示出了亮度校正器40的详细配置的方框图。

亮度校正器40包括校正处理器410和参数计算器420。参数计算器420包括校正值计算器421和系数计算器422。

校正值计算器421基于由校正值保持器41保持的校正值A以及来自整体转换器330的图像信号的电平，来计算用于颜色光的每一个的多个亮度校正值。在将投影图像的中心像素的亮度校正值设置为零的同时，校正值计算器421利用校正值A来计算用于在投影图像的左端处的像素的亮度校正值，并且利用用于左端处的像素以及中心像素的亮度校正值，来根据线性内插确定从投影图像的左端至右端的亮度校正值。

根据本示意性实施例，校正值计算器421取决于图像信号的电平来计算偏移值，该偏移值定义了用于计算多个亮度校正值的梯度。

图11是示出了在图像信号的电平与偏移值之间的关系的示意图。

校正值计算器421计算在将作为校正值A的绝对值的两倍的值乘以图像信号的电平的百分比（%）所生成的值作为偏移值。

校正值计算器421根据如下所示的等式（3），利用偏移值来计算用于从投影图像的左端处的基准像素起的第x个像素的亮度校正值α（x）。换句话说，校正值计算器421通过将由图像信号表示的每个像素与在左端处的基准像素之间的距离x乘以校正值A来确定亮度校正值α（x）。

α（x）=校正系数×偏移值×距离x-偏移值/2···（3）

校正系数由有效像素（点）的数目的倒数来表示。对于XGA，校正系数是1/1024。

例如，校正值计算器421利用用于红色的校正值Ar以及图像信号的电平来计算用于红色的亮度校正值αr（x），并且利用用于蓝色的校正值Ab以及图像信号的电平来计算用于蓝色的亮度校正值αb（x）。

系数计算器422利用校正值A来计算矩阵系数C11、C22、C33。根据本示意性实施例，系数计算器422从给定数据减去校正值Ar的绝对值或校正值Ab的绝对值中的最大值，并且计算该差值作为矩阵系数C11、C22、C33。

例如，如果图像信号由8位表示，那么矩阵系数C11、C22、C33由9位表示。在这种情况下，系数计算器422根据下列等式（4）来计算矩阵系数C11、C22、C33：

C11、C22、C33=100000000-Ar、Ab的绝对值当中的最大值···（4）

如果图像信号由10位表示，那么矩阵系数C11、C22、C33由11位表示。并且，系数计算器422根据下列等式（5）来计算矩阵系数C11、C22、C33：

C11、C22、C33=10000000000-Ar、Ab的绝对值当中的最大值···（5）

系数计算器422可以从给定数据减去从由校正值计算器421计算的多个亮度校正值αr（x）或多个亮度校正值αb（x）中选择的最大值以计算矩阵系数C11、C22、C33。

校正处理器410校正图像信号，以便取决于亮度校正值α（x）来校正由图像信号表示的像素x的每一个。具体地说，如果校正值A的符号是负的（-），那么校正处理器410将亮度校正值α（x）加到图像信号上，并且如果校正值A的符号是正的（+），那么从图像信号减去校正值α（x）。

根据本示意性实施例，校正处理器410从校正值计算器421接收用于红色的亮度校正值αr（x）以及用于蓝色的亮度校正值αb（x）。校正处理器410还从整体转换器330接收图像信号。

校正处理器410利用校正值Ar的符号以及亮度校正值αr（x）来校正红色图像信号Ri2（x，y），并且利用校正值Ab的符号以及亮度校正值αb（x）来校正蓝色图像信号Bi2（x，y）。

如果校正值Ar、Ab的符号是负的，那么校正处理器410根据下列等式（6）将亮度校正值αr（x）、αb（x）分别加到图像信号Ri2（x，y）、Bi2（x，y）上：

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o2(x,y)}\\ G_{o2(x,y)}\\ B_{o2(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{R}_{i2(x,y)}\\ G_{i2(x,y)}\\ B_{i2(x,y)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_r\left(x\right)\\ 0\\ {\mathrm{\α}}_b\left(x\right)\end{array}\right)\·\·\·\left(6\right)$

如果校正值Ar、Ab的符号是正的，那么校正处理器410根据如下所示的等式（7）从图像信号Ri2（x，y）、Bi2（x，y）分别减去亮度校正值αr（x）、αb（x）。因此，校正处理器410计算校正的图像信号Ro2（x，y）、Go2（x，y）、Bo2（x，y）。

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o2(x,y)}\\ G_{o2(x,y)}\\ B_{o2(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{R}_{i2(x,y)}\\ G_{i2(x,y)}\\ B_{i2(x,y)}\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_{r\left(x\right)}\\ 0\\ {\mathrm{\α}}_{b\left(x\right)}\end{array}\right)\·\·\·\left(7\right)$

此后，下面将描述降低由多屏显示系统投影的图像的接合部处的亮度变化的处理。

为了校正红色和蓝色的颜色光的亮度不规则性，投影仪1、2将白色图像投影到屏幕3上。

图12是示出了从投影仪1、2投影的要被校正的红色图像的概念示意图。红色图像101是从投影仪1投影的红色图像。红色图像102是从投影仪2投影的红色图像。

如图12所示，在由投影仪1投影的红色图像101的右端处的亮度与由投影仪2投影的红色图像102的左端处的亮度之间的差如此的大，以至于整个红色图像的亮度是不规则的。使用者在投影仪1中设置用于红色图像101的亮度不规则性的校正值Ar。

图13示出了设置用于红色图像的左端的校正值Ar的菜单屏幕。例如，利用控制条将校正值Ar设置为范围从“-4”到“+4”的值。为了降低红色图像的左端上的亮度，例如将校正值Ar设置为负（-）值。

图14是示出了在将校正值Ar设置为“-4”时亮度校正值αr（x）的概念示意图。如图14所示，校正值计算器421确定亮度校正值αr（x），以便保持红色图像的中心像素的亮度不变，并且使亮度从屏幕的左端至右端线性地变化。校正处理器410利用校正值Ar的符号（-）以及亮度校正值αr（x），来根据等式（6）处理图像信号，从而将亮度校正值αr（x）与红色图像信号相加。

下面将描述利用投影仪2对蓝色的颜色光的亮度不规则性的校正。

图15是示出了从投影仪1、2投影的要校正的蓝色图像的概念示意图。蓝色图像103是从投影仪1投影的蓝色图像。蓝色图像104是从投影仪2投影的蓝色图像。

如图15所示，在由投影仪1投影的蓝色图像103的右端处的亮度与由投影仪2投影的蓝色图像104的左端处的亮度之间的差如此的大，以至于整个蓝色图像的亮度是不规则的。使用者在投影仪2中设置用于蓝色图像104的亮度不规则性的校正值Ab。

图16示出了设置用于蓝色图像的左端的校正值Ab的菜单屏幕。例如，利用控制条将校正值Ab设置为范围从“-4”到“+4”的值。为了提高蓝色图像的左端上的亮度，例如将校正值Ab设置为正（+）值。

图17是示出了在将校正值Ab设置为“+4”时亮度校正值αb（x）的概念示意图。如图17所示，校正值计算器421确定亮度校正值αb（x），以便保持蓝色图像的中心像素的亮度不变，并且使亮度从屏幕的左端至右端线性地变化。校正处理器410利用校正值Ab的符号（+）以及亮度校正值αb（x），来根据等式（7）处理图像信号，从而从蓝色图像信号减去亮度校正值αb（x）。

因此，多屏显示系统能够降低在从投影仪1、2投影的图像之间的接合部处显著地出现的亮度变化。然而，当将具有最大电平的图像信号输入到投影仪1、2时，由投影仪1、2的校正处理器410裁剪图像信号。

图18是示出了当对具有最大电平的图像信号执行用于校正亮度不规则性的处理时所生成的红色图像的示意图。如图18所示，因为裁剪了校正的图像信号，由点划线所示的红色图像105的亮度不规则性保持未校正。

在投影仪1中，信号处理器11取决于校正值Ar的绝对值的最大值来降低图像信号的电平，并且取决于亮度校正值Ar（x）每个像素地校正图像信号。具体地说，系数计算器422根据等式（4）来计算矩阵系数C11、C22、C33，并且整体转换器330使红色、蓝色、以及绿色图像信号乘以具有相同值的矩阵系数C11、C22、C33，从而同时调节各个颜色的图像信号的电平（增益）。此后校正处理器410对调节的图像信号执行用于校正亮度不规则性的处理。

图19是示出了当取决于校正值Ar来降低图像信号的电平时所生成的红色图像的示意图。如图19所示，即使当输入具有最大电平的图像信号时，因为不裁剪校正的图像信号，由点划线所示的红色图像109的亮度不规则性被校正。

图20是示出了当对具有最大电平的图像信号执行用于校正亮度不规则性的处理时所生成的蓝色图像的示意图。如图20所示，因为裁剪了校正的图像信号，由点划线所示的蓝色图像108具的亮度不规则性未被校正。

在投影仪2中，信号处理器11取决于校正值Ab的绝对值的最大值来降低图像信号的电平，并且取决于亮度校正值αb（x）每个像素地校正图像信号。

图21是示出了当根据校正值Ab来降低图像信号的电平时所生成的蓝色图像的示意图。如图21所示，即使当输入具有最大电平的图像信号时，因为不裁剪校正的图像信号，由点划线所示的蓝色图像112的亮度不规则性被校正。

下面将描述多图像显示系统的操作。

图22是示出了用于在多屏显示系统中校正亮度不规则性的方法的流程图。

启动投影仪1、2中的用于校正亮度不规则性的功能（步骤S811），并且投影仪1、2将白色图像投影到屏幕3上（步骤S812）。

在将白色图像从投影仪1、2投影到屏幕3上的同时，在投影仪1中设置用于红色的校正值Ar并且由其校正值保持器41保持（步骤S813）。当由校正值保持器41保持校正值Ar时，投影仪1的系数计算器422取决于校正值Ar计算矩阵系数C11、C22、C33（步骤S814）。

此后，投影仪1的整体转换器330利用来自系数计算器422的矩阵系数，根据等式（1）来处理图像信号（步骤S815）。换句话说，整体转换器330取决于校正值Ar的绝对值同时降低红色、蓝色、以及绿色图像信号的电平。

投影仪1的校正值计算器421利用来自整体转换器330的图像信号的电平以及校正值Ar来每个像素地计算用于红色的亮度校正值αr（x）（步骤S816）。

投影仪1的校正处理器410取决于校正值Ar的符号，将亮度校正值αr（x）与红色图像信号相加或者从红色图像信号减去亮度校正值αr（x）（步骤S817）。换句话说，校正处理器410利用校正值Ar的符号以及亮度校正值αr（x）来执行用于校正红光的亮度不规则性的处理。

因此，亮度校正器40取决于校正值Ar来确定用于在组合光的右端和左端处校正亮度的多个亮度校正值αr（x），并且取决于亮度校正值αr（x）校正红色图像信号，以便校正由图像信号表示的像素的每一个。

当对投影仪1完成了对用于红色的校正值Ar的调节时（步骤S818），在将白色图像从投影仪1、2投影到屏幕3上的同时（步骤S819），在投影仪2中设置用于蓝色的校正值Ab并且由其校正值保持器41保持（步骤S819）。

当校正值保持器41保持校正值Ab时，投影仪2的系数计算器422取决于校正值Ab来计算矩阵系数C11、C22、C33（步骤S820)。此后，投影仪2的整体转换器330利用来自系数计算器422的矩阵系数，根据等式（1）来处理图像信号（步骤S821）。换句话说，整体转换器330根据校正值Ab的绝对值来同时降低各个颜色的图像信号的电平。

投影仪2的校正值计算器421利用来自整体转换器330的图像信号的电平以及校正值Ab来每个像素地计算用于蓝色的亮度校正值αb（x）（步骤S822）。

投影仪2的校正处理器410取决于校正值Ab的符号，将亮度校正值αb（x）与蓝色图像信号相加或者从蓝色图像信号减去亮度校正值αb（x）（步骤S823）。换句话说，校正处理器410利用校正值Ab的符号以及亮度校正值αb（x）来执行用于校正蓝光的亮度不规则性的处理。

因此，亮度校正器40取决于校正值Ab来确定用于在组合光的右端和左端处校正亮度的多个亮度校正值αb（x），并且取决于亮度校正值αb（x）校正蓝色图像信号，以便校正由图像信号表示的像素的每一个。

当对投影仪2完成了对用于蓝色的校正值Ab的调节时（步骤S824），用于校正多屏显示系统的亮度不规则性的方法完成。

根据第一示意性实施例，在投影仪1中，校正值保持器41保持用于红色的校正值Ar，并且当信号处理器11接收到图像信号时，它取决于由校正值保持器41保持的校正值Ar来确定用于在投影图像（组合光）的右端和左端处校正亮度的多个亮度校正值αr（x），并且取决于亮度校正值αr（x）校正由图像信号表示的像素的每一个。在投影仪2中，校正值保持器41保持用于蓝色的校正值Ab，并且当信号处理器11接收到图像信号时，它取决于由校正值保持器41保持的校正值Ab，来确定用于投影图像（组合光）的右端和左端处校正亮度的多个亮度校正值αb（x），并且根据亮度校正值αb（x）校正图像信号，以便校正由图像信号表示的像素的每一个。

因此多屏显示系统可降低因为由DM521至524以及XDP550引起的相应颜色光的亮度不规则性所造成的在从投影仪1、2投影的图像之间的接合部处显著出现的亮度变化。

此外，根据第一示意性实施例，校正值保持器41保持红色或蓝色的校正值A，并且信号处理器11取决于由校正值保持器41保持的校正值A来同时降低各个颜色的图像信号的电平，由此取决于亮度校正值α（x）来校正图像信号。

因此，即使当信号处理器11接收到具有最大电平的图像信号时，它可取决于亮度校正值α（x）来校正图像信号，而无需裁剪已校正的图像信号。因此，投影仪1、2可适当地校正由在颜色光的路径之间的差引起的亮度不规则性。

此外，根据第一示意性实施例，信号处理器11将由图像信号表示的每个像素x与左端处的基准像素之间的距离乘以校正值A，由此确定亮度校正值α（x），并且取决于亮度校正值α（x）校正每个像素的图像信号。

因此，投影仪1、2能够根据由红光与蓝光的路径之间的差引起的颜色光的亮度不规则性的特性来校正红色或蓝色图像信号。

将根据本示意性实施例的多图像显示系统说明为具有两个投影仪。然而，多图像显示系统可以具有三个或更多投影仪。

图23是示出了使用根据第二示意性实施例的投影仪的示例的视图。

投影仪1接收来自图像信号分配器4的图像信号，并且将由该图像信号表示的新月形的图像投影到屏幕3上。

根据本示意性实施例，在将白色图像从投影仪1投影到屏幕3上的同时，通过图13所示的控制条在投影仪1中设置红色的校正值Ar。例如，如果将校正值Ar设置为从“0”至“-4”，以便降低红色图像的左端处的亮度，那么校正值计算器421确定亮度校正值αr（x）以便保持红色图像的中心像素的亮度不变并且使亮度从屏幕的左端至右端线性地变化。校正处理器410取决于校正值Ar的符号，根据等式（6）或等式（7）来处理图像信号，从而将亮度校正值αr（x）与红色图像信号相加。

此后，在将白色图像从投影仪1投影到屏幕3上的同时，通过图16所示的控制条来在投影仪1中设置校正值。例如，如果将校正值设置为从“0”至“+2”以便提高蓝色图像的左端处的亮度，那么校正值计算器421确定亮度校正值αb（x）以便保持蓝色图像的中心像素的亮度不变并且使亮度从屏幕的左端至右端线性地变化。校正处理器410取决于校正值Ab的符号，根据等式（6）或等式（7）来处理图像信号，从而将亮度校正值αb（x）与蓝色图像信号相加。

参数计算器420对校正值Ar的绝对值与校正值Ab的绝对值相互比较并且利用比较值中的更大最大值，根据等式（4）来计算矩阵系数C11、C22、C33。

整体转换器330利用来自参数计算器420的矩阵系数C11、C22、C33来根据等式（1）同时降低图像信号的电平。校正处理器410从而可校正图像信号而无需裁剪图像信号。

图24是示出了用于对投影仪1中的亮度不规则性进行校正的方法的流程图。

启动投影仪1中的用于校正亮度不规则性的功能（步骤S911），并且投影仪1将白色图像投影到屏幕3上（步骤S912）。

在将白色图像从投影仪1投影到屏幕3上的同时，在投影仪1中设置用于红色的校正值Ar并且由其校正值保持器41保持（步骤S913）。当由校正值保持器41保持校正值Ar时，系数计算器422取决于校正值Ar来计算矩阵系数C11、C22、C33（步骤S914）。

此后，整体转换器330利用来自系数计算器422的矩阵系数，根据等式（1）来处理图像信号（步骤S915）。

校正值计算器421取决于来自整体转换器330的图像信号以及校正值Ar来每个像素地计算用于红色的亮度校正值αr（x）（步骤S916）。校正处理器410取决于校正值Ar的符号将亮度校正值αr（x）与红色图像信号相加或者从红色图像信号减去亮度校正值αr（x）（步骤S917）。换句话说，校正处理器410利用校正值Ar的符号以及亮度校正值αr（x）来执行用于校正红光的亮度不规则性的处理。

当对用于红色的校正值Ar的调节完成时（步骤S918），在将白色图像从投影仪1投影到屏幕3上（步骤S919）的同时，在投影仪2中设置用于蓝色的校正值Ab并且由其校正值保持器41保持（步骤S919）。

当由校正值保持器41保持校正值Ab时，系数计算器422确认用于蓝色的校正值Ab的绝对值是否大于用于红色的校正值Ar的绝对值（步骤S920）。如果校正值Ab的绝对值大于校正值Ar的绝对值，那么系数计算器422取决于校正值Ab来计算矩阵系数C11、C22、C33（步骤S921）。

此后，整体转换器330利用来自系数计算器422的矩阵系数，根据等式（1）来处理图像信号（步骤S922）。校正值计算器421取决于来自整体转换器330的图像信号的电平以及校正值Ab来每个像素地计算用于蓝色的亮度校正值αb（x）（步骤S923）。

如果在步骤S920中，校正值Ab的绝对值等于或小于校正值Ar的绝对值，那么校正值计算器421还每个像素地计算用于蓝色的亮度校正值αb（x）（步骤S923）。

此后，校正处理器410取决于校正值Ab的符号将亮度校正值αb（x）与蓝色图像信号相加或者从蓝色图像信号减去亮度校正值αb（x）（步骤S924）。换句话说，校正处理器410利用校正值Ar的符号以及亮度校正值αb（x）来执行用于校正蓝光的亮度不规则性的处理。

当对用于蓝色的校正值Ab的调节完成时（步骤S925），用于校正亮度不规则性的方法完成。

根据第二示意性实施例，校正值保持器41保持用于红色的校正值Ar以及用于蓝色的校正值Ab，并且当信号处理器11接收到图像信号时，它取决于从给定数据减去校正值Ar的绝对值或校正值Ab的绝对值中的最大值来同时降低相应颜色的图像信号的电平。

因此，投影仪1可防止当它校正这些图像信号时蓝色和红色的图像信号两者被裁剪。因此，投影仪1能够降低红色和蓝色两者的亮度不规则性。

根据第一和第二示意性实施例，对红光和蓝光执行用于校正亮度不规则性的方法。然而，可以对绿光执行。在这种情况下，如果校正值Ag的符号是负的，那么校正处理器410根据如下所示的等式（8）将亮度校正值αg（x）与绿色图像信号相加。如果校正值Ag的信号是正的，那么校正处理器410根据如下所示的等式（9）从绿色图像信号减去亮度校正值αg（x）。

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o2(x,y)}\\ G_{o2(x,y)}\\ B_{o2(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{R}_{i2(x,y)}\\ G_{i2(x,y)}\\ B_{i2(x,y)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_{r\left(x\right)}\\ {\mathrm{\α}}_{g\left(x\right)}\\ {\mathrm{\α}}_{b\left(x\right)}\end{array}\right)\·\·\·\left(8\right)$

$\left(\begin{array}{c}{R}_{o2(x,y)}\\ G_{o2(x,y)}\\ B_{o2(x,y)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{R}_{i2(x,y)}\\ G_{i2(x,y)}\\ B_{i2(x,y)}\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_{r\left(x\right)}\\ {\mathrm{\α}}_{g\left(x\right)}\\ {\mathrm{\α}}_{b\left(x\right)}\end{array}\right)\·\·\·\left(9\right)$

图25和26是示出了计算绿色的亮度校正值αg（x）的示例的示意图。就绿色图像而言，因为当由于绿光的不同路径而使截止波长移动时，人眼将范围从495至590nm的波长当中的在520nm附近的波长感知为亮，因此就亮度而言，屏幕的中心区域以及屏幕的两端看起来不同。然而，在屏幕的中心区域与屏幕的两端之间的亮度差（亮度不规则性）小于红色和蓝色图像上的亮度差。

例如，图25所示的绿色图像113的两个屏幕侧比屏幕的中心区域暗。替代地，图26所示的绿色图像114的两个屏幕侧比屏幕的中心区域亮。

因此，为了执行用于校正绿光的亮度不规则性的处理，用于屏幕的左端的校正值Ag1和用于屏幕的右端的校正值Ag2优选地是独立地可设置的，并且校正计算器421应当优选地利用用于屏幕两端的校正值Ag1和校正值Ag2来单独地对于屏幕的左端和右端计算亮度校正值αg（x）。将用于绿色的校正值Ag1和用于绿色的校正值Ag2分别称作第一和第二绿色校正值。

具体地说，信号处理器11通过将中心像素的左侧上的每个像素与中心像素之间的距离乘以校正值Ag1来确定左边亮度校正值αg1（x）。信号处理器11通过将中心像素的右侧上的每个像素与中心像素之间的距离乘以校正值Ag2来确定右边亮度校正值αg2（x）。此后信号处理器11取决于亮度校正值αg1（x）和亮度校正值αg2（x）来校正绿色图像信号。

因此，可适当地校正图25所示的绿色图像113或者图26所示的绿色图像114的亮度不规则性。

图27是示出了计算亮度校正值αg（x）的另一示例的示意图。在图27中，将包含了与各个像素相关联的亮度校正值αg（x）的查找表存储在存储器60中。校正值计算器421从查找表获取亮度校正值αg（x）。与图25和26不同，投影仪1从而能够在屏幕的中心区域形成曲线的亮度校正值αg（x），这可以更适当地校正绿色图像115。

仅通过示例示出了在上述示意性实施例中所说明的配置，并且本发明并不局限于所说明的配置。

附图标记说明

1，2  投影仪

3  屏幕

4  图像信号分配器

5  图像信号发生器

10  视频输入单元

11  信号处理器

20  分辨率转换器

30  颜色校正器

310  γ校正器

320  部分转换器

330  整体转换器

340  系数保持器

40   亮度校正器

41  校正值保持器

410  校正处理器

420  参数计算器

421  校正值计算器

422  系数计算器

50  显示单元

510  光源

521–524  DM

531，532  全反射镜

541–543  LCD

550  XDP

560  投影透镜

60  存储器

70  CPU

Claims (6)

1.一种投影显示装置，包括：

光源，所述光源发射光；

分离装置，所述分离装置将从所述光源发射的所述光划分成多个颜色光；

调制器，所述调制器分别与由所述分离装置分离的所述颜色光相关联，用于取决于图像信号来调制所述颜色光；

棱镜，所述棱镜组合分别由所述调制器调制的所述颜色光；

投影透镜，所述投影透镜投影由所述棱镜组合的光；

保持装置，所述保持装置保持用于校正由所述棱镜引起的所述颜色光的亮度不规则性的校正值；以及

校正装置，所述校正装置响应于由所述校正装置接收到的所述图像信号，取决于由所述保持装置保持的所述校正值，来确定用于校正所述组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值，并且校正所述图像信号，以便取决于所述亮度校正值来校正由所述图像信号表示的像素的每一个。

2.根据权利要求1所述的投影显示装置，其中所述保持装置保持用于红色的校正值以及用于蓝色的校正值；并且

所述校正装置取决于在由所述保持装置保持的所述校正值的绝对值当中的最大值来降低所述图像信号的电平，并且关于所述校正值的每一个，取决于所述亮度校正值来校正所述图像信号。

3.根据权利要求2所述的投影显示装置，其中所述校正装置通过将在由所述图像信号表示的像素的每一个与基准像素之间的距离乘以所述校正值来确定所述亮度校正值。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的投影显示装置，其中所述保持装置保持第一和第二绿色校正值作为所述校正值；并且

所述校正装置通过将在所述像素的中心像素的左侧上的每个像素与所述中心像素之间的距离乘以所述第一绿色校正值来确定第一亮度校正值，通过将在所述中心像素的右侧上的每个像素与所述中心像素之间的距离乘以所述第二绿色校正值来确定第二亮度校正值，并且取决于所述第一和第二亮度校正值来校正所述图像信号。

5.一种用于投影显示装置的亮度不规则性校正方法，所述投影显示装置包括：光源，所述光源发射光；分离装置，所述分离装置将从所述光源发射的所述光划分成多个颜色光；调制器，所述调制器分别与由所述分离装置分离的所述颜色光相关联，用于取决于图像信号来调制所述颜色光；棱镜，所述棱镜组合分别由所述调制器调制的所述颜色光；以及投影透镜，所述投影透镜投影由所述棱镜组合的光，所述亮度不规则性校正方法包括：

将用于校正由所述棱镜引起的所述颜色光的亮度不规则性的校正值保持在保持装置中；并且

响应于所述图像信号，取决于由所述保持装置保持的所述校正值，来确定用于校正所述组合光的右端和左端处的亮度的多个亮度校正值，并且校正所述图像信号，以便取决于所述亮度校正值来校正由所述图像信号表示的像素的每一个。

6.根据权利要求5所述的亮度不规则性校正方法，其中将所述校正值保持在所述保持装置中包括将用于红色的校正值以及用于蓝色的校正值保持在所述保持装置中；并且

校正所述图像信号包括取决于由所述保持装置保持的所述校正值的绝对值当中的最大值来降低所述图像信号的电平，并且关于所述校正值的每一个，取决于所述亮度校正值来校正所述图像信号。

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