CN107113410A - 视频显示装置和显示校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供视频显示装置,能够抑制由于光源的光的波长变化而引起的显示视频的色调变化。视频显示装置具有:光源部(110),其具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源(111R、111G、111B),对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出;以及波长检测部(134),其针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息,根据由所述波长检测部检测到的波长的变化量,对所述光源的光的强度进行变更,由此,对由所述光源部合成后的光的颜色进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及视频显示装置和显示校正方法。
背景技术
在使用激光器来显示视频的视频显示装置中,从激光器射出的光的波长根据温度而变化。因此,所显示的视频的色调根据温度而变化。为了应对该情况,例如使用如下技术:使用帕尔帖元件等对激光器进行加热或冷却,从而使激光器的温度保持在规定范围内,由此,抑制显示视频的色调变化(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-237238号公报(第3-5页、图1)
发明内容
发明要解决的课题
但是,在使用帕尔帖元件等温度控制元件对光源进行加热或冷却从而不使光源的波长变化的结构中,存在温度控制元件的消耗电力较大等问题。
本发明的目的在于,提供视频显示装置和显示校正方法,能够抑制由于光源的光的波长变化而引起的显示视频的色调变化。
用于解决课题的手段
本发明的视频显示装置的特征在于,所述视频显示装置具有:光源部,其具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出;以及波长检测部,其针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息,根据由所述波长检测部检测到的波长的变化量,对所述光源的光的强度进行变更,由此,对由所述光源部合成后的光的颜色进行调整。
本发明的视频显示装置的显示校正方法,该视频显示装置具有光源部,该光源部具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出,其特征在于,所述显示校正方法具有:波长检测步骤,针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息;颜色值决定步骤,针对各所述光源,根据通过所述波长检测步骤检测到的该光源的波长信息,求出预定的颜色空间内的表示该光源的光的颜色的颜色值;校正值决定步骤,根据通过所述颜色值决定步骤求出的各所述光源的光的颜色值求出校正值,该校正值用于对各所述光源的光的强度的比率进行校正,使得对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为本来应该显示的颜色;以及驱动步骤,对各所述光源进行驱动,使得各所述光源的光的强度的比率成为根据通过所述校正值决定步骤求出的校正值校正后的比率。
发明效果
根据本发明,能够抑制消耗电力并抑制显示视频的色调变化。
附图说明
图1是示出实施方式1的视频显示装置的结构的一例的示意图。
图2是示出实施方式1的视频显示装置的光源部和光源控制部的结构例的示意图。
图3是示出实施方式1的波长检测用元件的第1例的示意图。
图4是示出实施方式1的波长检测用元件的第2例的示意图。
图5是示出第2例的波长检测用元件中的波长滤波器的透过特性的一例的图。
图6是示出第2例的波长检测用元件中的波长滤波器和检测器的变形例的示意图。
图7是示出实施方式1的波长检测用元件的第3例的示意图。
图8是示出实施方式1的颜色校正部的结构的框图。
图9是示出实施方式1的视频显示处理的流程图。
图10是示出实施方式1的颜色校正处理的流程图。
图11是示出基准温度下的视频显示装置的色域和白色的色度的色度图。
图12是示出不进行颜色校正时的、针对视频显示装置的色域和白色的色度的温度变化的影响的色度图。
图13是示出进行颜色校正时的、针对视频显示装置的色域和白色的色度的温度变化的影响的色度图。
图14是示出实施方式1的光源控制部的结构的一例的示意图。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1
<视频显示装置的结构>
图1是示出实施方式1的视频显示装置100的结构的一例的示意图。视频显示装置100是对来自3个光源的光进行合成来显示视频的装置。在图1的例子中,视频显示装置100是车载用的抬头显示器。而且,视频显示装置100搭载在车辆600的仪表盘610上。
在图1中,视频显示装置100具有光源部110、屏幕120、放大镜140和光源控制部130。
光源部110具有射出波长彼此不同的光的3个光源。光源部110对从这3个光源射出的光进行合成并射出。
向屏幕120投射从光源部110射出的光,形成视频。具体而言,对来自光源部110的光进行二维扫描,在屏幕120的表面显示视频。下面,将生成视频的光称作“视频光”。在实施方式1中,视频光由在屏幕120上扫描的光形成。屏幕120例如是透射型屏幕。屏幕120透过从光源部110侧入射的视频光并向放大镜140侧射出。
放大镜140对屏幕120上形成的视频进行放大并投射。放大镜140具备具有负光焦度的反射面(凹面)。放大镜140朝向挡风玻璃(前窗)300投影从屏幕120射出的视频光。由此,屏幕120上形成的视频被放大镜140放大。
另外,也可以代替挡风玻璃而使用组合器。“组合器”是配置在前玻璃侧的半透明的屏幕。使该组合器反射驾驶信息而进入司机的视场。
即,挡风玻璃是反射来自视频显示装置100的视频光并且能够使司机视觉辨认车辆前方的风景的透射型显示部。
而且,从作为观察者的驾驶者500观察,屏幕120上形成的视频作为虚像400显示在挡风玻璃300的前方。驾驶者500在挡风玻璃300前方的风景上作为虚像400重叠观察到由放大镜140投影的视频。放大镜140的反射面例如形成为自由曲面,以便对由于挡风玻璃300的曲率而引起的视频的失真进行校正。
另外,在图1中,来自屏幕120的视频光仅由放大镜140反射而投影到挡风玻璃300。但是,从屏幕120到挡风玻璃300之间的结构不限于此。也可以考虑仪表盘610的空余空间或光学部件的尺寸而适当变更。例如,也可以构成为使来自屏幕120的视频光多次折返并反射。并且,屏幕120不限于透射型,也可以是反射型。
光源控制部130对光源部110进行控制,使得射出与应该显示的视频对应的视频光。
<光源部的结构>
图2是示出视频显示装置100的光源部110和光源控制部130的结构例的示意图。下面,使用图2对视频显示装置100的光源部110的结构进行说明。
在图2中,光源部110具有半导体激光器(以下简称作“激光器”)111R、111G、111B、准直透镜112R、112G、112B、合成部113、扫描部114和波长检测用元件115。
激光器111R、111G、111B分别射出红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的波长的激光。另外,下面,在统一记载激光器111R、激光器111G和激光器111B的情况下或记载任意激光器的情况下,示作激光器111。
准直透镜112R、112G、112B分别与激光器111R、111G、111B对应地设置。而且,准直透镜112R、112G、112B对从对应的激光器111射出的激光的发散角进行转换。另外,下面,在统一记载准直透镜112R、112G、112B的情况下或记载任意准直透镜的情况下,示作准直透镜112。
合成部113在共同的光轴Ao上对从激光器111R、111G、111B射出的激光进行合成、混合或混色。
扫描部114在屏幕120上对由合成部113合成在共同的光轴Ao上的激光进行二维扫描。
波长检测用元件115是用于检测激光器111R、111G、111B各自的波长λaR、λaG、λaB的传感器。
另外,在以下的说明中,将对从激光器111R、111G、111B射出的激光进行合成后的光称作“合成光”。并且,将通过合成光显示的颜色称作“显示色”。
在图2所示的结构例中,激光器111R被配置成其出射光的光轴与光轴Ao平行。激光器111G、111B分别被配置成其出射光的光轴与光轴Ao垂直。
准直透镜112R、112G、112B分别使从激光器111R、111G、111B射出的激光收敛成平行光。
合成部113具有棱镜113A、113B。
棱镜113A以90度反射来自激光器111G的绿色的激光。并且,棱镜113A透过来自激光器111R的红色的激光。棱镜113A是选择透过/反射棱镜。
棱镜113B以90度反射来自激光器111B的蓝色的激光。并且,棱镜113B透过通过棱镜113A后的红色的激光和由棱镜113A反射后的绿色的激光。棱镜113B是选择透过/反射棱镜。
“选择透过/反射棱镜”是指根据波长或偏振等而选择性地透过或反射光的棱镜。在实施方式1中,作为一例,棱镜113A、113B根据波长而选择性地透过或反射光。
通过这种棱镜113A、113B对红色、绿色和蓝色的波长的激光进行合成。然后,合成后的激光成为共同的光轴Ao上的光束。然后,合成后的激光朝向扫描部114射出。
扫描部114例如具有MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)镜或检流计镜等。通过棱镜113A、113B合成在一个光轴Ao上的激光入射到扫描部114。
扫描部114在图2的箭头a1的方向和箭头b1的方向旋转。即,扫描部114在图2的箭头a1的方向和箭头b1的方向上摆动。而且,扫描部114在屏幕120上在水平方向(图2的箭头a的方向)和垂直方向(图2的箭头b的方向)上对入射的光进行二维扫描。由此,扫描部114在屏幕120上生成视频。另外,在图2中,示出屏幕120中的来自扫描部114的光入射的面。
另外,光源部110的结构不限于图2所示的例子。例如,合成部113也可以使用分色镜等对各颜色的激光进行合成并射出。
<光源控制部的结构>
下面,使用图2对视频显示装置100的光源控制部130的结构进行说明。
在图2中,光源控制部130具有视频数据转换部131、扫描部驱动电路132、激光器驱动电路(简称作驱动部)133、波长检测部134、颜色校正部135和存储部136。
视频数据转换部131接收表示应该显示的视频的视频信号数据。视频数据转换部131能够接收由视频显示装置100生成的视频信号数据。视频显示装置100中生成视频信号数据的结构要素例如是光源控制部130。并且,视频数据转换部131能够接收由视频显示装置100的外部设备生成的视频信号数据。视频显示装置100的外部设备例如是车辆600的控制部或导航系统等。
视频数据转换部131根据接收到的视频信号数据,向扫描部驱动电路132发送用于对扫描部114进行控制的控制信号D1。并且,视频数据转换部131根据视频信号数据,向激光器驱动电路133发送用于对激光器111R、111G、111B进行控制的控制信号D2。
扫描部驱动电路132根据来自视频数据转换部131的控制信号D1,向扫描部114发送用于对扫描部114进行驱动的驱动信号D3。扫描部114根据来自扫描部驱动电路132的驱动信号D3进行激光的扫描。
激光器驱动电路133根据来自视频数据转换部131的控制信号D2,向激光器111R、111G、111B发送用于对激光器111R、111G、111B进行驱动的驱动信号D4。激光器111R、111G、111B根据来自激光器驱动电路133的驱动信号D4射出激光。激光器驱动电路133对激光器111R发送驱动信号D4R。激光器驱动电路133对激光器111G发送驱动信号D4G。激光器驱动电路133对激光器111B发送驱动信号D4B。
对从扫描部驱动电路132发送驱动信号D3和从激光器驱动电路133发送驱动信号D4进行控制,以取得扫描部114的激光扫描和光源部110的激光出射的同步。
波长检测部134针对各激光器111,检测表示从这些激光器111射出的激光的波长的波长信息。具体而言,波长检测部134接收来自波长检测用元件115的检测信号D5。然后,波长检测部134根据接收到的检测信号D5,确定激光器111R、111G、111B分别发出的激光的波长λaR、λaG、λaB。另外,下面,在统一记载波长λaR、波长λaG和波长λaB的情况下或记载任意波长的情况下,示作波长λa。
图3是示出波长检测用元件115的第1例的示意图。
在第1例中,波长检测用元件115具有棱镜115A、全息元件115B和检测器115C。
棱镜115A反射来自棱镜113B的激光的一部分,使其入射到全息元件115B。全息元件115B使入射光进行衍射,使其入射到检测器115C。全息元件115B产生使衍射角根据入射光的波长λa而变化的作用。即,全息元件115B根据入射光的波长λa,以不同的衍射角射出光。
因此,依赖于入射到全息元件115B的激光的波长λa,激光向检测器115C的入射位置移动。检测器115C具有阵列状排列的多个检测部。检测器115C能够检测光向检测器115C的入射位置。即,检测器115C能够检测在检测器115C上的哪个位置接收到激光。
检测到的入射位置表示基于全息元件115B的衍射角。即,检测到的入射位置表示激光的波长λa。
检测器115C向波长检测部134发送表示检测到的入射位置的检测信号D5。波长检测部134根据来自检测器115C的检测信号D5,求出激光的波长λa。
另外,在波长检测时,波长检测部134例如仅使任意一个激光器111发光,不使其他激光器111发光,检测发光的一个激光器111的波长λa。
图4是示出波长检测用元件115的第2例的示意图。
在第2例中,波长检测用元件115具有棱镜115A、波长滤波器115D和检测器115E。
棱镜115A反射来自棱镜113B的激光的一部分,使其入射到波长滤波器115D。波长滤波器115D透过入射光,使其入射到检测器115E。
波长滤波器115D具备具有波长依赖性的透过特性。波长滤波器115D的透射率依赖于入射到波长滤波器115D的光的波长λa。
图5是示出波长滤波器115D的透过特性的一例的图。图5的横轴表示波长,纵轴表示透射率。在图5中,作为一例,关于波长滤波器115D的透过特性,在波长λaP时透射率最大。而且,以波长λaP为中心,透射率在长波长侧和短波长侧对称地减小。
检测器115E接收透过波长滤波器115D的激光。而且,检测器115E向波长检测部134发送表示接收到的激光的光量的检测信号D5。波长检测部134根据来自检测器115E的检测信号D5,求出激光的波长λa。
波长检测部134基于表示波长滤波器115D的透过特性的信息,根据检测器115E的检测信号D5计算激光的波长λa。
另外,在波长检测时,波长检测部134例如仅使任意一个激光器111发光,不使其他激光器111发光,检测发光的一个激光器111的波长。并且,在波长检测时,例如,从激光器111射出的激光的功率(强度)被控制成波长检测用的特定值。
在上述第2例中,波长滤波器115D和检测器115E也可以如图6所示构成。图6是示出波长滤波器115D和检测器115E的变形例的示意图。
在图6中,波长滤波器115D具有灵敏度分别对红色、绿色或蓝色的波长的光较高的滤波器115DR、115DG、115DB。滤波器115DR对红色的波长的光具有较高的灵敏度。滤波器115DG对绿色的波长的光具有较高的灵敏度。滤波器115DB对蓝色的波长的光具有较高的灵敏度。
3个滤波器115DR、115DG、115DB被配置成对入射到波长滤波器115D的激光点(光束)进行三分割。
检测器115E具有与滤波器115DR、115DG、115DB对应的检测器115ER、115EG、115EB。检测器115ER对应于滤波器115DR。检测器115EG对应于滤波器115DG。检测器115EB对应于滤波器115DB。
检测器115ER、115EG、115EB被配置成分别接收透过对应的滤波器115DR、115DG、115DB的激光。
另外,在上述第1例和第2例中,来自合成部113的出射光被用于波长λa的检测。但是不限于此。
例如,在波长λa的检测中,也可以利用从激光器111R、111G、111B射出且入射到准直透镜112R、112G、112B之前的光。并且,还可以利用从准直透镜112R、112G、112B射出且入射到棱镜113A、113B之前的光。
图7是示出波长检测用元件115的第3例的示意图。
在第3例中,波长检测用元件115具有温度测定元件115FR、115FG、115FB。另外,在统一记载温度测定元件115FR、115FG、115FB的情况下或记载任意温度测定元件的情况下,记作温度测定元件115F。
温度测定元件115FR、115FG、115FB分别测定激光器111R、111G、111B的温度TR、TG、TB。温度测定元件115FR测定激光器111R的温度TR。温度测定元件115FG测定激光器111G的温度TG。温度测定元件115FB测定激光器111B的温度TB。另外,在统一记载温度TR、TG、TB的情况下或记载任意激光器111的温度的情况下,记作温度T。
各温度测定元件115FR、115FG、115FB向波长检测部134发送表示各激光器111R、111G、111B的温度TR、TG、TB的电压值(检测信号D5)。波长检测部134根据来自检测器115F的检测信号D5,求出激光的波长λa。
这里,各温度测定元件115FR、115FG、115FB例如是电阻值根据温度而变化的热敏电阻。优选各温度测定元件115FR、115FG、115FB测定激光器111的封装的温度,作为激光器111的温度T。但是,各温度测定元件115FR、115FG、115FB也可以测定激光器111的周围温度。
波长检测部134基于预先求出的表示温度与电压值的关系的信息,根据来自各温度测定元件115FR、115FG、115FB的电压值(检测信号D5),求出各激光器111R、111G、111B的温度TR、TG、TB。
进而,波长检测部134针对各个激光器111R、111G、111B,基于预先求出的表示激光器111的温度T与波长λa的关系的信息,根据激光器111的温度T求出波长λa。
表示激光器111的温度T与波长λa的关系的信息例如表示波长相对于温度的变化率(nm/deg)以及特定温度下的激光器的波长(nm)。例如根据激光器的规格值或实测数据得到这种信息。关于激光器的波长的温度依赖性,一般情况下,红色的激光器大约为0.2nm/deg,绿色和蓝色的激光器大约为0.02nm/deg。但是,依赖于激光器所使用的材料等。
另外,在上述第3例中,测定激光器111R、111G、111B各自的温度TR、TG、TB。但是,在各激光器111的温度T相等的结构中,也可以在一个位置测定代表各激光器111的温度T的温度,根据在该一个位置测定出的温度,计算各激光器111的波长。
再次参照图2时,颜色校正部135接收由波长检测部134检测到的各激光器111的波长信息D6。颜色校正部135根据由波长检测部134检测到的各激光器111的波长信息D6求出校正值,该校正值用于对合成光的颜色(或显示色)进行校正,以便抑制由于各激光器111的波长λa的变化而引起的合成光的色调变化。
存储部136存储在光源控制部130的处理中使用的各种信息。
<颜色校正部的结构>
图8是示出颜色校正部135的结构的框图。下面,使用图8对颜色校正部135的结构进行说明。
在图8中,颜色校正部135具有是否需要校正判断部135a、颜色值决定部135b和校正值决定部135c。
是否需要校正判断部135a判断是否需要进行基于校正值的校正。具体而言,是否需要校正判断部135a根据由波长检测部134检测到的波长信息D6,判断是否需要进行校正。
在由是否需要校正判断部135a判断为需要进行校正的情况下,颜色值决定部135b针对各激光器111,根据由波长检测部134检测到的对应的激光器111的波长信息D6,求出预定的颜色空间内的表示对应的各激光器111的光的颜色的颜色值C(也称作色度或颜色系数)。
在本实施方式1中,颜色值决定部135b求出XYZ色度图中的三刺激值(即,由X值、Y值、Z值构成的XYZ值)作为颜色值。XYZ色度图利用基于反射的物体颜色的三刺激值来表现颜色,定义看起来与某个波长的单色光相同颜色的XYZ原刺激的混合比率的特性,作为等色函数。
如下所述表示颜色值。
(1)将XYZ色度图中的合成光的基准白色的颜色值示作颜色值CW。另外,颜色值CW是合成光的颜色值。
(2)将由颜色值决定部135b求出的各激光的颜色值示作颜色值Ca(CaR、CaG、CaB)。
(3)将颜色值Ca的各激光的合成光的颜色值示作颜色值Cai。
(4)将与基准波长λrR、λrG、λrB对应的各激光的颜色值示作颜色值Cr(CrR、CrG、CrB)。
(5)将颜色值Cr的各激光的合成光的颜色值示作颜色值Cri。
(6)将从各激光器111射出的各激光的颜色值示作颜色值C(CR、CG、CB)。另外,颜色值C包含颜色值Ca和颜色值Cr。
(7)将颜色值C的各激光的合成光的颜色值示作颜色值Ci。
在本实施方式1中,例如,作为激光器111R、111G、111B,使用波长谱宽度较窄的单模激光器。颜色值决定部135b根据等色函数,求出与激光器111R的波长λaR对应的颜色值CR(XaR、YaR、ZaR)、与激光器111G的波长λaG对应的颜色值CG(XaG、YaG、ZaG)、与激光器111B的波长λaB对应的颜色值CB(XaB、YaB、ZaB)。
颜色值决定部135b从是否需要校正判断部135a接收波长信息D6。
例如,颜色值决定部135b预先存储表示将波长和颜色值对应起来的等色函数的表。颜色值决定部135b从该预先存储的表中提取与各激光器111的波长λa对应的颜色值D7(颜色值Ca)。并且,例如,颜色值决定部135b根据预先存储的等色函数的计算式,计算与各激光器111的波长λa对应的颜色值D7(颜色值Ca)。
校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器111的光的颜色值D7(颜色值Ca)求出校正值D8,该校正值D8用于对从各激光器111射出的光的功率的比率进行校正,使得对各激光器111的光进行合成后的光(合成光)的颜色成为本来应该显示的颜色。
或者,校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器111的光的颜色值D7(颜色值Ca)求出校正值D8,使得显示白色时的合成光(即,与白色对应的合成光)的颜色成为预定的基准白色。
或者,校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器111的光的颜色值D7(颜色值Ca)求出校正值D8,使得对由于各激光的波长λa的变化而引起的合成光的颜色的变化进行补偿或抵消。校正值决定部135c向激光器驱动电路133发送求出的校正值D8。
激光器驱动电路133根据由颜色校正部135求出的校正值D8,对从各激光器111射出的激光的功率(强度)的比率进行校正,由此对显示色进行校正。激光器驱动电路133对各激光器111进行驱动,使得各激光器111的光的强度的比率成为根据由颜色校正部135求出的校正值D8校正后的比率。
具体而言,激光器驱动电路133接收表示应该显示的视频的视频数据(控制信号D2)。激光器驱动电路133根据由颜色校正部135求出的校正值D8,对由接收到的视频数据(控制信号D2)表示的各激光器111的光的强度的比率进行校正。激光器驱动电路133对各激光器111进行驱动,使得以该校正后的强度的比率射出光。
并且,激光器驱动电路133对各激光器111进行驱动,使得各激光器111的光的强度成为根据由颜色校正部135求出的校正值D8校正后的强度。
具体而言,激光器驱动电路133接收表示应该显示的视频的视频数据(控制信号D2)。激光器驱动电路133根据由颜色校正部135求出的校正值D8,对由接收到的视频数据(控制信号D2)表示的各激光器111的光的强度进行校正。激光器驱动电路133对各激光器111进行驱动,使得射出该校正后的强度的光。
视频数据例如包含在来自视频数据转换部131的控制信号D2中。并且,具体而言,视频数据是与各激光器111对应的灰度值。例如,视频数据是后述的RGB数据。
另外,在以下的说明中,将求出校正值D8并根据该校正值D8对显示色进行校正的情况称作“颜色校正”。
<显示视频时的处理和颜色校正>
下面,对显示视频时的处理和颜色校正进行详细说明。
视频数据转换部131根据应该显示的视频的视频信号数据,按照构成该视频的每个像素,向激光器驱动电路133发送与激光器111R对应的红色的灰度值(R值)IR、与激光器111G对应的绿色的灰度值(G值)IG、与激光器111B对应的蓝色的灰度值(B值)IB。
即,视频数据转换部131根据应该显示的视频的视频信号数据,向激光器驱动电路133发送灰度值IR(R值)、灰度值IG(G值)和灰度值IB(B值)。灰度值IR是与激光器111R对应的红色的灰度值。灰度值IG是与激光器111G对应的绿色的灰度值。灰度值IB是与激光器111B对应的蓝色的灰度值。灰度值IR、IG、IB按照构成应该显示的视频的每个像素被发送到激光器驱动电路133。另外,在统一记载灰度值IR、灰度值IG和灰度值IB的情况下或记载任意灰度值的情况下,示作灰度值I。这在光的颜色不是RGB的情况下也是同样的。灰度值I包含在控制信号D2中。
具体而言,视频数据转换部131根据视频信号数据,按照每个像素生成包含灰度值IR、IG、IB的RGB数据。然后,视频数据转换部131向激光器驱动电路133发送包含每个像素的RGB数据的控制信号D2。
这里,各灰度值是8比特的数据。并且,RGB数据是24比特的数据。该情况下,RGB数据能够表现256^3(2563)种颜色。
在3个灰度值全部取最小值(0)的情况下(即IR=IG=IB=0的情况下),RGB数据表示黑色。并且,在3个灰度值全部取最大值(255)的情况下(即IR=IG=IB=255的情况下),RGB数据表示白色。
在3个灰度值分别具有不同值的情况下,RGB数据表示以3个灰度值IR、IG、IB的比例(IR:IG:IB)对红色、绿色和蓝色进行相加混合而得到的颜色。
另外,上述只是一例,作为RGB数据,也可以使用格式与上述不同的视频数据。例如,也可以对各灰度值分配与上述不同的比特数。
激光器驱动电路133根据来自视频数据转换部131的控制信号D2,对激光器111R、111G、111B分别供给表示各激光器111应该射出的光的功率(强度)即输出功率(输出强度)的驱动信号D4R、D4G、D4B。
具体而言,激光器驱动电路133按照应该显示的视频的每个像素,从视频数据转换部131接收灰度值IR、IG、IB。然后,如下述式(1)所示,激光器驱动电路133对灰度值IR、IG、IB乘以输出系数KR、KG、KB,分别求出激光器111R、111G、111B的输出功率PR、PG、PB。
PR=KR·IR
PG=KG·IG
PB=KB·IB…(1)
另外,在统一记载输出功率PR、PG、PB的情况下或记载任意输出功率的情况下,示作输出功率P。
这里,输出系数KR、KG、KB分别是用于决定激光器111R、111G、111B的输出功率的系数。并且,输出系数KR、KG、KB是用于对各个激光器111R、111G、111B的输出功率PR、PG、PB的比率进行调整的系数。对输出系数KR、KG、KB进行设定或调整,使得在RGB数据表示白色的情况下(IR=IG=IB=255的情况下),从光源部110射出的激光的颜色成为期望的基准白色。另外,在统一记载输出系数KR、KG、KB的情况下或记载任意输出系数的情况下,示作输出系数K。
在图2的例子中,输出系数KR、KG、KB存储在激光器驱动电路133内的输出系数存储部133a中。
激光器驱动电路133将与已决定的输出功率PR、PG、PB对应的驱动信号D4R、D4G、D4B分别供给到激光器111R、111G、111B。
激光器111R、111G、111B射出功率与从激光器驱动电路133供给的驱动信号D4R、D4G、D4B对应的激光。从激光器111R、111G、111B射出的激光被合成而照射到屏幕120上。
这里,当设从激光器111R射出的激光的颜色值CR为(XR、YR、ZR),从激光器111G射出的激光的颜色值CG为(XG、YG、ZG),并且从激光器111B射出的激光的颜色值CB为(XB、YB、ZB)时,合成光的颜色值Ci(X1、Y1、Z1)用下述式(2)表示。
X1=XR·KR·IR+XG·KG·IG+XB·KB·IB
Y1=YR·KR·IR+YG·KG·IG+YB·KB·IB
Z1=ZR·KR·IR+ZG·KG·IG+ZB·KB·IB…(2)
当各激光器111的温度T变化时,各激光的波长λa移动。而且,各激光的颜色值CR(XR、YR、ZR)、颜色值CG(XG、YG、ZG)和颜色值CB(XB、YB、ZB)变化。即,各激光的颜色值CR、CG、CB变化。因此,在输出系数KR、KG、KB是固定值的情况下,合成光的颜色值Ci(X1、Y1、Z1)根据温度T而变化。颜色值C的各激光的合成光的颜色值Ci变化意味着显示色变化。另外,在统一记载颜色值CR、颜色值CG和颜色值CB的情况下或记载任意颜色值的情况下,示作颜色值C。
从抑制该显示色的变化的观点来看,在本实施方式1中,光源控制部130检测各激光的颜色值CR、CG、CB。然后,光源控制部130根据检测到的各激光的颜色值CR、CG、CB对输出系数KR、KG、KB进行校正,使得合成光的颜色成为本来应该显示的颜色。
具体而言,在颜色校正(校准)中决定基准输出系数(也称作校正后输出系数)KcR、KcG、KcB。然后,在显示视频时,如下述式(3)所示,使用对基准输出系数KcR、KcG、KcB乘以根据波长信息决定的校正系数(也称作激光器输出校正量)αR、αG、αB而得到的值作为输出系数KR、KG、KB。在统一记载校正系数αR、校正系数αG和校正系数αB的情况下或记载任意校正系数的情况下,示作校正系数α。
KR=αR·KcR
KG=αG·KcG
KB=αB·KcB…(3)
当使用图2说明时,存储部136存储通过颜色校正而预先决定的基准输出系数KcR、KcG、KcB。另外,例如,在视频显示装置100出厂前实施颜色校正。
颜色校正部135决定用于对基准输出系数KcR、KcG、KcB进行校正的校正系数αR、αG、αB作为校正值D8。然后,颜色校正部135向激光器驱动电路133发送校正系数αR、αG、αB。另外,在统一记载基准输出系数KcR、KcG、KcB的情况下或记载任意基准输出系数的情况下,示作基准输出系数Kc。
激光器驱动电路133根据从颜色校正部135接收到的校正系数αR、αG、αB,将存储部136中存储的基准输出系数KcR、KcG、KcB校正成输出系数αR·KcR、αG·KcG、αB·KcB。根据式(3),αR·KcR是输出系数KR。αG·KcG是输出系数KG。αB·KcB是输出系数KB。
激光器驱动电路133使用这些校正后的输出系数K,决定各激光器111的输出功率P。然后,激光器驱动电路133将与已决定的输出功率P对应的驱动信号D4供给到各激光器111。
具体而言,激光器驱动电路133基于基准输出系数KcR、KcG、KcB和校正系数αR、αG、αB,根据上述式(3)计算输出系数KR、KG、KB。然后,激光器驱动电路133将输出系数KR、KG、KB存储在输出系数存储部133a中。
然后,激光器驱动电路133按照应该显示的视频的每个像素,基于灰度值IR、IG、IB和输出系数存储部133a中存储的输出系数KR、KG、KB,根据下述式(4)求出激光器111R、111G、111B的输出功率PR、PG、PB。
PR=KR·IR=αR·KcR·IR
PG=KG·IG=αG·KcG·IG
PB=KB·IB=αB·KcB·IB…(4)
<颜色校正>
下面,对颜色校正进行详细说明。
在颜色校正中,将白色的RGB数据(IR=IG=IB=255的RGB数据)提供给激光器驱动电路133而使各激光器111发光,并且对输出系数KR、KG、KB进行调整,使得合成光的颜色成为预定的基准白色。然后,将调整后的输出系数作为基准输出系数KcR、KcG、KcB存储在存储部136中。
并且,在颜色校正中,测定得到基准输出系数KcR、KcG、KcB时的激光器111R、111G、111B的光的波长λaR、λaG、λaB。然后,在颜色校正中,将测定出的波长λaR、λaG、λaB分别作为基准波长λrR、λrG、λrB存储在存储部136中。
并且,在颜色校正中,能够通过热敏电阻等测定得到基准输出系数KcR、KcG、KcB时的激光器111R、111G、111B的温度TR、TG、TB。然后,在颜色校正中,也可以将测定出的温度TR、TG、TB分别作为基准温度TrR、TrG、TrB存储在存储部136中。
在本实施方式1中,例如,上述的基准白色是多用作视频显示装置的基准的色温6500K(开尔文)的白色。
作为具体的一例,如图8所示,颜色校正部135具有用于对合成光的颜色进行校正的校正部135d。
校正部135d接受来自校正者的校正开始指示后,将白色的RGB数据和输出系数K的初始值供给到激光器驱动电路133。白色的RGB数据是3个灰度值全部取最大值(255)的数据。校正者例如是在出厂前在工厂调整视频显示装置100的人。并且,校正者例如是利用视频显示装置100鉴赏视频的人。
然后,校正部135d根据校正者的调整操作,使针对激光器驱动电路133的输出系数K变化。激光器驱动电路133根据来自校正部135d的白色的RGB数据和输出系数,向各激光器111供给驱动信号D4而使各激光器111发光。
校正者例如目视确认显示色的色度,或者通过色度计等测定显示色的色度。由此,校正者进行输出系数K的调整操作,使得显示色成为基准白色。
校正部135d接受来自校正者的校正结束指示后,将此时的输出系数K作为基准输出系数KcR、KcG、KcB存储在存储部136中。
并且,校正部135d通过波长检测部134测定此时的各激光的波长λa,作为基准波长λrR、λrG、λrB存储在存储部136中。
并且,校正部135d测定此时的各激光器111的温度T,作为基准温度Tr存储在存储部136中。激光器111R的基准温度是基准温度TrR。激光器111G的基准温度是基准温度TrG。激光器111B的基准温度是基准温度TrB。
因此,在各激光器111R、111G、111B的光的波长λaR、λaG、λaB是基准波长λrR、λrG、λrB的情况下,存储部136存储从光源部110射出的光的颜色成为基准白色时的供给到激光器111R、111G、111B的驱动信号D4R、D4G、D4B所示的输出功率PR、PG、PB的比率KcR:KcG:KcB。
即,在各激光器111R、111G、111B的光的波长λaR、λaG、λaB是基准波长λrR、λrG、λrB的情况下,存储部136存储从光源部110射出的光的颜色成为基准白色时的比率KcR:KcG:KcB。比率KcR:KcG:KcB是输出功率PR、PG、PB的比率。输出功率PR、PG、PB用驱动信号D4R、D4G、D4B表示。
另外,校正部135d也可以设置在视频显示装置100的外部。
<决定校正系数的处理>
下面,对决定校正系数的处理进行详细说明。
校正值决定部135c预先存储XYZ色度图中的基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)。并且,校正值决定部135c根据等色函数,分别求出与基准波长λrR、λrG、λrB对应的颜色值CrR(XrR、YrR、ZrR)、颜色值CrG(XrG、YrG、ZrG)和颜色值CrB(XrB、YrB、ZrB)。
校正值决定部135c使用由颜色值决定部135b求出的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)、与上述基准波长λrR、λrG、λrB对应的颜色值CrR(XrR、YrR、ZrR)、颜色值CrG(XrG、YrG、ZrG)和颜色值CrB(XrB、YrB、ZrB)以及上述基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW),通过下述第1运算~第3运算决定校正系数αR、αG、αB。
校正值决定部135c使用颜色值Ca、颜色值Cr和颜色值CW决定校正系数αR、αG、αB。在校正系数αR、αG、αB的决定中,校正值决定部135c使用第1运算、第2运算和第3运算。
(第1运算)
在各激光器111的光的颜色值C是由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c计算对各激光器111的光进行合成后的光的颜色值Cai成为基准白色的颜色值CW时的比率KaR:KaG:KaB。比率KaR:KaG:KaB表示激光器111R、111G、111B的光的功率的比率。
具体而言,校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)以及基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW),求出在IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KaR、KaG、KaB。
即,校正值决定部135c根据颜色值Ca和颜色值CW,求出颜色值Cai成为颜色值CW的输出系数Ka。
更具体而言,校正值决定部135c通过求解以下的线性方程式(5),计算输出系数KaR、KaG、KaB。
XW=XaR·KaR+XaG·KaG+XaB·KaB
YW=YaR·KaR+YaG·KaG+YaB·KaB
ZW=ZaR·KaR+ZaG·KaG+ZaB·KaB…(5)
式(5)是在式(2)中将合成光的颜色值Cai设为基准白色的颜色值CW,将各激光器111的颜色值C设为由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca,并且省略灰度值IR、IG、IB而得到的。这是因为,在显示白色的情况下灰度值IR、IG、IB相等。并且,这是因为,关于输出系数KaR、KaG、KaB,只要得到它们之间的比率即可。
(第2运算)
在各激光器111的光的颜色值C是与基准波长λr对应的颜色值Cr的情况下,校正值决定部135c计算对各激光器111的光进行合成后的光的颜色值Cri成为基准白色的颜色值CW时的激光器111R、111G、111B的光的功率P的比率KrR:KrG:KrB。
即,校正值决定部135c计算在颜色值C是颜色值Cr的情况下颜色值Cri成为颜色值CW时的比率KrR:KrG:KrB。
具体而言,校正值决定部135c根据与基准波长对应的颜色值CrR(XrR、YrR、ZrR)、颜色值CrG(XrG、YrG、ZrG)和颜色值CrB(XrB、YrB、ZrB)以及基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW),求出在灰度值IR、IG、IB为IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KrR、KrG、KrB。
即,校正值决定部135c根据颜色值Cr和颜色值CW,求出在灰度值IR、IG、IB为IR=IG=IB时颜色值Cri成为颜色值CW的输出系数KrR、KrG、KrB。
更具体而言,校正值决定部135c通过求解以下的线性方程式(6),计算输出系数KrR、KrG、KrB。
XW=XrR·KrR+XrG·KrG+XrB·KrB
YW=YrR·KrR+YrG·KrG+YrB·KrB
ZW=ZrR·KrR+ZrG·KrG+ZrB·KrB…(6)
式(6)是在式(2)中将合成光的颜色值Cri设为基准白色的颜色值CW,将各激光器111的各激光的颜色值C设为与基准波长λr对应的各激光的颜色值Cr,并且省略灰度值IR、IG、IB而得到的。这是因为,在显示白色的情况下灰度值IR、IG、IB相等。并且,这是因为,关于输出系数KrR、KrG、KrB,只要得到它们之间的比率即可。
(第3运算)
校正值决定部135c根据通过第1运算得到的输出系数KaR、KaG、KaB以及通过第2运算得到的输出系数KrR、KrG、KrB,根据下述式(7),求出校正系数αR、αG、αB。
αR=KaR/KrR
αG=KaG/KrG
αB=KaB/KrB…(7)
在本例中,上述第1运算和第2运算中的基准白色是色温6500K的白色,基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)通过以下计算而求出。
色温6500K的白色在UCS(Uniform Chromaticity Scale)色度图中用以下的u’v’色度(u’、v’)表示。色温6500K的白色的u’的值是u’=0.1978,v’的值是v’=0.4683。即,u’v’色度(u’、v’)=(0.1978、0.4683)。
根据下述式(8),将上述u’v’色度(u’、v’)转换成xy色度图的坐标(x、y)。
x=9×u’/(6×u’-16×v’+12)
y=4×v’/(6×u’-16×v’+12)…(8)
通过上述转换,得到以下的坐标(x、y)。x坐标的值是x=0.3127。y坐标的值是y=0.3290。即,坐标(x、y)=(0.3127、0.3290)。
接着,根据下述式(9),将上述xy色度图的坐标(x、y)转换成XYZ色度图的三刺激值(XYZ值),得到XYZ色度图中的基准白色的颜色值(XW、YW、ZW)。
X=Y×x/y
Y=任意值
Z=Y×(1-x-y)/y…(9)
在上述式(9)中,Y值相当于亮度,是任意值。但是,在计算基准白色的颜色值CW时,Y值被设定成预定的值(例如“1”)。
在将Y值设定成“1”的情况下,通过上述转换,得到以下的颜色值CW(XW、YW、ZW)。XW=0.9505。YW=1。ZW=1.0891。即,得到颜色值CW(XW、YW、ZW)=(0.9505、1、1.0891)。
另外,在上述例子中,校正值决定部135c存储预先计算出的基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)。但是,校正值决定部135c也可以每次都计算基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)。即,颜色值CW也可以不是预先计算出的值。颜色值CW也可以是在必要时计算的值。
并且,在上述例子中,通过第2运算,每次都计算输出系数KrR、KrG、KrB。但是,校正值决定部135c也可以预先存储通过第2运算而计算出的输出系数KrR、KrG、KrB。即,输出系数Kr也可以不是在必要时计算的值。
并且,如上述例子所示,在颜色校正和校正系数的决定中,优选使用相同的基准白色。但是,也可以使用不同的基准白色。
<与视频显示有关的动作顺序>
图9是示出视频显示处理的流程图。下面,使用图9的流程图对与视频显示有关的光源控制部130的动作顺序进行说明。
光源控制部130在判断为开始由视频显示装置100显示视频后,开始图9的处理。
在步骤S11中,光源控制部130根据应该显示的视频的视频信号数据,生成应该显示的像素的灰度值IR、IG、IB。
接着,在步骤S12中,光源控制部130根据步骤S11中得到的灰度值IR、IG、IB以及输出系数存储部133a中存储的输出系数KR、KG、KB,根据上述式(1),求出各激光器111的输出功率PR、PG、PB。
接着,在步骤S13中,光源控制部130将表示步骤S12中得到的输出功率PR、PG、PB的驱动信号D4R、D4G、D4B分别供给到激光器111R、111G、111B。由此,激光器111R、111G、111B射出功率与被供给的驱动信号D4R、D4G、D4B对应的激光。
接着,在步骤S14中,光源控制部130判断是否结束视频显示装置100的视频显示。
在判断为不结束视频显示的情况下(S14:否),返回到步骤S11,对下一个像素实施同样的处理。另一方面,在判断为结束视频显示的情况下(S14:是),结束图9所示的与视频显示有关的光源控制部130的处理。
在图9中,步骤S11和步骤S14由视频数据转换部131来执行。并且,步骤S12和步骤S13由激光器驱动电路133来执行。
<与颜色校正有关的动作顺序>
图10是示出颜色校正处理的流程图。下面,使用图10的流程图对与颜色校正有关的光源控制部130的动作顺序(或显示校正方法)进行说明。
在预定的时机实施图10的处理。例如,在视频显示开始时执行图10的处理。然后,以预定的时间间隔周期性地执行图10的处理。
在颜色校正控制有效而开始进行图10的处理时,在步骤S21中,光源控制部130检测激光器111R、111G、111B的波长λaR、λaG、λaB。这里,光源控制部130以预定的时间间隔例如一个一个地依次检测波长λaR、λaG、λaB。
接着,在步骤S22中,光源控制部130根据步骤S21中检测到的波长λa,判断是否需要进行颜色校正。
例如,光源控制部130针对红色的激光器111R,求出步骤S21中检测到的波长λaR与存储部136中存储的基准波长λrR之差的绝对值|λaR-λrR|。
例如,在绝对值|λaR-λrR|大于阈值的情况下,光源控制部130判断为需要进行颜色校正。即,在绝对值|λaR-λrR|>阈值的情况下,光源控制部130判断为需要进行颜色校正。
并且,在不是那样的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。即,在绝对值|λaR-λrR|≤阈值的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。
并且,例如,光源控制部130针对红色、绿色和蓝色的全部激光器111,求出检测到的波长λa与基准波长λr之差的绝对值。
然后,例如,针对至少一个颜色(或全部颜色),在求出的差的绝对值大于阈值的情况下,光源控制部130判断为需要进行颜色校正。
并且,在不是那样的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。即,在求出的差的绝对值为阈值以下的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。
另外,这些阈值能够预先确定。
光源控制部130在判断为不需要进行颜色校正的情况下(S22:否),结束处理。并且,光源控制部130在判断为需要进行颜色校正的情况下(S22:是),使处理进入步骤S23。
在步骤S23中,光源控制部130根据等色函数,决定与步骤S21中检测到的各个波长λaR、λaG、λaB对应的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)。即,光源控制部130根据波长λa计算颜色值Ca。
接着,在步骤S24中,光源控制部130决定校正系数αR、αG、αB。
具体而言,光源控制部130根据步骤S23中决定的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)以及基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW),通过上述第1运算来计算输出系数KaR、KaG、KaB。另外,基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)能够预先存储。
即,光源控制部130根据颜色值Ca和颜色值CW计算输出系数Ka。在输出系数Ka的计算中使用第1运算。
然后,根据计算出的输出系数KaR、KaG、KaB和预先通过上述第2运算求出的输出系数KrR、KrG、KrB,通过上述第3运算来计算校正系数αR、αG、αB。
即,光源控制部130根据输出系数Ka和输出系数Kr计算校正系数α。在校正系数α的计算中使用第3运算。并且,在输出系数Kr的计算中使用第2运算。
接着,在步骤S25中,光源控制部130对预先通过颜色校正求出并存储在存储部136中的基准输出系数KcR、KcG、KcB乘以步骤S24中求出的校正系数αR、αG、αB,将得到的值作为输出系数KR、KG、KB存储在输出系数存储部133a中。
即,光源控制部130对基准输出系数Kc乘以校正系数α,求出输出系数K。然后,光源控制部130将输出系数K存储在输出系数存储部133a中。基准输出系数Kc存储在存储部136中。
在图10中,步骤S21由波长检测部134来执行。步骤S22由是否需要校正判断部135a来执行。步骤S23由颜色值决定部135b来执行。步骤S24由校正值决定部135c来执行。步骤S25由激光器驱动电路133来执行。
另外,在步骤S22中,也可以代替激光器111的波长λa而使用激光器111的温度T来判断是否需要校正。
例如,在步骤S22中,光源控制部130测定激光器111R的温度TR。
然后,光源控制部130求出测定出的激光器111R的温度TR与存储部136中存储的激光器111R的基准温度TrR之差的绝对值。光源控制部130在该差的绝对值大于阈值的情况下,判断为需要进行校正。即,在绝对值|TR-TrR|>阈值的情况下,光源控制部130判断为需要进行颜色校正。
并且,在不是那样的情况下,光源控制部130判断为不需要进行校正。即,在绝对值|TR-TrR|≤阈值的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。
并且,例如,光源控制部130测定各激光器111R、111G、111B的温度TR、TG、TB。然后,光源控制部130针对各激光器111R、111G、111B,求出测定出的温度TR、TG、TB与基准温度TrR、TrG、TrB之差的绝对值。
然后,例如,针对至少一个激光器111(或全部激光器111),在求出的差的绝对值大于阈值的情况下,光源控制部130判断为需要进行校正。
并且,在不是那样的情况下,光源控制部130判断为不需要进行校正。即,在求出的差的绝对值为阈值以下的情况下,光源控制部130判断为不需要进行颜色校正。
另外,这些阈值能够预先确定。
并且,在根据激光器的温度T来判断是否需要校正的情况下,光源控制部130能够在步骤S21的波长λa的检测之前进行步骤S22的是否需要校正的判断。然后,也可以在步骤S22中判断为需要进行校正的情况下,进行步骤S21的波长λa的检测。由此,能够仅在必要时实施波长λa的检测。
<基于色度图的说明>
下面,使用色度图对由本实施方式1的视频显示装置100显示的颜色进行说明。
图11、图12和图13是示出UCS色度图的图。
UCS色度图是色度图上的2点间的距离与所感知的色差大致成比例的色度图。在UCS色度图中,左上侧相当于绿色,中央下侧附近相当于蓝色,右上侧相当于红色。而且,这些颜色之间相当于合成后的颜色。例如,左上侧(绿色)与右上侧(红色)之间相当于黄色。横轴是u’轴。纵轴是v’轴。
在图11、图12和图13中,在UCS色度图上示出人能够感知的颜色范围即可视范围G0(灰色实线包围的区域)。可视范围G0的边界线(灰色实线)是基于单一波长的光的色度的轨迹。
在图11中,在UCS色度图上示出视频显示装置100能够显示的色域G1(黑色实线包围的三角形区域)和视频显示装置100显示的白色的色度C1(圆形记号)。色域G1和色度C1是基准温度Tr下的色域和色度。
色域G1是根据下述条件(a)~(c)计算出的。
(a)在基准温度TrR、TrG、TrB下,激光器111R、111G、111B的波长λaR、λaG、λaB分别是638nm、515nm和450nm。即,波长λaR是638nm。波长λaG是515nm。波长λaB是450nm。
(b)基准白色是色温6500K的白色。而且,基准白色具有色度C1(u’、v’)=(0.1978、0.4683)。
(c)对视频显示装置100进行校正,使得在基准温度TrR、TrG、TrB下,白色的RGB数据(IR=IG=IB=255)的显示色成为基准白色。
色度C1与基准白色的色度一致。
在图12中,在UCS色度图上示出视频显示装置100能够显示的色域G1(外侧的点划线包围的三角形区域)、色域G2(外侧的虚线包围的三角形区域)和色域G3(外侧的实线包围的三角形区域)。并且,在UCS色度图上示出视频显示装置100显示的各色域G1、G2、G3中的白色的色度C1(圆形记号)、色度C2(四边形记号)和色度C3(三角形记号)。
并且,示出RGB数据的颜色比率为4:1:1时的色域G11(内侧的点划线包围的三角形区域)、色域G12(内侧的虚线包围的三角形区域)和色域G13(内侧的实线包围的三角形区域)。
色域G1、G11和色度C1是激光器111的温度TR、TG、TB为基准温度TrR、TrG、TrB下的色域和色度。色域G2、G12和色度C2是激光器111的温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化+60度时的色域和色度。色域G3、G13和色度C3是激光器111的温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化-60度时的色域和色度。
通过连接以下的3个色度(色度图上的3点),得到RGB数据的颜色比率为4:1:1时的色域。
第1色度是灰度值IR、IG、IB为IR:IG:IB=4:1:1时的显示色的色度。第2色度是灰度值IR、IG、IB为IR:IG:IB=1:4:1时的显示色的色度。第3色度是灰度值IR、IG、IB为IR:IG:IB=1:1:4时的显示色的色度。
图12的各色域和各色度是根据上述条件(a)~(c)和下述条件(d)~(e)计算出的。
(d)激光器111R、111G、111B的波长λaR、λaG、λaB的温度依赖性分别是0.2nm/deg、0.02nm/deg和0.02nm/deg。即,波长λaR的温度依赖性是0.2nm/deg。波长λaG的温度依赖性是0.02nm/deg。波长λaB的温度依赖性是0.02nm/deg。
(e)视频显示装置100不进行基于颜色校正部135的颜色校正。
即,图12示出不进行基于颜色校正部135的颜色校正时的温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化±60度时的显示色的变化。
根据图12可知,在由于温度TR、TG、TB的变化而使激光器111的波长λa变化的情况下,如果不进行基于颜色校正部135的颜色校正,则显示与本来希望显示的颜色不同的颜色。
详细观察图12时,视频显示装置100能够显示的色域由于红色的激光器111R的波长λaR的变动而受到较大影响。由于温度TR的变化,在红色区域中,色域大幅变化。UCS色度图的右上侧的区域是红色。
另一方面,在绿色的区域和蓝色的区域中,色域几乎没有变化。UCS色度图的左上侧的区域是绿色。UCS色度图的中央下侧的区域是蓝色。
并且,白色的色度由于温度而主要在u’方向上移动。同样,RGB数据的颜色比率为4:1:1时的色域也在u’方向上大幅移动。
在图13中,在UCS色度图上示出视频显示装置100能够显示的色域G1(外侧的点划线包围的三角形区域)、色域G4(外侧的虚线包围的三角形区域)和色域G5(外侧的实线包围的三角形区域)。并且,在UCS色度图上示出视频显示装置100显示的各色域G1、G4、G5中的白色的色度C1(圆形记号)、色度C4(四边形记号)和色度C5(三角形记号)。
并且,示出RGB数据的颜色比率为4:1:1时的色域G11(内侧的点划线包围的三角形区域)、色域G14(内侧的虚线包围的三角形区域)和色域G15(内侧的实线包围的三角形区域)。
色域G1、G11和色度C1是激光器111的温度TR、TG、TB为基准温度TrR、TrG、TrB下的色域和色度。色域G4、G14和色度C4是激光器111的温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化+60度时的色域和色度。色域G5、G15和色度C5是激光器111的温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化-60度时的色域和色度。
图13的各色域和各色度是根据上述条件(a)~(d)和下述条件(f)计算出的。
(f)视频显示装置100进行基于颜色校正部135的颜色校正。
即,图13示出进行基于颜色校正部135的颜色校正时的、温度TR、TG、TB相对于基准温度TrR、TrG、TrB变化±60度时的显示色的变化。
根据图13可知,在进行基于颜色校正部135的颜色校正的情况下,白色的色度C1、C4、C5和RGB数据的颜色比率为4:1:1时的色域G11、G14、G15几乎不会由于温度TR、TG、TB的变化而变化。
这样,在视频显示装置100的温度环境大幅变化,激光器111的波长λa移动的情况下,通过进行颜色校正,也能够显示色调变化较小的视频。
<效果>
根据以上说明的实施方式1,可得到下述(1)~(7)的效果。
(1)视频显示装置100检测各激光器111的波长λa的信息。然后,视频显示装置100根据检测到的各激光器111的波长λa的信息,对从各激光器111射出的激光的功率P的比率进行校正。由此,能够根据各激光器111的激光的波长λa的变化对所显示的颜色进行校正。
其结果是,在激光器111的波长λa变化的情况下,也能够抑制所显示的视频的色调变化。而且,视频显示装置100能够显示色调变化较小的视频。即,能够抑制由于从激光器111射出的光的波长λa的变化而引起的显示视频的色调变化。
(2)如专利文献1记载的技术所示,在使用帕尔帖元件使激光器的温度维持在规定温度的结构中,存在以下问题。
帕尔帖元件具有小型且不会产生噪音和振动这样的特征。
但是,帕尔帖元件自身的散热量较大,因此,在冷却时电力效率较差,存在消耗电力较多这样的问题。
并且,在散热侧产生消耗电力量的热,因此,需要充分进行帕尔帖元件自身的冷却,装置大型化。特别是车载用的视频显示装置在宽温度范围(例如-40~85℃)内使用。因此,很难通过帕尔帖元件将激光器的温度控制成规定温度。规定温度例如是摄氏15度~25度左右。
并且,从开始进行温度控制时到激光器到达期望温度为止花费时间。因此,在车载环境那样温度范围较宽的环境下,很难将激光器的温度控制成规定温度,很难抑制显示视频的色调变化。期望温度例如是作为温度控制的目标值的规定温度。
与此相对,根据本实施方式1,在激光器111的波长λa变动的情况下,能够对激光器111的输出功率P进行校正,从而对显示色进行校正。因此,不需要进行用于确保激光器111的波长λa在规定范围内的温度控制。这里,规定范围是作为目标的显示视频的色调变化的范围。
在本实施方式1中,不需要用于对激光器111进行加热或冷却的帕尔帖元件等温度控制元件。因此,与使用温度控制元件的情况相比,能够消除温度控制元件的电力消耗。由此,能够抑制视频显示装置100的消耗电力。并且,能够省略温度控制元件所需要的散热对策。由此,能够使视频显示装置100小型化。
另外,关于半导体激光器,有时高温下或极端低温下的动作对寿命造成影响。因此,例如也可以使用帕尔帖元件等温度控制元件,使得半导体激光器的周边温度在0℃~60℃的范围内。这种情况下,对半导体激光器的周边温度进行控制,因此,与使半导体激光器的温度保持恒定的情况相比,能够抑制电力消耗。
并且,根据本实施方式1,针对激光器111的波长λa的变动,对激光器111的输出功率P进行校正,由此能够对显示色进行校正。因此,如果将进行颜色校正的时间间隔(或者判断是否进行颜色校正的时间间隔)设定成较短间隔,则在由于急剧的温度变化而使激光器111的波长λa急剧变化的情况下,也能够对显示色进行适当校正。
(3)视频显示装置100根据检测到的各激光器111的波长λa的信息,求出预定的颜色空间内的各激光器111的颜色值Ca。然后,根据各激光器111的颜色值Ca求出校正值D8。由此,能够通过颜色空间上的运算而容易地计算校正值D8。
(4)视频显示装置100判断是否需要进行颜色校正,在判断为需要进行颜色校正的情况下,进行求出颜色值Ca的处理,进行求出校正值D8的处理,进行校正各激光器111的光的功率PR、PG、PB的比率的处理。因此,能够避免执行不必要的处理,能够减小视频显示装置100进行的处理的负荷。
(5)视频显示装置100使用XYZ色度图的三刺激值,作为用于进行颜色校正的颜色值Ca。因此,能够正确地求出由于激光器111的波长λa的变动而产生的激光的颜色变化,能够高精度地进行颜色校正。
(6)视频显示装置100对基准输出系数Kc乘以校正系数αR、αG、αB,由此对各激光器111的光的功率PR、PG、PB的比率进行校正。因此,不需要针对激光器的驱动控制设置特别的单元,能够容易地进行激光器111的输出设定。
(7)视频显示装置100根据当前波长λa(变动后的波长)的各激光器111的输出系数K与基准波长λr的各激光器111的输出系数Kr之间的关系,求出波长λa变动时的校正值(校正系数αR、αG、αB)。由此,能够根据波长λa的变动适当求出校正值。
下面,对变形例1~3的视频显示装置100进行说明。变形例1~3的视频显示装置100与上述视频显示装置100的不同之处在于光源控制部130的处理,其他部分相同。在变形例1~3的说明中,对与上述视频显示装置100相同或对应的要素标注相同标号并省略或简化其说明。
另外,为了简便,在以下的说明中,暂时将此前说明的内容记作实施方式1。
<变形例1>
在变形例1中,在颜色校正中,求出合成光的颜色实际上成为基准白色时的计算上的合成光的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)。然后,在显示视频时,决定输出系数KR、KG、KB,使得维持通过计算而求出的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)。
即,变形例1的视频显示装置100通过计算而求出合成光的颜色成为基准白色时的颜色值CWc。然后,视频显示装置100决定输出系数KR、KG、KB,使得维持颜色值CWc。
首先,对变形例1的颜色校正进行说明。
与实施方式1同样,校正部135d求出基准输出系数KcR、KcG、KcB和基准波长λrR、λrG、λrB。
校正部135d根据等色函数,分别求出与基准波长λrR、λrG、λrB对应的颜色值CrR(XrR、YrR、ZrR)、颜色值CrG(XrG、YrG、ZrG)和颜色值CrB(XrB、YrB、ZrB)。
校正部135d根据与基准波长λrR、λrG、λrB对应的颜色值CrR(XrR、YrR、ZrR)、颜色值CrG(XrG、YrG、ZrG)和颜色值CrB(XrB、YrB、ZrB)以及基准输出系数KcR、KcG、KcB,根据下述式(10),求出校正时的合成光的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)。
XWc=XrR·KcR+XrG·KcG+XrB·KcB
YWc=YrR·KcR+YrG·KcG+YrB·KcB
ZWc=ZrR·KcR+ZrG·KcG+ZrB·KcB
…(10)
该颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)是合成光的颜色实际上成为基准白色时的计算上的合成光的颜色值。校正部135d将求出的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)作为基准白色的颜色值存储在存储部136中。
另外,在变形例1中,基准输出系数KcR、KcG、KcB和基准波长λrR、λrG、λrB也可以不存储在存储部136中。
接着,对变形例1的校正值D8的决定和输出功率P的决定进行说明。
与实施方式1同样,颜色值决定部135b根据检测到的波长λa的信息,求出各激光的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)。
在各激光器111的光的颜色值C是由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c计算对各激光器111的光进行合成后的光的颜色值Ci成为上述基准白色的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc)时的激光器111R、111G、111B的光的功率PR、PG、PB的比率KR:KG:KB。
即,在各激光器111的光的颜色值C是颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c求出颜色值Ci成为颜色值CWc时的光的功率PR、PG、PB的比率。光的功率PR、PG、PB的比率是输出系数KR、KG、KB的比率。
具体而言,校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)以及存储部136中存储的基准白色的颜色值CWc(XWc、YWc、ZWc),求出在IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KR、KG、KB。
即,校正值决定部135c根据颜色值Ca和颜色值CWc,求出在灰度值IR、IG、IB为IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KR、KG、KB。
更具体而言,校正值决定部135c通过求解以下的线性方程式(11),计算输出系数KR、KG、KB。
XWc=XaR·KR+XaG·KG+XaB·KB
YWc=YaR·KR+YaG·KG+YaB·KB
ZWc=ZaR·KR+ZaG·KG+ZaB·KB…(11)
校正值决定部135c向激光器驱动电路133发送求出的输出系数KR、KG、KB作为校正值D8。
激光器驱动电路133从校正值决定部135c接受输出系数KR、KG、KB(校正值D8)后,将它们存储在输出系数存储部133a中。然后,在显示视频时,激光器驱动电路133按照应该显示的视频的每个像素,从视频数据转换部131接受灰度值IR、IG、IB(控制信号D2)。然后,如下述式(12)所示,激光器驱动电路133对灰度值IR、IG、IB乘以输出系数存储部133a中存储的输出系数KR、KG、KB,决定激光器111R、111G、111B的输出功率PR、PG、PB。
PR=KR·IR
PG=KG·IG
PB=KB·IB…(12)
<变形例2>
在上述实施方式1和变形例1中是进行颜色校正。这是因为,由于波长λa的检测误差或各激光器111的功率P的控制误差等的影响,合成光的颜色实际上成为基准白色时的输出系数Kc相对于计算上的合成光的颜色成为基准白色时的输出系数Kr发生偏移。
但是,在合成光的颜色实际上成为基准白色时的输出系数Kc和计算上的合成光的颜色成为基准白色时的输出系数Kr十分接近的情况下,也可以省略颜色校正。
在变形例2中,不进行颜色校正,而是决定输出系数KR、KG、KB,使得维持预定的基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)。在变形例2中,也可以省略校正部135d。
在变形例2中,与实施方式1同样,颜色值决定部135b根据检测到的波长λa的信息,求出各激光的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)。即,颜色值决定部135b根据检测到的波长λa的信息求出颜色值Ca。
在各激光器111的光的颜色值C是由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c计算对各激光器111的光进行合成后的光的颜色值Ci成为基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)时的激光器111R、111G、111B的光的功率P的比率KR:KG:KB。这里,基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW)预先存储在校正值决定部135c中。
即,在颜色值C是颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c求出颜色值Ci成为颜色值CW时的功率PR、PG、PB的比率。
具体而言,校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各激光器的颜色值CaR(XaR、YaR、ZaR)、颜色值CaG(XaG、YaG、ZaG)和颜色值CaB(XaB、YaB、ZaB)以及基准白色的颜色值CW(XW、YW、ZW),求出在灰度值IR、IG、IB为IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KR、KG、KB。
即,校正值决定部135c根据颜色值Ca和颜色值Cw,求出在灰度值IR、IG、IB为IR=IG=IB时合成光的颜色成为基准白色的输出系数KR、KG、KB。
更具体而言,校正值决定部135c通过求解以下的线性方程式(13),计算输出系数KR、KG、KB。
XW=XaR·KR+XaG·KG+XaB·KB
YW=YaR·KR+YaG·KG+YaB·KB
ZW=ZaR·KR+ZaG·KG+ZaB·KB…(13)
校正值决定部135c向激光器驱动电路133发送求出的输出系数KR、KG、KB作为校正值D8。
激光器驱动电路133从校正值决定部135c接受输出系数KR、KG、KB后,将它们存储在输出系数存储部133a中。然后,在显示视频时,激光器驱动电路133按照应该显示的视频的每个像素,从视频数据转换部131接受灰度值IR、IG、IB。然后,如下述式(14)所示,激光器驱动电路133对灰度值IR、IG、IB乘以输出系数存储部133a中存储的输出系数KR、KG、KB,决定激光器111R、111G、111B的输出功率PR、PG、PB。
PR=KR·IR
PG=KG·IG
PB=KB·IB…(14)
<变形例3>
在变形例3中,对输出系数KR、KG、KB的大小进行调整,使得各激光器111的输出功率P不会超过预先设定的输出功率的上限值。
在变形例3中,针对激光器111R、111G、111B,分别设定输出功率PR、PG、PB的上限值即极限输出功率PuR、PuG、PuB。极限输出功率PuR、PuG、PuB例如存储在光源控制部130中。在统一记载极限输出功率PuR、极限输出功率PuG和极限输出功率PuB的情况下或记载任意极限输出功率的情况下,示作极限输出功率Pu。
光源控制部130根据灰度值IR、IG、IB可取的最大值Imax(这里为255)和极限输出功率PuR、PuG、PuB,决定完全满足下述式(15)的3个条件的系数β。
β·αR·KcR·Imax≤PuR
β·αG·KcG·Imax≤PuG
β·αB·KcB·Imax≤PuB…(15)
并且,光源控制部130按照每个像素,将激光器111R、111G、111B的目标强度决定为β·αR·KcR·IR、β·αG·KcG·IG和β·αB·KcB·IB。
具体而言,在图10的步骤S25中,光源控制部130如下所述决定输出系数KR、KG、KB。
光源控制部130根据步骤S24中求出的校正系数αR、αG、αB以及存储部136中存储的基准输出系数KcR、KcG、KcB、最大值Imax,根据下述式(16),求出激光器111R、111G、111B的最大输出功率PmR、PmG、PmB。在统一记载最大输出功率PmR、最大输出功率PmG和最大输出功率PmB的情况下或记载任意最大输出功率的情况下,示作最大输出功率Pm。
PmR=αR·KcR·Imax
PmG=αG·KcG·Imax
PmB=αB·KcB·Imax…(16)
即,使用校正系数α、基准输出系数Kc和最大值Imax求出最大输出功率Pm。例如,根据校正系数α、基准输出系数Kc和最大值Imax之积求出最大输出功率Pm。
接着,光源控制部130对最大输出功率PmR、PmG、PmB和极限输出功率PuR、PuG、PuB进行比较。然后,针对至少一个激光器111,在最大输出功率Pm大于极限输出功率Pu的情况下,光源控制部130求出完全满足下述式(17)的系数β(0<β<1)。
β·PmR≤PuR
β·PmG≤PuG
β·PmB≤PuB…(17)
例如,光源控制部130求出PuR/PmR、PuG/PmG和PuB/PmB。然后,光源控制部130决定其中的最小值作为系数β。
然后,如下述式(18)所示,光源控制部130对基准输出系数KcR、KcG、KcB乘以校正系数αR、αG、αB,进而乘以系数β。光源控制部130将得到的值作为输出系数KR、KG、KB存储在输出系数存储部133a中。即,输出系数K用基准输出系数Kc、校正系数α和系数β之积表示。
KR=β·αR·KcR
KG=β·αG·KcG
KB=β·αB·KcB…(18)
例如,由激光器驱动电路133进行上述处理。但是,也可以由颜色校正部135(例如校正值决定部135c)进行系数β的计算。
根据变形例3,在确保针对波长λa的变动的颜色校正效果的基础上,能够对激光器111的输出功率P进行控制,使得激光器111的输出功率P不会超过极限输出功率Pu。
另外,极限输出功率PuR、PuG、PuB不限于固定值,也可以是可变值。例如,从维持激光器111的寿命的观点来看,光源控制部130也可以根据各激光器111的温度T来决定极限输出功率PuR、PuG、PuB。
例如,光源控制部130按照每个激光器111,通过热敏电阻等温度测定元件检测对应的激光器111的温度T。光源控制部130也可以根据检测到的温度T,基于预定的表示温度与极限输出功率Pu的关系的信息,决定各激光器111的极限输出功率Pu。
根据这种结构,能够维持显示色的校正状态,并且限制激光器111的输出功率P。因此,在影响激光器111的寿命的温度范围内,也能够显示视频。而且,能够避免缩短视频显示装置100的寿命的激光器111的使用方式。
并且,上述变形例3的结构也可以应用于变形例1或2的视频显示装置100。即,变形例1或2的视频显示装置100也可以求出系数β,根据该求出的系数β对输出系数KR、KG、KB的大小进行调整。
在上述实施方式1、变形例1、变形例2和变形例3中,光源控制部130的功能也可以仅由电子电路等硬件资源来实现。并且,光源控制部130的功能也可以通过硬件资源与软件资源的协作来实现。“协作”是指不同的主体共享目标而合力活动。这里,是指硬件和软件共同进行处理。
图14是示出光源控制部130的结构的一例的示意图。
在一例中,如图14所示,光源控制部130具有存储装置501和处理装置502。
存储装置501例如包含ROM511(Read Only Memory)和RAM512(Random AccessMemory)等存储器,存储控制程序。
处理装置502例如包含微处理器522等,执行存储装置501中存储的控制程序。而且,由此,处理装置502实现光源控制部130的功能的一部分或全部。
在一例中,光源控制部130中的视频数据转换部131、波长检测部134和颜色校正部135由处理装置502来实现。存储部136由存储装置501来实现。
并且,扫描部驱动电路132和激光器驱动电路133例如由专用的硬件电路来实现。
控制程序也可以记录在光盘等计算机可读取的记录介质中来提供。并且,控制程序也可以经由因特网等通信线路来提供。
另外,本发明不限于上述实施方式(包含变形例),能够在不脱离本发明主旨的范围内以各种方式来实施。
例如,在上述实施方式(包含变形例)中,作为激光器111,例示出使用波长谱宽度较窄的单模激光器的情况。但是,也可以使用波长谱宽度较宽的多模激光器。
但是,在使用多模激光器的情况下,例如,波长检测部134检测激光的谱分布(分光强度分布)作为波长λa的信息。然后,颜色值决定部135b根据激光的谱分布和等色函数决定颜色值Ca。
具体而言,利用波长λa对谱分布与等色函数之积进行积分,决定颜色值Ca。波长检测部134预先存储表示激光的峰值波长或中心波长与谱分布的对应关系的信息。然后,波长检测部134检测激光的峰值波长或中心波长。波长检测部134也可以根据检测到的峰值波长或中心波长,根据表示上述对应关系的信息确定谱分布。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,是对各激光器111进行波长λa的检测。但是,光源控制部130也可以如下构成。
波长检测部134检测3个激光器111R、111G、111B中的一部分激光器111的波长λa的信息。然后,颜色值决定部135b求出被检测到该波长λa的信息的一部分激光器111的光的颜色值Ca。
校正值决定部135c针对被检测到该波长λa的信息的一部分激光器111,使用由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca。而且,针对3个激光器111R、111G、111B中的被检测到波长λa的信息的一部分激光器111以外的激光器111,校正值决定部135c使用预定的颜色值(与基准波长λr对应的颜色值Cr)。
例如,光源控制部130仅针对由于温度T而引起的波长λa的变动较大的红色的激光器111R进行波长λaR的检测。而且,光源控制部130也可以针对绿色和蓝色的激光器111G、111B,假设不存在波长λaG、λaB的变化而进行校正值D8的计算。即,假设波长λaG、λaB始终是基准波长λrG、λrB,光源控制部130求出校正值D8。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,波长检测部134求出波长λa作为波长的信息。但是,波长检测部134例如也可以取得激光向图3的检测器115C的入射位置作为波长的信息。
该情况下,颜色值决定部135b例如基于预先存储的表示入射位置与颜色值Ca的对应关系的信息,根据入射位置确定颜色值Ca。
同样,波长检测部134也可以取得表示入射到图4的检测器115E的激光的光量的信息作为波长的信息。并且,波长检测部134也可以取得表示由图7的温度测定元件115FR、115FG、115FB检测到的温度TR、TG、TB的信息作为波长的信息。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,输出系数KR、KG、KB存储在激光器驱动电路133内的输出系数存储部133a中。但是,激光器驱动电路133也可以从外部取得输出系数KR、KG、KB。
例如,也可以在激光器驱动电路133的外部(例如颜色校正部135)求出输出系数KR、KG、KB,从外部供给到激光器驱动电路133。该情况下,也可以省略激光器驱动电路133内的输出系数存储部133a。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,作为视频显示装置100,示出了使用激光器111和MEMS镜的扫描型显示装置。但是,视频显示装置100不限于此。
例如,视频显示装置100也可以是使用数字微镜器件(DMD:Digital MicromirrorDevice、注册商标)的DLP(Digital Light Processing、注册商标)方式的显示装置,在光源中使用激光器。并且,视频显示装置100也可以是液晶显示装置,在背光中使用激光器。
并且,光源不限于激光光源,例如也可以是发光二极管(LED:Light EmittingDiode)等其他种类的光源。
例如,作为光源,也可以使用红色的激光器、绿色的LED、蓝色的LED。该情况下,也可以检测各光源的波长,但是,也可以仅针对波长的变动较大的红色的激光器进行波长的检测。而且,也可以针对绿色和蓝色的LED,假设不存在波长的变化而使用预定的波长或颜色值。
并且,视频显示装置100也可以具有4个以上的光源。
例如,视频显示装置100也可以如下变形。
光源部110具有第1、第2、…和第N(N为3以上的整数)光源。
在各光源的光的波长λa是基准波长λr的情况下,存储部126存储从光源部110射出的光的颜色成为基准白色时的供给到第1、第2、…和第N光源的驱动信号D4所示的输出功率P的比率Kc1:Kc2:…:KcN。
即,存储部126存储输出功率P的比率Kc1:Kc2:…:KcN。比率Kc1:Kc2:…:KcN是在各光源的光的波长λa是基准波长λr的情况下从光源部110射出的光的颜色成为基准白色时的输出功率P的比率。输出功率P由供给到光源的驱动信号D4表示。
校正值决定部135c根据由颜色值决定部135b求出的各光源的光的颜色值Ca,求出用于对比率Kc1:Kc2:…:KcN进行校正的校正系数α1、α2、…、αN作为校正值D8。
即,校正值决定部135c根据颜色值Ca求出校正系数α1、α2、…、αN。校正系数α1、α2、…、αN是用于对比率Kc1:Kc2:…:KcN进行校正的校正值D8。
激光器驱动电路133根据由校正值决定部135c求出的校正系数α1、α2、…、αN,将存储部126中存储的比率Kc1:Kc2:…:KcN校正成比率α1·Kc1:α2·Kc2:…:αN·KcN。然后,激光器驱动电路133使用该校正后的比率(α1·Kc1:α2·Kc2:…:αN·KcN)决定各光源的输出功率P的比率。激光器驱动电路133将与该决定的输出功率P的比率对应的驱动信号D4供给到各光源。
该情况下,在各光源的光的颜色值C是由颜色值决定部135b求出的颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c计算合成光的颜色值Ci成为基准白色的颜色值CW时的第1、第2、…和第N光源的光的功率的比率Ka1:Ka2:…:KaN。即,在颜色值C是颜色值Ca的情况下,校正值决定部135c求出颜色值Ci成为颜色值CW时的功率P的比率Ka1:Ka2:…:KaN。
在各光源的光的颜色值C是与基准波长λr对应的颜色值Cr的情况下,计算合成光的颜色值Ci成为基准白色的颜色值CW时的第1、第2、…和第N光源的光的功率P的比率Kr1:Kr2:…:KrN。即,在颜色值C是颜色值Cr的情况下,求出颜色值Ci成为颜色值CW时的功率P的比率Kr1:Kr2:…:KrN。
也可以根据比率Ka1:Ka2:…:KaN和比率Kr1:Kr2:…:KrN,求出Ka1/Kr1、Ka2/Kr2、…和KaN/KrN作为校正系数α1、α2、…、αN。
激光器驱动电路133例如按照构成应该显示的视频的每个像素,从视频数据转换部131接收与第1、第2、…和第N光源分别对应的灰度值I1、I2、…、IN。激光器驱动电路133将第1、第2、…和第N光源的输出功率P的比率决定为α1·Kc1·I1:α2·Kc2·I2:…:αN·KcN·IN。
该情况下,激光器驱动电路133根据灰度值I1、I2、…、IN可取的最大值Imax以及预先设定的第1、第2、…和第N光源的输出功率P的上限值Pu1、Pu2、…、PuN,决定完全满足下述式(19)的N个条件的系数β。即,激光器驱动电路133根据灰度值I的最大值Imax和极限输出功率Pu,决定完全满足下述式(19)的N个条件的系数β。
β·α1·Kc1·Imax≤Pu1、
β·α2·Kc2·Imax≤Pu2、
…、
β·αN·KcN·Imax≤PuN…(19)
激光器驱动电路133也可以按照每个像素,将第1、第2、…和第N光源的输出功率P决定为β·α1·Kc1·I1、β·α2·Kc2·I2、…和β·αN·KcN·IN。例如,也可以设第1光源的输出功率P1为β·α1·Kc1·I1。并且,也可以设第N光源的输出功率PN为β·αN·KcN·IN。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,作为颜色空间使用XYZ色度图,但是,也可以使用其他种类的颜色空间。
并且,在上述实施方式(包含变形例)中,作为视频显示装置100,例示出显示虚像的抬头显示器。但是,视频显示装置100例如也可以是液晶显示监视器、投影电视或投影仪等显示实像的其他种类的显示装置。
并且,本发明优选应用于车载用等使用的温度范围较宽的视频显示装置。但是,也可以应用于其他用途的视频显示装置。
[附记]
(附记1)
一种视频显示装置,其特征在于,所述视频显示装置具有:
光源部,其具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出;
波长检测部,其针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息;
颜色值决定部,其针对各所述光源,根据由所述波长检测部检测到的该光源的波长信息,求出预定的颜色空间内的表示该光源的光的颜色的颜色值;
校正值决定部,其根据由所述颜色值决定部求出的各所述光源的光的颜色值求出校正值,该校正值用于对各所述光源的光的强度的比率进行校正,使得对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为本来应该显示的颜色;以及
驱动部,其对各所述光源进行驱动,使得各所述光源的光的强度的比率成为根据由所述校正值决定部求出的校正值校正后的比率。
(附记2)
根据附记1所述的视频显示装置,其特征在于,
所述视频显示装置还具有是否需要校正判断部,该是否需要校正判断部判断是否需要进行所述校正,
在所述是否需要校正判断部判断为需要进行所述校正的情况下,所述颜色值决定部求出所述颜色值。
(附记3)
根据附记2所述的视频显示装置,其特征在于,
所述是否需要校正判断部根据由所述波长检测部检测到的波长信息,判断是否需要进行所述校正。
(附记4)
根据附记1~3中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
各所述光源是激光光源。
(附记5)
根据附记1~4中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述颜色值决定部求出XYZ色度图中的三刺激值作为所述颜色值。
(附记6)
根据附记1~5中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部向各所述光源供给表示该光源应该射出的光的强度即输出强度的驱动信号,
各所述光源射出强度与从所述驱动部供给的驱动信号对应的光,
所述3个以上的光源是第1、第2、…、第N(N为3以上的整数)光源,
所述视频显示装置还具有存储部,在各所述光源的光的波长是基准波长的情况下,该存储部存储从所述光源部射出的光的颜色成为基准白色时的供给到所述第1、第2、…、第N光源的驱动信号所示的输出强度的比率Kc1:Kc2:…:KcN,
所述校正值决定部根据由所述颜色值决定部求出的各所述光源的光的颜色值,求出用于对所述比率Kc1:Kc2:…:KcN进行校正的校正系数α1、α2、…、αN作为所述校正值,
所述驱动部根据由所述校正值决定部求出的校正系数α1、α2、…、αN,将所述存储部中存储的比率Kc1:Kc2:…:KcN校正成比率α1·Kc1:α2·Kc2:…:αN·KcN,使用该校正后的比率决定各所述光源的输出强度的比率,将与该输出强度的比率对应的驱动信号供给到各所述光源。
(附记7)
根据附记6所述的视频显示装置,其特征在于,
所述校正值决定部在各所述光源的光的颜色值是由所述颜色值决定部求出的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Ka1:Ka2:…:KaN,在各所述光源的光的颜色值是所述颜色空间内的与所述基准波长对应的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Kr1:Kr2:…:KrN,根据所述比率Ka1:Ka2:…:KaN和所述比率Kr1:Kr2:…:KrN,求出Ka1/Kr1、Ka2/Kr2、…、KaN/KrN作为所述校正系数α1、α2、…、αN。
(附记8)
根据附记6或7所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部按照构成应该显示的视频的每个像素,接收与所述第1、第2、…、第N光源分别对应的灰度值I1、I2、…、IN,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的比率决定为α1·Kc1·I1:α2·Kc2·I2:…:αN·KcN·IN。
(附记9)
根据附记8所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部根据所述灰度值I1、I2、…、IN可取的最大值Imax和预先设定的所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的上限值Pu1、Pu2、…、PuN,决定完全满足β·α1·Kc1·Imax≤Pu1、β·α2·Kc2·Imax≤Pu2、…、β·αN·KcN·Imax≤PuN的系数β,按照每个所述像素,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度决定为β·α1·Kc1·I1、β·α2·Kc2·I2、…、β·αN·KcN·IN。
(附记10)
根据附记1~5中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部接收表示应该显示的视频的视频数据,根据由所述校正值决定部求出的校正值,对由该视频数据表示的各所述光源的光的强度的比率进行校正,对各所述光源进行驱动,使得以该校正后的强度的比率射出光。
(附记11)
根据附记1~10中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述波长检测部不检测各所述光源的波长信息而检测所述3个以上的光源中的一部分光源的波长信息,
所述颜色值决定部不求出各所述光源的光的颜色值而求出所述一部分光源的光的颜色值,
所述校正值决定部针对所述一部分光源使用由所述颜色值决定部求出的颜色值,针对所述3个以上的光源中的所述一部分光源以外的光源使用预定的颜色值。
(附记12)
一种视频显示装置的显示校正方法,该视频显示装置具有光源部,该光源部具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出,其特征在于,所述显示校正方法具有:
波长检测步骤,针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息;
颜色值决定步骤,针对各所述光源,根据通过所述波长检测步骤检测到的该光源的波长信息,求出预定的颜色空间内的表示该光源的光的颜色的颜色值;
校正值决定步骤,根据通过所述颜色值决定步骤求出的各所述光源的光的颜色值求出校正值,该校正值用于对各所述光源的光的强度的比率进行校正,使得对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为本来应该显示的颜色;以及
驱动步骤,对各所述光源进行驱动,使得各所述光源的光的强度的比率成为根据通过所述校正值决定步骤求出的校正值校正后的比率。
(附记13)
根据附记12所述的显示校正方法,其特征在于,
所述显示校正方法还具有判断是否需要进行所述校正的是否需要校正判断步骤,
在所述颜色值决定步骤中,在所述是否需要校正判断步骤判断为需要进行所述校正的情况下,求出所述颜色值。
(附记14)
根据附记13所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述是否需要校正判断步骤中,根据通过所述波长检测步骤检测到的波长信息,判断是否需要进行所述校正。
(附记15)
根据附记12~14中的任意一项所述的显示校正方法,其特征在于,
各所述光源是激光光源。
(附记16)
根据附记12~15中的任意一项所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述颜色值决定步骤中,求出XYZ色度图中的三刺激值作为所述颜色值。
(附记17)
根据附记12~16中的任意一项所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述驱动步骤中,向各所述光源供给表示该光源应该射出的光的强度即输出强度的驱动信号,
各所述光源射出强度与由所述驱动步骤供给的驱动信号对应的光,
所述3个以上的光源是第1、第2、…、第N(N为3以上的整数)光源,
所述显示校正方法还具有存储步骤,在该存储步骤中,在各所述光源的光的波长是基准波长的情况下,存储从所述光源部射出的光的颜色成为基准白色时的供给到所述第1、第2、…、第N光源的驱动信号所示的输出强度的比率Kc1:Kc2:…:KcN,
在所述校正值决定步骤中,根据通过所述颜色值决定步骤求出的各所述光源的光的颜色值,求出用于对所述比率Kc1:Kc2:…:KcN进行校正的校正系数α1、α2、…、αN作为所述校正值,
在所述驱动步骤中,根据通过所述校正值决定步骤求出的校正系数α1、α2、…、αN,将在所述存储步骤中存储的比率Kc1:Kc2:…:KcN校正成比率α1·Kc1:α2·Kc2:…:αN·KcN,使用该校正后的比率决定各所述光源的输出强度的比率,将与该输出强度的比率对应的驱动信号供给到各所述光源。
(附记18)
根据附记17所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述校正值决定步骤中,在各所述光源的光的颜色值是通过所述颜色值决定步骤求出的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Ka1:Ka2:…:KaN,在各所述光源的光的颜色值是所述颜色空间内的与所述基准波长对应的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Kr1:Kr2:…:KrN,根据所述比率Ka1:Ka2:…:KaN和所述比率Kr1:Kr2:…:KrN,求出Ka1/Kr1、Ka2/Kr2、…、KaN/KrN作为所述校正系数α1、α2、…、αN。
(附记19)
根据附记17或18所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述驱动步骤中,按照构成应该显示的视频的每个像素,接收与所述第1、第2、…、第N光源分别对应的灰度值I1、I2、…、IN,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的比率决定为α1·Kc1·I1:α2·Kc2·I2:…:αN·KcN·IN。
(附记20)
根据附记19所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述驱动步骤中,根据所述灰度值I1、I2、…、IN可取的最大值Imax和预先设定的所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的上限值Pu1、Pu2、…、PuN,决定完全满足β·α1·Kc1·Imax≤Pu1、β·α2·Kc2·Imax≤Pu2、…、β·αN·KcN·Imax≤PuN的系数β,按照每个所述像素,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度决定为β·α1·Kc1·I1、β·α2·Kc2·I2、…、β·αN·KcN·IN。
(附记21)
根据附记12~16中的任意一项所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述驱动步骤中,接收表示应该显示的视频的视频数据,根据通过所述校正值决定步骤求出的校正值,对由该视频数据表示的各所述光源的光的强度的比率进行校正,对各所述光源进行驱动,使得以该校正后的强度的比率射出光。
(附记22)
根据附记12~21中的任意一项所述的显示校正方法,其特征在于,
在所述波长检测步骤中,不检测各所述光源的波长信息而检测所述3个以上的光源中的一部分光源的波长信息,
在所述颜色值决定步骤中,不求出各所述光源的光的颜色值而求出所述一部分光源的光的颜色值,
在所述校正值决定步骤中,针对所述一部分光源使用通过所述颜色值决定步骤求出的颜色值,针对所述3个以上的光源中的所述一部分光源以外的光源使用预定的颜色值。
标号说明
100:视频显示装置;110:光源部;111R、111G、111B:半导体激光器;130:光源控制部;133:激光器驱动电路;134:波长检测部;135:颜色校正部;135a:是否需要校正判断部;135b:颜色值决定部;135c:校正值决定部;136:存储部。
Claims (14)
1.一种视频显示装置,其特征在于,所述视频显示装置具有:
光源部,其具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出;以及
波长检测部,其针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息,
根据由所述波长检测部检测到的波长的变化量,对所述光源的光的强度进行变更,由此,对由所述光源部合成后的光的颜色进行调整。
2.根据权利要求1所述的视频显示装置,其特征在于,
所述视频显示装置具有:
颜色值决定部,其针对各所述光源,根据由所述波长检测部检测到的该光源的波长信息,求出预定的颜色空间内的表示该光源的光的颜色的颜色值;
校正值决定部,其根据由所述颜色值决定部求出的各所述光源的光的颜色值求出校正值,该校正值用于对各所述光源的光的强度的比率进行校正,使得对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为本来应该显示的颜色;以及
驱动部,其对各所述光源进行驱动,使得各所述光源的光的强度的比率成为根据由所述校正值决定部求出的校正值校正后的比率。
3.根据权利要求2所述的视频显示装置,其特征在于,
所述校正值决定部在各所述光源的光的颜色值是由所述颜色值决定部求出的颜色值的情况下,求出对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为基准白色时的各所述光源的光的强度的比率,在各所述光源的光的波长是各所述光源的基准波长的情况下,根据对从各所述光源射出的光进行合成后的光的颜色成为基准白色时的各所述光源的光的强度的比率和所述求出的光的强度的比率,求出所述校正值。
4.根据权利要求2或3所述的视频显示装置,其特征在于,
所述视频显示装置还具有是否需要校正判断部,该是否需要校正判断部判断是否需要进行所述校正,
在所述是否需要校正判断部判断为需要进行所述校正的情况下,所述颜色值决定部求出所述颜色值。
5.根据权利要求4所述的视频显示装置,其特征在于,
所述是否需要校正判断部根据由所述波长检测部检测到的波长信息,判断是否需要进行所述校正。
6.根据权利要求2~5中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述颜色值决定部求出XYZ色度图中的三刺激值作为所述颜色值。
7.根据权利要求2~6中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部向各所述光源供给表示该光源应该射出的光的强度即输出强度的驱动信号,
各所述光源射出强度与从所述驱动部供给的驱动信号对应的光,
所述3个以上的光源是第1、第2、…、第N(N为3以上的整数)光源,
所述视频显示装置还具有存储部,在各所述光源的光的波长是基准波长的情况下,该存储部存储从所述光源部射出的光的颜色成为基准白色时的供给到所述第1、第2、…、第N光源的驱动信号所示的输出强度的比率Kc1:Kc2:…:KcN,
所述校正值决定部根据由所述颜色值决定部求出的各所述光源的光的颜色值,求出用于对所述比率Kc1:Kc2:…:KcN进行校正的校正系数α1、α2、…、αN作为所述校正值,
所述驱动部根据由所述校正值决定部求出的校正系数α1、α2、…、αN,将所述存储部中存储的比率Kc1:Kc2:…:KcN校正成比率α1·Kc1:α2·Kc2:…:αN·KcN,使用该校正后的比率决定各所述光源的输出强度的比率,将与该输出强度的比率对应的驱动信号供给到各所述光源。
8.根据权利要求7所述的视频显示装置,其特征在于,
所述校正值决定部在各所述光源的光的颜色值是由所述颜色值决定部求出的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Ka1:Ka2:…:KaN,在各所述光源的光的颜色值是所述颜色空间内的与所述基准波长对应的颜色值的情况下,计算对各所述光源的光进行合成后的光的颜色值成为所述颜色空间内的基准白色的颜色值时的所述第1、第2、…、第N光源的光的强度的比率Kr1:Kr2:…:KrN,根据所述比率Ka1:Ka2:…:KaN和所述比率Kr1:Kr2:…:KrN,求出Ka1/Kr1、Ka2/Kr2、…、KaN/KrN作为所述校正系数α1、α2、…、αN。
9.根据权利要求7或8所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部按照构成应该显示的视频的每个像素,接收与所述第1、第2、…、第N光源分别对应的灰度值I1、I2、…、IN,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的比率决定为α1·Kc1·I1:α2·Kc2·I2:…:αN·KcN·IN。
10.根据权利要求9所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部根据所述灰度值I1、I2、…、IN可取的最大值Imax和预先设定的所述第1、第2、…、第N光源的输出强度的上限值Pu1、Pu2、…、PuN,决定完全满足β·α1·Kc1·Imax≤Pu1、β·α2·Kc2·Imax≤Pu2、…、β·αN·KcN·Imax≤PuN的系数β,按照每个所述像素,将所述第1、第2、…、第N光源的输出强度决定为β·α1·Kc1·I1、β·α2·Kc2·I2、…、β·αN·KcN·IN。
11.根据权利要求2~6中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述驱动部接收表示应该显示的视频的视频数据,根据由所述校正值决定部求出的校正值,对由该视频数据表示的各所述光源的光的强度的比率进行校正,对各所述光源进行驱动,使得以该校正后的强度的比率射出光。
12.根据权利要求2~11中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
所述波长检测部不检测各所述光源的波长信息而检测所述3个以上的光源中的一部分光源的波长信息,
所述颜色值决定部不求出各所述光源的光的颜色值而求出所述一部分光源的光的颜色值,
所述校正值决定部针对所述一部分光源使用由所述颜色值决定部求出的颜色值,针对所述3个以上的光源中的所述一部分光源以外的光源使用预定的颜色值。
13.根据权利要求1~12中的任意一项所述的视频显示装置,其特征在于,
各所述光源是激光光源。
14.一种视频显示装置的显示校正方法,该视频显示装置具有光源部,该光源部具有射出波长彼此不同的光的3个以上的光源,对从所述3个以上的光源射出的光进行合成并射出,其特征在于,所述显示校正方法具有:
波长检测步骤,针对各所述光源,检测表示从该光源射出的光的波长的波长信息;
颜色值决定步骤,针对各所述光源,根据通过所述波长检测步骤检测到的该光源的波长信息,求出预定的颜色空间内的表示该光源的光的颜色的颜色值;
校正值决定步骤,根据通过所述颜色值决定步骤求出的各所述光源的光的颜色值求出校正值,该校正值用于对各所述光源的光的强度的比率进行校正,使得对各所述光源的光进行合成后的光的颜色成为本来应该显示的颜色;以及
驱动步骤,对各所述光源进行驱动,使得各所述光源的光的强度的比率成为根据通过所述校正值决定步骤求出的校正值校正后的比率。
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