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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0110644 ,
eingereicht am 9. November 2006, mit dem Titel "Apparatus of Controlling Lightness for
Display using Diffraction" und
der
koreanischen Patentanmeldung
Nr. 10-2006-0113367 , eingereicht am 16. November 2006,
mit dem Titel "Apparatus
of Controlling Power for Display using Diffraction", die hierdurch in
ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung durch Literaturhinweis eingefügt sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung
zum Steuern der Helligkeit einer Anzeige unter Verwendung eines
optischen Beugungsmodulators und insbesondere auf eine Vorrichtung
zum Steuern der Helligkeit einer Anzeige unter Verwendung eines
optischen Beugungsmodulators, der ein Histogramm jedes Rahmens der Videodaten
analysiert, den Videotyp entsprechend den Eigenschaften des Histogramms
klassifiziert und eine typgestützte
Videodatenumsetzung basierend auf dem Videotyp ausführt und
dadurch die Helligkeit vergrößert.
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2. Beschreibung des technischen
Gebiets
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Vor
kurzem ist die Mikrobearbeitungstechnologie zum Herstellen mikrooptischer
Teile, wie z. B. Mikrospiegel, Mikrolinsen und Mikroschalter, Mikroträgheitssensoren,
Mikrobiochips und Mikro- Hochfrequenz-Kommunikationselemente
(Mikro-HF-Kommunikationselemente)
unter Verwendung eines Halbleitervorrichtungs-Herstellungsprozesses
entwickelt worden.
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Derartige
Mikrospiegel werden in verschiedenen Arten der statischen und dynamischen
Bewegung in vertikalen, diagonalen und horizontalen Richtungen verwendet.
Die vertikale Bewegung von Mikrospiegeln wird für Phasenkorrektureinrichtungen und
Beugungsvorrichtungen verwendet, die diagonale Bewegung von Mikrospiegeln
wird für
Scanner, Schalter, optische Signalverteiler, optische Signaldämpfer und
Lichtquellen-Anordnungen verwendet und die horizontale Bewegung
von Mikrospiegeln wird für
optische Abschirmungsvorrichtungen, optische Schalter und optische
Signalverteiler verwendet.
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Ein
Beispiel derartiger Mikrospiegel ist ein reflektierender deformierbarer
optischer Gittermodulator, der im
US-Patent
Nr. 5.311.160 , erteilt an Broom u. a., offenbart ist.
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Unterdessen
besitzt der oben beschriebene optische Modulator verschiedene Anwendungen. Eine Überlegung
hinsichtlich derartiger Anwendungen ist die Aufrechterhaltung einer
gleichmäßigen Helligkeit.
Insbesondere ist es wichtig, eine gleichmäßige Helligkeit ohne eine hohe
Leistungsaufnahme aufrechtzuerhalten, wenn der oben beschriebene optische
Modulator für
ein mobiles Endgerät
verwendet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung gemacht worden, wobei an die obigen Probleme,
die im Stand der Technik auftreten, gedacht wurde, wobei die vorliegende
Erfindung vorgesehen ist, um eine Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit
einer Anzeige unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators
zu schaffen, der ein Histogramm jedes Rahmens der Videodaten analysiert,
den Videotyp entsprechend den Eigenschaften des analysierten Histogramms
klassifiziert und eine typgestützte
Videodatenumsetzung basierend auf dem Videotyp ausführt, wobei
er dadurch die Helligkeit eines projizierten Videos vergrößern kann,
ohne die Ausgabe des Lichtes zu ändern.
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Außerdem ist
die vorliegende Erfindung vorgesehen, um eine Vorrichtung zum Steuern
der Helligkeit einer Anzeige unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators
zu schaffen, die die Helligkeit eines Videos in einer derartigen
Art vergrößert, dass
sie ein Histogramm der Videodaten für entsprechende Rahmen analysiert,
den Videotyp entsprechend den Eigenschaften des analysierten Histogramms
klassifiziert und eine typgestützte
Videodatenumsetzung basierend auf dem Videotyp ausführt und
dann die Ausgabe des Lichtes um einen Wert verringert, der der vergrößerten Helligkeit
entspricht, wobei sie dadurch die Gesamtleistungsaufnahme verringern
kann.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit
einer Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators,
die eine Videosignal-Empfangseinheit zum Empfangen eines Videos
von außen; eine
Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit
zum Erfassen der Eigenschaften der Helligkeitsverteilung des durch
die Videosignal-Empfangseinheit
empfangenen Videos für
entsprechende Rahmen und zum Bestimmen eines Helligkeitstyps; und
eine Helligkeitskorrektureinheit zum Korrigieren der Helligkeit des
Videos basierend auf dem durch die Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit
bestimmten Helligkeitstyp und zum Ausgeben von Informationen über die Helligkeit
des Videos enthält.
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Außerdem schafft
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit
einer Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators,
die eine Videosignal-Empfangseinheit
zum Empfangen eines Videos von außen; eine Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit zum
Erfassen der Eigenschaften der Helligkeitsverteilung des durch die
Videosignal-Empfangseinheit empfangenen Videos für entsprechende Rahmen und
zum Bestimmen eines Helligkeitstyps; eine Helligkeitskorrektureinheit
zum Korrigieren der Helligkeit des Videos basierend auf dem durch
die Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit bestimmten Helligkeitstyp
und zum Ausgeben von Informationen über die Helligkeit des Videos;
eine Lichtquellen-Steuereinheit zum Bestimmen der Lichtausgabe basierend
auf dem durch die Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit klassifizierten
Helligkeitstyp und zum Erzeugen und Ausgeben eines Steuersignals,
das die bestimmte Lichtausgabe erzeugen kann; und eine Lichtquellen-Ansteuerschaltung
zum Steuern der Lichtquellen-Steuereinheit
in Reaktion auf das von der Lichtquellen-Steuereinheit ausgegebene Steuersignal enthält.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung zusammengenommen
mit der beigefügten
Zeichnung klarer verstanden, worin:
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1 ein
Blockschaltplan eines Anzeigesystems unter Verwendung eines optischen
Beugungsmodulators, das in einem mobilen Endgerät angewendet wird, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein
Blockschaltplan der in 1 gezeigten Projektionssteuereinheit
ist;
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3 ein
Blockschaltplan ist, der eine Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Ablaufplan ist, der ein Verfahren zum Steuern der Helligkeit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
Tabelle ist, die ein Beispiel der Anwendungsstromwerte zeigt, die
in der Tabelle der Anwendungsstromwerte nach 3 gespeichert sind;
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6A bis 6E graphische
Darstellungen sind, die Beispiele von Videotypen zeigen, die in der
vorliegenden Erfindung verwendet werden; und
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7 eine
graphische Darstellung für
die Bestimmung der typgestützten
Multiplikationsfaktoren ist, die verwendet werden, um Referenzdaten
zu erhalten, die in der Korrekturdatenreferenzeinheit nach 3 zu
speichern sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
sollte auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen gleiche
Bezugszeichen überall
in den verschiedenen Zeichnungen verwendet werden, um gleiche oder ähnliche
Komponenten zu bezeichnen.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung ausführlich
beschrieben.
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1 ist
ein Blockschaltplan eines Anzeigesystems unter Verwendung eines
optischen Beugungsmodulators, das in einem mobilen Endgerät angewendet
wird, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 enthält das Anzeigesystem
unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators, das in einem
mobilen Endgerät
angewendet wird, gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Funkkommunikationseinheit 110,
eine Tasteneingabeeinheit 112, einen Speicher 114,
einen Basisbandprozessor 116, einen Bildsensormodulprozessor 118,
eine Anzeigeeinheit 120, einen Multimedia-Prozessor 122 und
einen Projektor 130 des optischen Modulators.
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Die
Funkkommunikationseinheit 110 kommuniziert drahtlos mit
einem externen System, die Tasteneingabeeinheit 112 empfängt von
außerhalb des
vorliegenden Systems kommende Informationen und der Speicher 114 speichert
Daten, wie z. B. Videodaten.
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Der
Basisbandprozessor 116 und der Multimedia-Prozessor 122 erlauben,
dass das Video auf der Anzeigeeinheit 120 angezeigt wird,
oder steuern die Projektionssteuereinheit 140 des Projektors 130 des
optischen Modulators, d. h. ein Anzeigesystem unter Verwendung eines
optischen Beugungsmodulators des Einplattentyps, um das Video auf
einen Schirm 160 zu projizieren.
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Der
Bildsensormodulprozessor 118 verarbeitet das von einer
Kamera oder dergleichen eingegebene Video und sendet die verarbeiteten
Videodaten zum Basisbandprozessor 116 oder zum Multimedia-Prozessor 122.
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Die
Anzeigeeinheit 120 zeigt die vom Basisbandprozessor 116 gelieferten
Videodaten auf einem Schirm an.
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Unter
der Steuerung des Basisbandprozessors 116 erzeugt der Projektor 130 des
optischen Modulators basierend auf den vom Basisbandprozessor 116 eingegebenen
Videodaten das Video unter Verwendung des optischen Beugungsmodulators
des Einplattentyps, wobei er das erzeugte Video vergrößert und
dann das vergrößerte Video
auf den Schirm 160 projiziert. Der Projektor 130 des
optischen Modulators enthält
eine Projektionssteuereinheit 140 und ein optisches Modulationssystem 150.
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Die
Projektionssteuereinheit 140 steuert das optische Modulationssystem 150,
um das Video basierend auf den vom Multimedia-Prozessor 122 eingegebenen
Videodaten in Reaktion auf die Steuersignale vom Basisbandprozessor 116 zu
erzeugen.
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Die
Projektionssteuereinheit 140 enthält, wie in 2 gezeigt
ist, eine Videoeingabeeinheit 202, eine Helligkeitssteuereinheit 203,
eine Gammareferenzspannungs-Speichereinheit 204, eine Videokorrektureinheit 206,
eine Speichereinheit 208 für bildpunktgestützte Korrekturdaten,
eine Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210, eine
Spannungsbereichseinstelleinheit 212 für die obere Elektrode, eine
Spannungsbereichseinstelleinheit 214 für die untere Elektrode, eine
Lichtquellen-Steuereinheit 216,
eine Abtaststeuereinheit 218, eine Ansteuerschaltung 222 für den optischen
Modulator, eine Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 und eine
Scanner-Ansteuerschaltung 226.
Hier bilden die Helligkeitssteuereinheit 203, die Lichtquellen-Steuereinheit 216 und
die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 eine
Helligkeitssteuervorrichtung. Eine ausführliche Beschreibung der Projektionssteuereinheit 140 wird
später
gegeben.
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In
Reaktion auf die Steuersignale von der Projektionssteuereinheit 140 erzeugt
das optische Modulationssystem 150 das Video, vergrößert das erzeugte
Video und projiziert dann das vergrößerte Video auf den Schirm 160.
Das optische Modulationssystem 150 enthält eine Lichtquelleneinheit 151, eine
optische Beleuchtungseinheit 152, einen optischen Beugungsmodulator 153,
eine optische Schliereneinheit 154 und eine optische Projektions- und
Abtasteinheit 155.
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Die
Lichtquelleneinheit 151 erzeugt und emittiert in Reaktion
auf die Steuersignale zum Schalten der Lichtquelle von der Projektionssteuereinheit 140 rotes
Licht R, grünes
Licht G und blaues Licht B, während
die optische Beleuchtungseinheit 152 veranlasst, dass das
durch die Lichtquelleneinheit 151 emittierte Licht auf
den optischen Beugungsmodulator 153 einfällt.
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Der
optische Beugungsmodulator 153 erzeugt das Video, indem
er das von der optischen Beleuchtungseinheit 152 einfallende
Licht in Reaktion auf die Videodatensignale, die Referenzspannung, die
Spannung für
die untere Elektrode, ein vertikales Synchronisationssignal und
ein horizontales Synchronisationssignal von der Projektionssteuereinheit 140 beugt
(d. h. die optische Beleuchtungseinheit 152 erzeugt gebeugtes
Licht, das mehrere Beugungsordnungen besitzt, indem sie das einfallende Licht
beugt, wobei in diesem Fall das gebeugte Licht, das eine oder mehrere
erwünschte
Beugungsordnungen besitzt, die aus mehreren Beugungsordnungen des
gebeugten Lichts ausgewählt
werden, das Video bildet).
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Die
optische Schliereneinheit 154 leitet das gebeugte Licht,
das eine oder mehrere gewünschte Beugungsordnungen
besitzt, die aus mehreren Beugungsordnungen des durch den optischen
Beugungsmodulator 153 erzeugten gebeugten Lichts ausgewählt werden,
hindurch.
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Die
optische Projektions- und Abtasteinheit 155 projiziert
das durch das durch die optische Schliereneinheit 154 hindurchgeleitete
gebeugte Licht gebildete Video auf den Schirm 160.
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2 ist
eine graphische Darstellung, die die Konstruktion einer Projektionssteuereinheit
zeigt, die mit einer Helligkeitssteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Weil ihre Konstruktion
oben beschrieben worden ist, wird im Folgenden ihr Betrieb beschrieben.
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Die
Videoeingabeeinheit 202 führt eine Schnittstellenfunktion
zwischen dem optischen Lichtmodulationssystem 150 und einem
Steuersystem des mobilen Endgerätes
aus. Die Videoeingabeeinheit 202 der Projektionssteuereinheit 140 empfängt die
Videodaten vom Multimedia-Prozessor 122, wobei sie gleichzeitig
ein vertikales Synchronisationssignal Vsync und ein horizontales
Synchronisationssignal Hsync empfängt.
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Unterdessen
analysiert die Helligkeitssteuereinheit 203 der Projektionssteuereinheit 140 jeden Rahmen
des Videos, der von der Videoeingabeeinheit 202 eingegeben
wird, unter Verwendung eines Histogramms, das auf den Verteilungseigenschaften der
Helligkeit basiert, wobei sie den Videotyp entsprechend den Eigenschaften
des analysierten Histogramms klassifiziert und die Videodatenumsetzung basierend
auf dem klassifizierten Typ ausführt
und dadurch die Helligkeit des Videos vergrößert. Die Helligkeitssteuereinheit 203 sendet
die Informationen über
den für
jeden Rahmen klassifizierten Videotyp zur Lichtquellen-Steuereinheit 216.
Die Helligkeitssteuereinheit 203 wird später unter
Bezugnahme auf 3 ausführlich getrennt beschrieben.
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Danach
setzt die Videokorrektureinheit 206 der Projektionssteuereinheit 140 die
horizontal bzw. lateral eingegebenen Videodaten in vertikal angeordnete
Videodaten um, indem sie eine Datentransponierung oder einen Video-Pivotierungs-Prozess
der lateral angeordneten Videodaten in vertikal angeordnete Daten
ausführt,
wobei sie die vertikal angeordneten Daten ausgibt. Der Grund, aus
dem die Videokorrektureinheit 206 die Datentransponierung
erfordert, besteht darin, dass eine Abtastzeile, die vom optischen
Beugungsmodulator 153 emittiert wird, so konfiguriert ist,
dass sie in einer lateralen Richtung abgetastet und angezeigt wird,
weil mehrere gebeugte Lichtflecken, die mehreren Bildpunkten entsprechen
(z. B. 480 Bildpunkten in dem Fall, in dem die Anzahl der Stücke der
Eingangsvideodaten 480·640 ist),
in einer vertikalen Richtung angeordnet sind.
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Unterdessen
speichert die Gammareferenzspannungs-Speichereinheit 204 eine Referenzspannung
(Gammareferenzspannung) für
die obere Elektrode und eine Referenzspannung (Gammareferenzspannung)
für die
untere Elektrode. Hier bedeutet die "Referenzspannung (Gammareferenzspannung)
für die
obere Elektrode" eine
Referenzspannung für
die obere Elektrode, auf die Bezug genommen wird, wenn die Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator
des optischen Beugungsmodulators 153 die Anwendungsspannungen
für die
entsprechenden Elemente entsprechend den Graustufen der Videodaten
ausgibt, während
die "Referenzspannung
für die
untere Elektrode" eine
Spannung bedeutet, die an die untere Elektrode des optischen Beugungsmodulators 153 angelegt
ist.
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Der
Grund, aus dem die Referenzspannung für die obere Elektrode und die
Referenzspannung für
die untere Elektrode in der Gammareferenzspannungs-Speichereinheit 204 gespeichert
sind und aus dem auf sie durch die Ansteuerschaltung 222 für den optischen
Modulator des optischen Beugungsmodulators 153 Bezug genommen
wird, wenn die Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator des
optischen Beugungsmodulators 153 die Anwendungsspannungen
entsprechend den Graustufen ausgibt, ist, dass die Intensität des gebeugten
Lichts, das vom optischen Beugungsmodulator 153 emittiert
wird, eine Gammakennlinie zeigt, bei der es sich nicht linear mit
dem Pegel einer angelegten Spannung ändert, sondern sich nichtlinear ändert.
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In
dieser Situation erfasst, wenn eine Graustufe der Videodaten von
der Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 eingegeben
wird, die Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator eine
Spannung für
die obere Elektrode, die der Graustufe entspricht, unter Bezugnahme
auf die Referenzspannung für
die obere Elektrode, die durch die Spannungsbereichseinstelleinheit 212 für die obere
Elektrode bereitgestellt wird, um die Spannung für die obere Elektrode zu erfassen,
die der Graustufe entspricht. Zu diesem Zeitpunkt liest die Spannungsbereichseinstelleinheit 212 für die obere
Elektrode die Referenzspannung für
die obere Elektrode aus der Gammareferenzspannungs-Speichereinheit 204 und
gibt die gelesene Referenzspannung für die obere Elektrode an die
Ansteuerschaltung 222 für den
optischen Modulator aus. Gleichzeitig wird die Spannung für die untere
Elektrode durch die Spannungseinstelleinheit 214 für die untere
Elektrode dem optischen Beugungsmodulator 153 bereitgestellt. Das
heißt,
die Spannungseinstelleinheit 214 für die untere Elektrode liest
die Referenzspannung für
die untere Elektrode aus der Gammareferenzspannungs-Speichereinheit 204 und
stellt sie der unteren Elektrode des optischen Beugungsmodulators 153 bereit.
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Demgemäß wird der
optische Beugungsmodulator 153 in Reaktion auf die durch
die Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator bereitgestellte
Spannung für
die obere Elektrode und die durch die Spannungseinstelleinheit 214 für die untere Elektrode
bereitgestellte Spannung für
die untere Elektrode angesteuert, wobei er das gebeugte Licht durch
das Modulieren des einfallenden Lichts erzeugt.
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Unterdessen
wird auf die elementgestützten Korrekturdaten,
die in der Berechnungseinheit 208 für elementgestützte Korrekturdaten
gespeichert sind, Bezug genommen, wenn die Videokorrektureinheit 206 die
korrigierten Videodaten erzeugt, indem sie die Videodaten von der
Helligkeitssteuereinheit 203 korrigiert, wobei sie in einer
Tabelle angeordnet werden können.
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Die
Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 stellt
die von der Videokorrektureinheit 206 ausgegebenen Videodaten
der Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator bereit.
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Die
Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 empfängt ein
vertikales Synchronisationssignal und ein horizontales Synchronisationssignal
von der Videokorrektureinheit 206 und gibt sie aus.
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Unterdessen
steuert die Lichtquellen-Steuereinheit 216, wenn das vertikale
Synchronisationssignal und das horizontale Synchronisationssignal
von der Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 empfangen
werden, die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224, um die
Lichtquelle zu schalten. Außerdem
bestimmt die Lichtquellen-Steuereinheit 216, wenn die Informationen über einen
rahmengestützten
Videotyp von der Helligkeitssteuereinheit 203 empfangen
werden, eine dem Typ entsprechende Verringerung der Lichtausgabe,
wobei sie einen der bestimmten Verringerung entsprechenden Stromwert
bestimmt, der an die Lichtquelleneinheit 151 anzulegen
ist, und ein dem bestimmten Stromwert entsprechendes Steuersignal
der Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 bereitstellt. Dann
verringert die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 einen an
die Lichtquellen-Steuereinheit 216 anzulegenden Strom in
Reaktion auf eine Steuereinheit von der Lichtquellen-Steuereinheit 216.
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Unterdessen
steuert die Abtaststeuereinheit 218, wenn ein vertikales
Synchronisationssignal und ein horizontales Synchronisationssignal
von der Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 empfangen
werden, die Scanner-Ansteuerschaltung 226, um den (nicht
gezeigten) Scanner der optischen Projektions- und Abtasteinheit 155 anzusteuern.
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Unterdessen
erzeugt die Ansteuerschaltung 222 für den optischen Modulator,
wenn die Informationen über
eine Videodaten-Graustufe von der Videodaten-/Synchronisationssignal-Ausgabeeinheit 210 empfangen
werden, unter Bezugnahme auf die von der Spannungsbereichseinstelleinheit 212 für die obere
Elektrode bereitgestellte Referenzspannung für die obere Elektrode eine
Ansteuerschaltung für die
obere Elektrode und gibt die Ansteuerspannung an den optischen Beugungsmodulator 153 aus.
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3 ist
ein Blockschaltplan, der eine Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, während 4 ein Ablaufplan
ist, der ein Verfahren zum Steuern der Helligkeit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 3 enthält die Vorrichtung
zum Steuern der Helligkeit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Helligkeitssteuereinheit 203,
eine Lichtquellen-Steuereinheit 216 und eine Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224.
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Die
Helligkeitssteuereinheit 203 enthält eine Videosignal-Empfangseinheit 310,
eine Helligkeitsberechnungseinheit 312, eine Histogramm-Analyseeinheit 314,
eine Videoklassifikationseinheit 316, eine Videodaten-Korrektureinheit 318,
eine Videodaten-Ausgabeeinheit 320 und eine Korrekturdatenreferenzeinheit 322.
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Die
Lichtquellen-Steuereinheit 216 enthält eine Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330,
eine Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332,
eine Steuersignal-Erzeugungseinheit 334 und
eine Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte.
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Hier
können
die Helligkeitsberechnungseinheit 312, die Histogramm-Analyseeinheit 314 und
die Videoklassifikationseinheit 316 zusammen als eine "Videohelligkeitstyp-Klassifikationseinheit" bezeichnet werden,
während
die Videodaten-Korrektureinheit 318, die Videodaten-Ausgabeeinheit 320 und
die Korrekturdatenreferenzeinheit 322 zusammen als eine "Helligkeitskorrektureinheit" bezeichnet werden können.
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In
diesem Fall empfängt
die Videosignal-Empfangseinheit 310 Rot-/Grün-/Blau-Videodaten
(R/G/B-Videodaten) von der Videoeingabeeinheit 202.
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Unterdessen
setzt die Helligkeitsberechnungseinheit 312 die von der
Videosignal-Empfangseinheit 310 empfangenen R/G/B-Videodaten
in Grau-Videodaten um, die durch die Helligkeit repräsentiert
werden.
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Danach
erzeugt die Histogramm-Analyseeinheit 314 ein Histogramm
für einen
Rahmen des Videos basierend auf den bildpunktgestützten Helligkeitswerten,
die durch die Helligkeitsberechnungseinheit 312 berechnet
werden.
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Die
Videoklassifikationseinheit 316 analysiert die Form des
Histogramms und erfasst den Typ des analysierten Histogramms. Die
Videoklassifikationseinheit 316 benachrichtigt die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 der
Lichtquellen-Steuereinheit 216 vom Typ des Histogramms,
der durch das Analysieren der Form der graphischen Darstellung erfasst wird.
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Unterdessen
speichert die Korrekturdatenreferenzeinheit 322 die Multiplikationsfaktordaten,
die verwendet werden, um eine korrigierte Ausgangsgraustufe für jede typgestützte Eingangsgraustufe
zu erhalten.
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Die
Videodaten-Korrektureinheit 318 führt die Korrektur unter Bezugnahme
auf die Multiplikationsfaktordaten aus, die in der Korrekturdatenreferenzeinheit 322 gespeichert
sind und dem durch die Videoklassifikationseinheit 316 erfassten
Typ entsprechen.
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Danach
gibt die Videodaten-Ausgabeeinheit 320 die durch die Videodaten-Korrektureinheit 318 korrigierten
Videodaten aus.
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Unterdessen
bestimmt die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330,
wenn die Informationen über den
Typ des Histogramms von der Videoklassifikationseinheit 316 empfangen
werden, eine Verringerung der Lichtausgabe, die den eingegebenen
Informationen über
den Typ des Histogramms entspricht.
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Die
Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 bestimmt unter Bezugnahme
auf die Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte einen Stromwert,
der an die Lichtquelle anzulegen ist, entsprechend der durch die
Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 bestimmten
Verringerung und gibt ihn aus.
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In
diesem Fall enthält
die Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte die Indizes der
Anwendungsstromwerte basierend auf dem Prozentsatz der Helligkeit,
wobei sie die Indizes der Anwendungsstromwerte basierend auf den
Prozentsätzen
der Helligkeit sowohl für
eine R-Lichtquelle, eine G-Lichtquelle
G als auch eine B-Lichtquelle enthält.
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Wenn
z. B. der Prozentsatz der Helligkeit auf 1 (d. h. 100 %) gesetzt
ist, enthält
eine Tabelle der Anwendungsstromwerte basierend auf dem Prozentsatz
der Helligkeit, die in der in 5 gezeigten
Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte gespeichert ist, die
Indizes "r_index_n" der Anwendungsstromwerte
für die
R-Lichtquelle, die
Indizes g_index_n der Anwendungsstromwerte für die G-Lichtquelle und die Indizes
b_index_n der Anwendungsstromwerte für die B-Lichtquelle. Wenn außerdem der Prozentsatz der
Helligkeit von 1 durch n geteilt wird, enthält die Tabelle 336 der
Anwendungsstromwerte die Indizes der Anwendungsstromwerte für die R-Lichtquelle,
die Indizes der Anwendungsstromwerte für die G-Lichtquelle und die
Indizes der Anwendungsstromwerte für die R-Lichtquelle. Als ein
Beispiel enthält
die Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte, wenn der Prozentsatz
der Helligkeit auf n – 4/n
gesetzt ist, die Indizes r_index_n-4 der Anwendungsstromwerte für die R-Lichtquelle, die
Indizes g_index_n-4 der Anwendungsströme für die G-Lichtquelle und die
Indizes b_index_n-4 der Anwendungsstromwerte für die B Lichtquelle.
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Die
Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 liest einen Index der
Anwendungsstromwerte basierend auf der von der Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 bestimmten
Verringerung der Lichtausgabe aus der Tabelle 336 der Anwendungsstromwerte
und gibt den gelesenen Index der Anwendungsstromwerte aus.
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Die
Steuersignal-Erzeugungseinheit 334 erzeugt ein Steuersignal
der Lichtquellen-Steuereinheit 151 basierend auf dem durch
die Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 bestimmten
Index der Anwendungsstromwerte und gibt das erzeugte Steuersignal an
die Lichtquellen-Steuereinheit 151 aus.
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Nun
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 und 4 der
Betrieb der Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
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Zuerst
empfängt
im Schritt S110 die Videosignal-Empfangseinheit 310 die
R/G/B-Videodaten von der Videoeingabeeinheit 202.
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Danach
berechnet im Schritt S112 die Helligkeitsberechnungseinheit 312 die
Helligkeit für
jeden der Bildpunkte eines Rahmens der R/G/B-Videodaten.
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Als
ein Beispiel wird angenommen, dass die Graustufe der R-Videodaten
eines spezifischen Bildpunktes r ist, die Graustufe der G-Videodaten
g ist, die Graustufe der B-Videodaten b ist und die Helligkeit des
Bildpunktes L ist, L = α·r + β·g + γ·b. In
diesem Fall ist die Folge des Beitrags der Videodaten zur Helligkeit
G- > R- > B-Videodaten, so dass
die Gewichte α, β, γ, mit denen
die entsprechenden Stücke
der Videodaten multipliziert werden, in der Folge β > α > γ bestimmt
sind.
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Wenn
die Helligkeitsberechnungseinheit 312 die Helligkeit für jeden
der Bildpunkte berechnet, die die von der Videosignal-Empfangseinheit 310 empfangenen
Videodaten bilden, und die berechnete Helligkeit ausgibt, wie oben
beschrieben worden ist, leitet die Histogramm-Analyseeinheit 314 im
Schritt S114 ein Helligkeits-Histogramm für jeden Rahmen her.
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Das
heißt,
die Helligkeitsberechnungseinheit 312 berechnet die Helligkeit
jedes der Bildpunkte, die jeden Rahmen der Videodaten bilden, und
gibt die berechnete Helligkeit aus.
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Dann
zeichnet die Histogramm-Analyseeinheit 314 ein Helligkeits-Histogramm
für jeden
Rahmen unter Verwendung aller Helligkeitswerte für alle Bildpunkte des Rahmens
(die Anzahl aller Bildpunkte = vertikale Auflösung·horizontale Auflösung), wobei eine
Achse auf eine Helligkeitsachse gesetzt ist, während die andere Achse auf
eine Häufigkeitsachse gesetzt
ist.
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In
diesem Fall kann das durch die Histogramm-Analyseeinheit 314 erhaltene
Helligkeits-Histogramm ein Verteilungstyp mit Zwischen-Graustufen (6A),
ein Verteilungstyp mit höheren
Graustufen (6B), ein Verteilungstyp mit
niedrigeren Graustufen (6C), ein
Verteilungstyp mit höheren
und niedrigeren Graustufen (6D) und
ein Verteilungstyp mit vollen gleichmäßigen Graustufen (6E)
sein, wie in den Beispielen nach den 6A bis 6E veranschaulicht
ist. Hier steht der Verteilungstyp mit Zwischen-Graustufen mit einem Videorahmen
in Beziehung, der viele Zwischen-Helligkeitswerte
enthält,
steht der Verteilungstyp mit höheren
Graustufen mit einem Videorahmen in Beziehung, der viele höchste Helligkeitswerte
enthält,
steht der Verteilungstyp mit niedrigeren Graustufen mit einem Videorahmen
in Beziehung, der ein Video mit dunklen Bildpunkten enthält, steht
der Verteilungstyp mit höheren
und niedrigeren Graustufen mit einem Videorahmen in Beziehung, in
dem helle Abschnitte und dunkle Abschnitte deutlich voneinander
unterschieden sind, und steht der Verteilungstyp mit vollen gleichmäßigen Graustufen
mit einem Videorahmen in Beziehung, der Helligkeitswerte besitzt.
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Wenn
die Histogramm-Analyseeinheit 314 ein Histogramm gezeichnet
hat, wie oben beschrieben worden ist, bestimmt im Schritt S116 die
Videoklassifikationseinheit 316 den Typ des Histogramms, wobei
sie die Informationen über
den bestimmten Typ an die Videodaten-Korrektureinheit 318 ausgibt
und die Informationen an die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 der
Lichtquellen-Steuereinheit 216 ausgibt.
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Unterdessen
speichert die Korrekturdatenreferenzeinheit 322 die Multiplikationsfaktoren
basierend auf den Graustufen in Abhängigkeit von den Typen der
graphischen Darstellungen der Graustufen gegen die Helligkeit.
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Hier
werden entsprechende typgestützte Multiplikationsfaktoren
durch Experimente bestimmt. Sie werden so bestimmt, dass, wenn die
Graustufen durch das Multiplizieren der Graustufen mit den Multiplikationsfaktoren
korrigiert werden, eine mittlere Graustufe vergrößert wird und folglich die Helligkeitseigenschaften
einer Anzeige verbessert werden.
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Beispiele
hiervon sind in 7 gezeigt. Die graphische Darstellung ➀ nach 7 ist
eine graphische Darstellung der Multiplikationsfaktoren für den Verteilungstyp
mit Zwischen-Graustufen. In dem Fall des Verteilungstyps mit Zwischen-Graustufen
werden die Helligkeitseigenschaften durch die weitere Vergrößerung der
Zwischen-Helligkeitswerte beträchtlich
verbessert, weil es viele Zwischen-Helligkeitswerte gibt, so dass
die graphische Darstellung so konfiguriert ist, dass die Zwischenwerte
multipliziert werden.
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Die
graphische Darstellung ➁ nach 7 ist eine
graphische Darstellung der Multiplikationsfaktoren für den Verteilungstyp
mit höheren
Graustufen. Im Fall dieses Typs ist es nicht notwendig, die Helligkeitseigenschaften
im hohen Grade zu verbessern, weil die Helligkeitseigenschaften
ganz und gar hervorragend sind, so dass eine graphische Darstellung veranschaulicht
ist, die niedrige Werte enthält.
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Die
graphische Darstellung ➂ nach 7 ist eine
graphische Darstellung der Multiplikationsfaktoren für den Verteilungstyp
mit niedrigeren Graustufen. Im Fall dieses Typs wird ein geeigneter
Wert des Multiplikationsfaktors im Hinblick auf die Stimmung des
Videos ausgewählt,
weil der ursprüngliche
Rahmen ein dunkles Video ist, selbst wenn ein großer Multiplikationsfaktor
erforderlich ist, um die Helligkeitseigenschaften zu verbessern,
weil ein in Beziehung stehender Videorahmen ein völlig dunkles
Video enthält.
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Die
graphische Darstellung ➃ nach 7 ist eine
graphische Darstellung der Multiplikationsfaktoren für den Verteilungstyp
mit höheren
und niedrigeren Graustufen. Im Fall dieses Typs sind das Video mit
höheren
Graustufen und das Video mit niedrigeren Graustufen deutlich voneinander
unterschieden, so dass keine Änderung
des Videos auftritt, selbst wenn die Werte der Zwischen-Graustufen
im hohen Grade multipliziert werden, mit dem Ergebnis, dass ein
höherer
Multiplikationsfaktor auf die Werte der Zwischen-Graustufen angewendet
wird.
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Die
graphische Darstellung ➄ nach 7 ist eine
graphische Darstellung der Multiplikationsfaktoren für den Verteilungstyp
mit vollen gleichmäßigen Graustufen.
Selbst wenn die niedrigeren Graustufen mit einem höheren Multiplikationsfaktor
multipliziert werden, gibt es keine große Änderung im Video, so dass diese
graphische Darstellung so konfiguriert ist, wie in 7 gezeigt
ist.
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Hier
speichert die Korrekturdatenreferenzeinheit 322 die für die entsprechenden
Graustufen bestimmten Multiplikationsfaktoren. Das heißt, die Korrekturdatenreferenzeinheit 322 speichert
die Multiplikationsfaktoren, die erhalten werden, indem durch die
numerische Analyse der graphischen Darstellungen nach 7 eine
Gleichung vierten Grades erhalten wird und die Multiplikationsfaktoren
für die
entsprechenden Graustufen berechnet werden.
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Die
Korrekturdatenreferenzeinheit 322 speichert die für die entsprechenden
Graustufen bestimmten typgestützten
Multiplikationsfaktoren, wie oben beschrieben worden ist. Wenn die
Videodaten-Korrektureinheit 318 Informationen über den
Videotyp von der Videoklassifikationseinheit 316 empfängt, korrigiert
sie demgemäß die Eingangsvideodaten
unter Bezugnahme auf die in der Korrekturdatenreferenzeinheit 322 gespeicherten
Werte der Multiplikationsfaktoren für die typgestützten Graustufen, wobei
sie die korrigierten Eingangsdaten im Schritt S118 ausgibt.
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Als
ein Beispiel werden die R/G/B-Videodaten, wenn der durch die Videoklassifikationseinheit 316 bestimmte
Videotyp der Verteilungstyp mit niedrigeren Graustufen ist und die
Eingangsvideo-Graustufe 100 ist, mit einem Multiplikationsfaktor
unter Bezugnahme auf den Multiplikationsfaktor der graphischen Darstellung ➂ nach 7 für die Graustufe 100 multipliziert,
der in der Korrekturdatenreferenzeinheit 322 gespeichert
ist, wobei die multiplizierten Videodaten ausgegeben werden. Wenn
der Multiplikationsfaktor der graphischen Darstellung ➂ für die Eingangsvideo-Graustufe 100 LUT3 100 ist,
das Eingangsvideo Rin, Gin und Bin ist, das Ausgangsvideo Rout,
Gout und Bout ist, werden Rout = LUT3(100)·Rin, Gout = LUT3(100)·Gin und
Bout = LUT3(100)·Bin
erhalten.
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Unterdessen
können,
wenn die Graustufe des Eingangsvideos bestimmt worden ist, die größten der
R/G/B-Daten der Eingangsvideodaten als eine Referenz verwendet werden,
oder es kann die Graustufe der G-Videodaten,
die die Graustufen-Helligkeit am signifikantesten beeinflusst, als
eine Referenz verwendet werden.
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Unterdessen
bestimmt im Schritt S130, wenn die Informationen über den
Typ eines Histogramms von der Videoklassifikationseinheit 316 eingegeben
werden, die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 eine Verringerung
der Lichtausgabe, die den Informationen über den Typ eines Histogramms entspricht.
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Wenn
z. B. der Typ einer Histogramm-Eingabe von der Videoklassifikationseinheit 316 ein
Verteilungstyp mit Zwischen-Graustufen ist, kann die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 eine
Verringerung der Lichtausgabe auf 30 % setzen, weil sich die Helligkeitseigenschaften
beträchtlich
verbessert haben. Im Fall des Verteilungstyps mit höheren Graustufen kann
die Verringerung auf 0 % gesetzt werden, weil die Helligkeitseigenschaften
wenig verbessert worden sind. Im Fall des Verteilungstyps mit niedrigeren Graustufen
kann die Verringerung auf 20 % gesetzt werden, weil die Helligkeitseigenschaften
im hohen Maße
verbessert worden sind. Im Fall des Verteilungstyps mit höheren und
niedrigeren Graustufen kann die Verringerung auf 10 % gesetzt werden,
weil die Helligkeitseigenschaften etwas verbessert worden sind.
Im Fall des Verteilungstyps mit vollen gleichmäßigen Graustufen kann die Verringerung
auf 5 % gesetzt werden, weil die Helligkeitseigenschaften ein wenig
verbessert worden sind.
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Wenn
die Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 eine Verringerung
der Lichtausgabe basierend auf den Typ eines von der Videoklassifikationseinheit 316 eingegebenen
Histogramms im Schritt S132 bestimmt, wie oben beschrieben worden
ist, bestimmt die Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 einen Wert,
der durch das Subtrahieren der Verringerung der Lichtausgabe in
dem Fall, in dem die Helligkeit der Ausgabe der Lichtquelle auf
100 % gesetzt ist, vom Betrag der Lichtausgabe erhalten wird, wobei sie
einen Index des Anwendungsstroms, der einen Prozentsatz der Helligkeit
besitzt, der dem bestimmten Wert entspricht, aus der Tabelle 336 der
Anwendungsstromwerte liest und den Index des Anwendungsstroms ausgibt.
Das heißt,
als ein Beispiel setzt in dem Fall, in dem eine von der Lichtausgabe-Bestimmungseinheit 330 eingegebene
Verringerung der Lichtausgabe 30 % beträgt, die Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 den
Betrag der Lichtausgabe auf 70 %, liest einen entsprechenden Index
der Anwendungsstromwerte aus der Tabelle 336 der Anwen dungsstromwerte
und gibt den Index der Anwendungsstromwerte aus.
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Dann
erzeugt im Schritt S134 die Steuersignal-Erzeugungseinheit 334 ein Steuersignal,
um die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 zu steuern, um den
Anwendungsstrom basierend auf dem Index der Anwendungsstromwerte,
der durch die Steuerbetrag-Bestimmungseinheit 332 bestimmt
worden ist, an die Lichtquellen-Steuereinheit 151 anzulegen,
wobei sie das Steuersignal an die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 ausgibt.
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Demgemäß steuert
im Schritt S136 die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 224 die
Lichtquellen-Steuereinheit 151 durch das Ausgeben der Stromwerte
in Reaktion auf das durch die Steuersignal-Erzeugungseinheit 334 erzeugte
Steuersignal an die R-Lichtquelle, die G-Lichtquelle und die B-Lichtquelle.
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Wie
oben beschrieben worden ist, gibt es gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Vorteil, weil die Helligkeitseigenschaften des projizierten
Videos verbessert werden, indem die mittlere Graustufe des Videos
durch die Videodatenverarbeitung in einer Situation vergrößert wird,
in der die Ausgangseigenschaften der Lichtquellen und der Wirkungsgrad
eines optischen Modulators und eines optischen Systems fest sind,
wie in 7 gezeigt ist.
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7 zeigt
Variationen der Graustufen für entsprechende
Videotypen und gibt an, dass die Helligkeitswerte im Allgemeinen
vergrößert werden.
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Außerdem gibt
es gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Vorteil, weil die mittlere Graustufe des Videos durch die
Videodatenverarbeitung vergrößert wird,
so dass die Helligkeitseigenschaften verbessert werden und der Betrag
der Ausgabe der Lichtquellen entsprechend verringert wird, wobei
dadurch die Leistungsaufnahme verringert wird.
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Außerdem gibt
es gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Vorteil, weil auf Grund einer Verringerung des Betrags der
Ausgabe der Lichtquellen die Leistungsaufnahme verringert werden
kann, so dass ein mobiles Endgerät
mit einer Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines optischen Beugungsmodulators
ausgerüstet
wird und folglich das Mobiltelephon während einer langen Zeit verwendet
werden kann, ohne geladen zu werden.
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Das
heißt,
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Leistungsaufnahme auf Grund einer Verringerung
des Betrags der Ausgabe der Lichtquellen verringert, so dass in
dem Fall, in dem das mobile Endgerät mit der Anzeige ausgerüstet ist,
ein mobiles Endgerät
während
einer langen Zeit ohne Laden verwendet werden kann, wobei dadurch
die Bequemlichkeit für
einen Anwender vergrößert wird.
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Obwohl
die bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung für
veranschaulichende Zwecke offenbart worden sind, werden die Fachleute auf
dem Gebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen
und Ersetzungen möglich sind,
ohne vom Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen,
wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
offenbart sind.