CN1498341A - 光检测器，光检测方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种能进行更准确测量的光检测器，一种光检测方法，一种程序，和一种存储介质。根据本发明的光检测器在一特定的照明光下测量从一显示单元输出的特定颜色的亮度特性。根据本发明的光检测器，利用一个分光器60f使照明光的各颜色成分与特定颜色的各颜色成分相互分开。然后，利用一个用于显示单元的算子Md，通过用于显示单元的转换器60g把这样分开的特定颜色的颜色成分从LMS转换成XYZ。另外，利用用于照明的算子Mi，通过一个用于照明的转换器60h，把这样分开的照明光的颜色成分从LMS转换到XYZ。这样，因为用于显示单元的算子和用于照明的算子每个都独立用于从LMS转换到XYZ，所以即使显示单元输出和照明光二者叠加的颜色也可以用较高的准确度测量。

Description

光检测器，光检测方法及存储介质

发明领域

本发明涉及一种光检测器，而更具体地说涉及一种能用较高准确度进行测量的光检测器，一种检测方法，一种程序，及一种存储介质。

发明背景

在使用图像显示单元，如：投影仪的情况下，重要的是即使应用环境改变，也可以重现生产者想要的图像。作为一种用于调节这种图像外观的方法，有一种叫做颜色管理的方法，其中操纵装置的输入/输出特性来重现颜色。因此，为了实施合适的颜色重现，必须考虑利用光电传感器检测的应用环境变化(比如，外部照明的亮度和颜色上的变化)。

在投影机中提供一个光电传感器来得到应用环境信息的情况下，必须避免整个投影仪成本的增加，因此，不可能采用如此昂贵的光电传感器。作为光电传感器，采用了，例如：一种三通道光电传感器，它包括光电二极管和叠加于其上的红绿蓝(RGB)滤色片。在这种情况下，必须把光电传感器中的RGB输出转换成三色激励值XYZ。按照迄今为止一般采用的方法，投影机中的RGB输出是利用上述光电传感器和十分准确的亮度计测量，然后，由最终校正得到用于转换的3×3矩阵，并用上述矩阵进行从RGB转换到XYZ。

然而，按照上述方法，照明的光谱分布与投影仪的光谱分布不同，虽然对投影仪的输出，可以用高准确度从RGB转换到XYZ。因此，就照明而论，即使用与上述矩阵相同的矩阵，也难以实施从RGB高准确度的转换到XYZ。

发明概述

本发明就是要解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种能进行更准确测量的光检测器，一种光检测方法，一种程序和一种存储介质。

根据本发明的一个方面，一种用于在一特定照明光下测量从显示单元输出的特定颜色的亮度特性的光检测器，包括：一个分光单元，用于使照明光的各颜色成分与特定颜色的各颜色成分相互分开；一个用于显示单元的转换单元，利用一个用于显示单元的算子，将用于特定颜色的分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值；和一个用于照明的转换单元，利用一个用于照明的算子，将用于照明光各分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值。

根据这样构成的、用于在一特定照明光下测量从显示单元输出的特定颜色的亮度特性光检测器，通过一个分光单元使照明光的各颜色成分与特定颜色的各颜色成分相互分开。因此，通过一个用于显示单元的转换单元，利用一个用于显示单元的算子，将用于特定颜色的分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值。另外，通过一个用于照明的转换单元，利用一个用于照明的算子，将用于照明光的分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值。这样，用于显示单元的算子和用于照明的算子都是独立地用来从LMS转换到XYZ，所以即使显示单元的输出和照明光二者叠加的颜色也可以用较高的准确度测量。

按照本发明，分光单元可以通过从显示单元输出的特定颜色亮度特性中减去显示单元输出黑色时所得到的亮度特性，使照明光的各颜色成分与特定颜色的各颜色成分相互分开。

按照本发明，用于显示单元的算子可以是一个由相关得到的矩阵，上述相关通过在显示单元输出RGB时测量光检测器的输出和与装置无关的坐标值得到。

按照本发明，用于照明的算子可以是一个由两个相关得到的矩阵，其中一个相关通过测量用于多个照明光的光检测器输出和与装置无关的坐标值得到，而另一个相关通过在显示单元输出黑色时测量光检测器的输出和与装置无关的坐标值得到。

按照本发明，可以把通过用于显示单元的转换单元转换的与装置无关的坐标值与通过用于照明的转换单元转换的与装置无关的坐标值加在一起。

按照本发明，与装置无关的坐标值可以是XYZ。

按照本发明的另一方面，一种用于在一特定照明光下测量从显示单元输出的特定颜色的亮度特性的检测方法，包括：一个用于使照明光各颜色成分与特定颜色各颜色成分相互分开的分光步骤；一个用于显示单元的转换步骤，利用一个用于显示单元的算子，将用于特定颜色的分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值；及一个用于照明的转换步骤，利用一个用于照明的算子，把用于照明光的分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值。

本发明的另一方面是一种指令程序，用于通过计算机执行，以便实施光检测处理，用于在一特定的照明光下，测量从显示单元输出的特定颜色的亮度特性，上述光检测处理包括：一种用于使照明光的各颜色成分与特定颜色各颜色成分相互分开的分光开处理；一种用于显示单元的转换处理，利用一个用于显示单元的算子，将用于特定颜色的分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值；及一种用于照明的转换处理，所述用于照明的处理利用一个用于照明的算子，将用于照明光的分开的颜色成分的光检测器转换成与装置无关的坐标值。

本发明的另一方面是一种计算机可读介质，所述介质具有一个指令程序，上述指令程序用于通过计算机执行，以便实施光检测处理，用于在一特定照明光下测量从显示单元输出的特定颜色亮度特性，上述光检测处理包括：一种用于使照明光的各颜色成分与特定颜色各颜色成分相互分开的分光处理；一种用于显示单元的转换处理，利用一个用于显示单元的算子，把用于特定颜色的分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值；及一种用于照明的转换处理，利用一个用于照明的算子，将用于照明光的分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值。

附图说明

图1是一种利用本发明一个实施例中投影仪20的系统示意图；

图2是设置在投影仪20内的图像处理器的功能框图，所述投影仪20具有按照本发明一个实施例的光电传感器60；

图3是按照本发明一个实施例的光电传感器60的功能框图；

图4是用于说明在按照本发明一个实施例所述的光电传感器60中进行处理的流程图；

图5是用于说明在按照本发明一个实施例所述光电传感器60内显示单元转换矩阵Md计算器60C中进行处理的流程图；

图6是用于说明在按照本发明一个实施例所述的光电传感器60内照明转换造成堕落Mi计算器60d中进行处理的流程图；及

图7是用于说明在按照本发明一个实施例所述的光电传感器60内LMS/XYZ转换器60b中进行处理的流程图。

优选实施例的详细说明

下面将参照附图说明本发明的一个优选实施例。

系统结构

图1是采用一种投影机20的系统示意图，上述投影仪20设置有一个光电传感器60作为按照本发明一个实施例的光检测器。

一个预定的图像从投影机20中射出，所述投影机20靠近屏幕10的前面设置。在这种情况下，如何看投影在屏幕的图像根据从照明装置5发射的外部照明80而有很大的不同。例如，即使在显示同样的光的地方，根据外部照明80的强度，白光可以看成是一种亮白光或一种暗白光。

图2是一种设置在投影机20内的图像处理器100的功能框图，上述投影仪20装备有根据本实施例的光电传感器60。

设置在图2投影机20内的图像处理器100装配有：一个模拟/数字(A/D)转换器110，用于把一种模拟形式的图像输入信号转换成数字信号；一个颜色校正器120，通过将一种一维颜色校正表应用到RGB图像输入信号上进行所希望的颜色校正；一个数字/模拟(D/A)转换器130，用于将数字信号转换成模拟信号；一个L/V(光阀)驱动器140，用于驱动一个液晶光阀，以便进行图像的投影显示；一个装置特性存储器160，用于存储装置(投影机)的特性；及一个颜色校正表发生器150。当光电传感器60测量投影仪屏幕反射光的亮度和外部照明时，颜色校正表发生器150根据存储在装置特性存储器160中的装置特性及用光电传感器60测得的值，同时考虑外部照明的影响，产生一个颜色校正表。

光电传感器60的结构

下面将参照图3说明根据本发明一个实施例的光电传感器60的结构。

图3中所示的光电传感器60装配有：一个光接收器60a，适于接收通过一光电传感器的待测量的光，光电传感器包括三种类型叠加的滤光片，然后输出相应的三种类型值，这三种类型值以后称之为“LMS值”；一个LMS/XYZ相关记录器60e，适于记录各LMS值和XYZ值之间的相关，上述LMS值通过光接收器60a测量，而上述XYZ值(与装置无关的坐标值)是利用一亮度计70相对于同样的待测量光测得；一个用于显示单元的转换矩阵Md计算器60c，根据在LMS/XYZ中记录的LMS/XYZ相关记录器60e中记录的LMS/XYZ相关计算用于照明的转换矩阵Mi；及一个LMS/XYZ转换器60b，将从光接收器60a所输出的LMS值通过参照用于显示单元的转换矩阵Md和用于照明的转换矩阵Mi转换成XYZ值。此外，LMS/XYZ转换器60b装配了一个分光器60f，一个用于显示单元的转换器60g，及一个用于照明的转换器60h。

光电传感器60的光检测处理

现在参见图4，图4将对有关由根据本实施例的光电传感器60进行的处理进行说明。下面待说明的处理将通过执行存储在光电传感器60中的程序存储单元(未示出)中的程序进行。程序存储单元构成存储程序的介质。这个处理程序本身包括在本发明的范围内。

如图4所示，首先对显示单元(投影机)上的R(红)，G(绿)，B(蓝)，和K(黑)及典型的几种类型(至少两种类型)的照明，通过光电传感器60对对象测量LMS值，及通过亮度计70测量XYZ值，上述亮度计70可以测量三色激励值(S10)。典型照明的例子是白炽光，白色荧光，日光荧光和日光。这些照明的相关记录在LMS/XYZ相关记录器60e(S10)中。下面的表1示出一个记录在LMS/XYZ相关记录器60e中的相关实例。

表1

待测的光	传感器测得的值	亮度计测得的值
			显示单元中R(红)	LR MR SR	XR YR ZR
显示单元中G(绿)	LG MG SG	XG YG ZG
			显示单元中B(蓝)	LB MB SB	XB YB ZB
显示单元中K(黑)	LK MK SK	XK YK ZK
			照明1	L1 M1 S1	X1 Y1 Z1
照明2	L2 M2 S2	X2 Y2 Z2
			：：	：：	：：

在根据表1所示的这些相关进行了显示单元转换矩阵Md计算器60C(S14)中的处理和照明转换矩阵Mi计算器60d(S16)中的处理之后，实施了在LMS/XYZ转换器60b(S18)中的处理。下面将详细说明在步骤S14，S16，S18中的处理。

(1)在显示单元转换矩阵Md计算器60c中处理

图5是用于说明在根据本发明的一个实施例的光电传感器60内显示单元矩阵计算器60c中进行处理的流程图。

如图5中所示，计算器60c首先确定用于显示单元(S20)的转换矩阵Md，所述转换矩阵Md定义如下：

[表达式1]

$\left[\begin{array}{c}{X}_i-X_k\\ Y_i-Y_k\\ Z_i-Z_k\end{array}\right]=\mathrm{Md}\left[\begin{array}{c}{L}_i-L_k\\ M_i-M_k\\ S_i-S_k\end{array}\right]---\left(1\right)$

(i＝R，G，B)

这个表达式可以按照表1中所示的显示单元中RGBK上的传感器测得值和亮度计测得值的相关写成如下式：

[表达式2]

$\left[\begin{array}{ccc}{X}_R-X_K& X_G-X_K& X_B-X_K\\ Y_R-Y_K& Y_G-Y_K& Y_B-Y_K\\ Z_R-Z_K& Z_G-Z_K& Z_B-Z_K\end{array}\right]$

$S=\mathrm{Md}\left[\begin{array}{ccc}{L}_R-L_K& L_G-L_K& L_B-L_K\\ M_R-M_K& M_G-M_K& M_B-M_K\\ S_R-S_K& S_G-S_K& S_B-S_K\end{array}\right]---\left(2\right)$

从表达式(2)，确定显示单元转换矩阵Md(用于显示单元的算子)

如下：

[表达式3]

$\mathrm{Md}=\left[\begin{array}{ccc}{X}_R-X_K& X_G-X_K& X_B-X_K\\ Y_R-Y_K& Y_G-Y_K& Y_B-Y_K\\ Z_R-Z_K& Z_G-Z_K& Z_B-Z_K\end{array}\right]{\left[\begin{array}{ccc}{L}_R-L_K& L_G-L_K& L_B-L_K\\ M_R-M_K& M_G-M_K& M_B-M_K\\ S_R-S_K& S_G-S_K& S_B-S_K\end{array}\right]}^{-1}---\left(3\right)$

将这样确定的显示单元转换矩阵Md被馈送到LMS/XYZ转换器60b(S22)并对图7所示的LMS/XYZ转换器60b中的处理进行偏移。

(2)照明转换矩阵Mi计算器60d

图6是用于说明在根据本发明一个实施例的光电传感器60内照明转换矩阵Mi计算器60d中进行处理的流程图。

如图6中所示，照明转换矩阵Mi计算器60d首先确定照明转换矩阵Mi(用于照明的算子)(S30或S32)。

在n＝2情况下，也就是说，当有两种类型照明待测量时，照明转换矩阵Mi由下式确定：

[表达式4]

Mi＝XL^-1(S30)，而在n≥3的情况下，也就是说，有三种或三种以上类型待测量的照明时，照明转换矩阵Mi由下式确定：

[表达式5]

Mi＝XL^t(LL^t)^-1(S32)，在上述表达式中：

[表达式6]

$X=\left[\begin{array}{cccc}{X}_K& X_1& ...& X_n\\ Y_K& Y_1& ...& Y_n\\ Z_K& Z_1& ...& Z_n\end{array}\right]$

$L=\left[\begin{array}{cccc}{L}_K& L_1& ...& L_n\\ M_K& M_1& ...& M_n\\ S_K& S_1& ...& S_n\end{array}\right]$

及n代表照明数量。

将这样确定的照明转换矩阵Mi馈送到LMS/XYZ转换器60b(S34)并进行变换，以便在图7所示的LMS/XYZ转换器60b中处理。

(3)在LMS/XYZ转换器60b中处理

图7是用于说明在根据本发明一个实施例的光电传感器60内的LMS/XYZ转换器60b中进行处理的流程图。

如图7所示，在LMS/XYZ转换器60b中的分光器60f首先测量当显示单元输出K(黑)(S40)时的传感器输出值LoMoSo，并且还测量一种待测量颜色(特定颜色)(S42)的传感器输出值LMS。在显示单元中输出K(黑色)时的传感器输出值LoMoSo被认为是显示单元中的黑色输出与照明光之和，因此上述特定颜色的各个成分变成(L-Lo，M-Mo，S-So)。这样，就把特定颜色的各种颜色成分分开。

接着，利用通过显示单元转换矩阵Md计算器60c得到的矩阵Md，用于显示单元的转换器60g把(L-Lo，M-Mo，S-So)转换成XYZ值，而用于照明的转换器60h利用通过照明转换矩阵Mi计算器60d得到的矩阵Mi，把(Lo，Mo，So)转换成XYZ值。然后，把通过用于显示单元的转换器60g所得到的XYZ值和通过用于照明的转换器60h得到的XYZ值相加，以便确定被测量颜色的三色激励值XYZ。也就是说，测得的颜色三色激励值按照下面表达式确定(S44)：

[表达式7]

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\mathrm{Md}\left[\begin{array}{c}L-L_O\\ M-M_O\\ {S-S}_O\end{array}\right]+\mathrm{Mi}\left[\begin{array}{c}{L}_O\\ M_O\\ S_O\end{array}\right]$

因此，如果用根据本发明一个实施例的光电传感器60进行光检测，由于利用显示单元转换矩阵Md和照明转换矩阵二者形成了从LMS转换到XYZ，所以即使投影仪输出和照明光二者叠加的颜色也可以用较高的准确度测量。

Claims (10)

1.一种光检测器，用于在一特定的照明光下，测量从一显示单元输出的特定颜色的亮度特性，上述光检测器包括：

一个分光单元，用于使上述照明光的各个颜色成分与上述特定颜色的各颜色成分相互分开；

一个用于显示单元的转换单元，利用一个用于显示单元的算子，把一个用于上述特定颜色的分开的颜色成分的光检测器的输出转换成与装置无关的坐标值；及

一个用于照明的转换单元，利用一个用于照明的算子，把用于上述照明光的分开的颜色成分的上述光检测器输出转换成与装置无关的坐标值。

2.根据权利要求1的光检测器，其中上述分光单元通过从由显示单元输出的特定颜色亮度特性中减去显示单元输出黑色时所得到的亮度特性，使上述照明光的各颜色成分与上述特定颜色的各颜色成分相互分开。

3.根据权利要求1或2的光检测器，其中上述用于显示单元的算子是一种从相关得到的矩阵，上述相关通过在显示单元输出RGB时测量上述光检测器的输出和与装置无关的坐标值得到。

4.根据权利要求1-3的光检测器，其中上述用于照明的算子是一种矩阵，该矩阵是从通过测量上述用于多个照明光的光检测器输出和与装置无关的坐标值得到的相关，和通过在上述显示单元输出黑色时测量光检测器输出和与装置无关的坐标值得到的相关而得到的。

5.根据权利要求1-4的光检测器，其中把通过上述用于显示单元的转换单元所转换的与装置无关的坐标值与通过上述用于照明的转换单元所转换的与装置无关的坐标值加在一起。

6.根据权利要求1-5的光检测器，其中上述与装置无关的坐标值是XYZ。

7.一种投影仪，该投影仪包括按照权利要求1-6的光检测器。

8.一种光检测方法，用于在一特定的照明光下，测量从显示单元输出的特定颜色亮度特性，所述光检测方法包括：

一个分光步骤，用于使上述照明光的各颜色成分与上述特定颜色的各颜色成分相互分开；

一个用于显示单元的转换步骤，利用一个用于显示单元的算子，把上述用于特定颜色各分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值；及

一个用于照明的转换步骤，利用一个用于照明的算子，把上述用于照明的各分开的颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值。

9.一种由计算机执行的指令程序，以便进行光检测处理，用于在一特定的照明光下，测量从一显示单元输出的特定颜色的亮度特性，上述光检测处理包括：

一种分光处理，用于使上述照明光的各颜色成分与上述特定颜色的各颜色成分相互分开；

一种用于显示单元的转换处理，利用一个用于显示单元的算子，把上述用于特定颜色分开的各颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值；及

一种用于照明的转换处理，利用一个用于照明的算子，把用于上述照明光分开的各颜色成分的检测器输出转换成与装置无关的坐标值。

10.一种计算机可读介质，具有用于计算机执行的指令程序，以便进行光检测处理，用于在一特定的照明光下，测量从一显示单元输出的特定颜色的亮度特性，上述光检测处理包括：

一种分光处理，用于使上述照明光的各颜色成分与上述特定颜色的各颜色成分相互分开；

一种用于显示单元的转换处理，利用一个用于显示单元的算子，把上述用于特定颜色分开的各颜色成分的光检测器输出转换成与装置无关的坐标值；及

一种用于照明的转换处理，利用一个用于照明的算子，把用于上述照明光分开的各颜色成分的检测器输出转换成与装置无关的坐标值。

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