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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bildanzeigesystem des Projektionstyps,
ein Informationsspeichermedium und ein Bildverarbeitungsverfahren, das
eine Kalibrierung unter Berücksichtigung
des Einflusses des Umgebungslichts sowie der Projektionsebene ausführen kann.
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Wenn
ein Bild durch ein Bildanzeigesystem des Projektionstyps wie ein
Projektor zu projizieren ist, kann der Bildeindruck unter dem Einfluss
des Umgebungslichts wie Beleuchtung oder externes Licht und/oder
unter dem Einfluss der Projektionsebene wie Schirm oder Wand variieren.
Um einen idealen Bildeindruck wiederzugeben, indem der variierte Bildeindruck
korrigiert wird, ist ein Bildanzeigesystem vorgeschlagen worden,
das zur automatischen Korrektur der Bildinformationen auf Basis
von Messungen von Kalibrierbildern und zur Projektion eines Bildes
auf Basis der korrigierten Bildinformationen ausgelegt ist.
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Die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-82137 z. B. offenbart ein
Bildanzeigesystem, das ein Bild korrigiert und anzeigt, indem es
einen gewünschten
Helligkeitsregelungswert aus einer Mehrzahl zuvor gespeicherter
Helligkeitsregelungswerte auf Basis des Wertes der Beleuchtungsstärke auswählt und
ausliest. Ein derartiges System wurde allgemein in der herkömmlichen
Technik zur Korrektur des Bildes verwendet, indem ein Regulierungswert
in Abhängigkeit
von der gemessenen Beleuchtungsstärke gewählt und ausgelesen wird.
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Bei
Verwendung der Beleuchtungsstärke kann
das Bildanzeigegerät
zwar die Helligkeit des Bildes, aber nicht die Farbe im Bild korrigieren.
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Wenn
ein Bild auf einem Monitor oder dgl. angezeigt wird, ist es für das Bildanzeigegerät relativ einfach
und leicht, den Regulierungswert nur auf Basis der Beleuchtungsstärke zu bestimmen,
weil die Eigenschaft des Materials des Bildanzeigebereichs stets
unverändert
ist. Wenn ein Bild auf einen Schirm oder dgl. projiziert wird, variiert
der Bildeindruck in Abhängigkeit
von Farbe und Eigenschaft des Schirmmaterials zusätzlich zur
Beleuchtungsstärke,
da die Farbe (spektraler Reflexionsgrad) und die Eigenschaft des
Schirmmaterials variabel sind.
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Auch
wenn das herkömmliche
System zur Wahl und Anwendung der Regulierungswerte herangezogen
wird, kann das Bildanzeigegerät
den Bildeindruck nicht einwandfrei einregeln, sofern nicht Farbe
und Material des Schirms berücksichtigt
werden.
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Im
Allgemeinen ist der Projektionsabstand zwischen dem Bildanzeigegerät des Projektionstyps und
dem Schirm variabel. Die Menge des projizierten Lichts pro Flächeneinheit
des Schirms variiert in Abhängigkeit
vom Projektionsabstand. Selbst wenn das Umgebungslicht unveränderlich
ist, variiert der Bildeindruck in Abhängigkeit von der Menge des
projizierten Lichts pro Flächeneinheit.
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Auch
wenn das herkömmliche
System zur Wahl und Anwendung der Regulierungswerte herangezogen
wird, kann daher das Bildanzeigegerät den Bildeindruck nicht einwandfrei
einregeln, sofern nicht der Projektionsabstand berücksichtigt
wird.
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Vor
allem dann, wenn das Bildanzeigegerät sowohl die Helligkeit als
auch die Farbe eines Bildes korrigieren soll, ist eine extrem große Datenmenge hinsichtlich
der zuvor zu speichernden Regulierungswerte selbst dann erforderlich,
wenn ein System verwendet wird, das zur Bestimmung eines Regulierungswertes
auf Basis der Farbe und des Materials des Schirms sowie des Projektionsabstands
zusätzlich
zum Beleuchtungslicht ausgelegt ist. Die vorherige Einstellung der
Regulierungswerte ist nicht möglich.
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Anstelle
eines Schirms kann eine Wand als Projektionsebene dienen. In diesem
Fall ist es extrem schwierig, im Voraus Regulierungswerte für jede Wand
mit unterschiedlichen Farben und aus unterschiedlichen Materialien
bereitzustellen.
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Da
ein vom Bildanzeigegerät
projiziertes Bild normalerweise von einer Mehrzahl Betrachter gesehen
wird, muss die Kalibrierung so ausgeführt werden, dass für die Betrachter
keine Unannehmlichkeiten entstehen.
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Wenn
z. B. eine Präsentation
erfolgen soll, bei der ein Bild durch einen herkömmlichen Projektor projiziert
wird, führt
der Projektor die Kalibrierung vor, aber nicht während der Präsentation
aus.
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Der
Einfluss des Umgebungslichts kann jedoch während der Präsentation
variieren, d. h. während
der Anzeige des Bildes. Der Bildeindruck ändert sich z. B., wenn sich
das externe Licht ändert.
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In
diesem Fall müssen
die Betrachter die Ausführung
der Kalibrierung des Projektors nach einer Unterbrechung der Präsentation
abwarten. Wenn die Kalibrierung des Projektors zur Berücksichtung des
Einflusses des Umgebungslichts ausgeführt werden soll, müssen sowohl
Farbe als auch Helligkeit kalibriert werden. Wenn die Kalibrierung
sowohl hinsichtlich Farbe als auch Helligkeit immer dann erfolgen
soll, wenn sich das Umgebungslicht ändert, müssen die Betrachter erneut
einige Zeit abwarten.
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Die
WO 01/91099 offenbart ein sich der Umgebung anpassendes Bildanzeigesystem,
ein Bildverarbeitungsverfahren und ein Informationsspeichermedium,
mit denen die gleichen Farben an verschiedenen Orten reproduziert
werden können,
indem etwaige Differenzen der visuellen Umgebung kompensiert werden.
In einer individuellen Umgebung werden Bilddaten erzeugt, indem
etwaige Differenzen zwischen einer Referenzumgebung und einer individuellen
visuellen Umgebung durch einen Farblicht-Informationsverarbeitungsabschnitt
auf Basis von X-, Y- und Z-Werten eines Bildes in einem Bildanzeigebereich,
die von einem Farblichtsensor gemessen werden, sowie von X-, Y-
und Z-Werten, die in einer Referenzumgebung gemessen werden, absorbiert
werden.
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Die
EP-A-1 178 672 offenbart ein Bildanzeigesystem des Projektionstyps
gemäß der Präambel von
Anspruch 1.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildanzeigesystem
des Projektionstyps, ein Informationsspeichermedium und ein Bildverarbeitungsverfahren
bereitzustellen, mit denen eine Bildkalibrierung unter Berücksichtigung
des Einflusses des Umgebungslichts ausgeführt werden kann, während etwaige
Unannehmlichkeiten für
die Betrachter verringert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Bildanzeigesystem des Projektionstyps gemäß Anspruch
1, ein Informationsspeichermedium gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren
gemäß Anspruch
14 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Bildeindruck zu einem Zeitpunkt automatisch eingeregelt
werden, zu dem die Anzeige des normalen Bildes unterbrochen ist,
obwohl der Bildeindruck durch das sich während der Anzeige des normalen
Bildes ändernde
Umgebungslicht variiert, da die Kalibrierung automatisch ausgeführt werden
kann, wenn keine Bildinformationen eingegeben werden.
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Die
Kalibrierung kann so automatisch ausgeführt werden, ohne dass ein Betrachter
warten oder ein Bediener eingreifen muss. Gleichzeitig können etwaige
Unannehmlichkeiten für
den Betrachter während
der Kalibrierung verringert werden.
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Durch
Aktualisieren der Korrekturinformationen kann die benötigte Speicherkapazität verringert werden,
da die Kalibrierung ausgeführt
werden kann, ohne dass zunächst
eine Mehrzahl Korrekturinformationstypen für eine Mehrzahl verschiedener
Umgebungen bereitgestellt erden müsste.
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Die
Messdaten können
Daten zur Angabe von XYZ-Werten, von den XYZ-Werten abgeleitete Daten
(z. B. Koordinatenwerte in einem vorgegebenen Farbraum oder xy-Farbwerte)
und Daten zum Ableiten der XYZ-Werte (z. B. RGB-Werte) enthalten. Der
hierin verwendete Begriff "XYZ" ist eine Art geräteunabhängiger Farbe
gemäß den internationalen Normen,
die von der Commission Internationale de L'Eclairage (CIE) definiert worden sind.
XYZ-Werte können
in RGB-Werte gewandelt werden, wobei der Y-Wert die Helligkeit direkt
angibt. Mit anderen Worten, sowohl die Farbe als auch die Helligkeit
eines Bildes können
detektiert werden, indem die XYZ-Werte in den projizierten Kalibrierbildern
erkannt werden.
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Die
Beurteilung der eingegebenen Bildinformationen kann beispielsweise
durch eine Technik erfolgen, bei der eine Beurteilung auf Basis
des Vorliegens eines Synchronisierungssignals oder eines Data Enable-
(Datenfreigabe) Signals oder durch eine Technik vorgenommen wird,
bei der die Beurteilung auf Basis von Ein- oder Ausschalten erfolgt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das ursprünglich
kalibrierte Kalibrierbild zur Kalibrierung verwendet. Auch wenn
die Eingabe der Bildinformationen dauernd in der Mitte der Kalibrierung
beginnt, gehen vorherige Korrekturinformationen nicht verloren,
und die Korrekturinformationen können
allmählich
schrittweise an die neueste Umgebung angepasst werden.
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Durch Ändern der
Reihenfolge der anzuzeigenden Kalibrierbilder kann die Kalibrierung
ausgeführt
werden, ohne den Betrachter zu irritieren, auch wenn die Kalibrierung
wiederholt erfolgt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform,
bei der nur entweder die Farbe oder die Helligkeit korrigiert werden
kann, weil die Unterbrechungszeit bei der Anzeige des normalen Bildes
zu kurz ist, kann die nicht korrigierte entweder Farbe oder Helligkeit
bei der nächsten
Unterbrechung der Anzeige des normalen Bildes korrigiert werden.
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Auch
wenn die Unterbrechungszeit bei der Anzeige des normalen Bildes
zu kurz ist, kann der Eindruck des reproduzierten Bildes schrittweise
an die neueste Außenumgebung
angepasst werden.
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Die
Messung der XYZ-Werte kann sowohl einen Wert zur Korrektur der Farbe
des Bildes (z. B. einen Koordinaten- oder Farbwert in einem Farbraum) als
auch einen Wert zur Korrektur der Helligkeit des Bildes (z. B. Helligkeitswert)
verwenden. Deshalb kann die Kalibrierung wirksam ausgeführt werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Bildanzeigesystems des Projektionstyps,
das gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts in
einem Projektor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur der Bildverarbeitung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine 3D-LUT-Aktualisierungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine 1D-LUT-Aktualisierungsverarbeitung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr in Zusammenhang mit einem Bildanzeigesystem
des Projektionstyps mit einem Flüssigkristallprojektor,
auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, unter Bezugnahme
auf die Zeichnung beschrieben. Die nachstehend beschriebenen mehreren
Ausführungsformen
sollen den Gültigkeitsbereich
der Erfindung, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert
ist, nicht einschränken.
Alle in den Ausführungsformen dargestellten
Komponenten sind nicht notwendigerweise wesentliche Lösungsmittel
der in den beiliegenden Ansprüchen
definierten Erfindung.
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Gesamtsystem
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1 zeigt
schematisch ein Bildanzeigesystem des Projektionstyps, das gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Ein
Projektor 20, bei dem es sich um eine Art Anzeigegerät des Projektionstyps
handelt, ist im Wesentlichen vor einem Schirm 10 positioniert
und projiziert ein Präsentationsbild,
bei dem es sich um eine Art Normalbild handelt, auf Basis von Bildsignalen, die
von einem Notebook Personal Computer (PC) 90 über ein
Kabel 40 geliefert werden.
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Ein
Vortragender 30 zeigt einem Betrachter des Bildes eine
Präsentation,
während
er eine gewünschte
Stelle eines Bildes in einer Bildanzeigezone 12 auf dem
Schirm 10 mittels eines Lichtflecks 70 von einem
Laser-Pointer 50 markiert.
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Bei
einer solchen Präsentation
kann sich die Art und Weise, wie das Bild in der Bildanzeigezone 12 erscheint,
in hohem Maße ändern, was
vom Typ (Farbe oder Material) des Schirms 10 und/oder dem Umgebungslicht
(externes Licht oder Beleuchtungslicht) 80 abhängt. Die
gleiche weiße
Farbe kann z. B. als Weiß mit
einem Gelbstich oder als Weiß mit
einem Blaustich erscheinen. Außerdem
kann die gleiche weiße
Farbe heller oder dunkler erscheinen, was vom Umgebungslicht 80 abhängt.
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Um
einen solchen variablen Bildeindruck auszugleichen, wird ein Farblichtsensor 60,
bei dem es sich um eine Art Messmittel zur Messung der Kalibrierbilder
für die
Ableitung der XYZ-Werte handelt, bereitgestellt. Die vom Farblichtsensor 60 gemessenen
XYZ-Werte werden dann in den Projektor 20 eingegeben.
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Der
hierin verwendete Begriff "XYZ" ist eine Art geräteunabhängiger Farbe
gemäß den internationalen
Normen, die von der Commission Internationale de L'Eclairage (CIE) definiert
worden sind. XYZ-Werte
können
in RGB-Werte gewandelt werden, wobei der Y-Wert die Helligkeit direkt
angibt. Durch Detektieren der XYZ-Werte können deshalb sowohl die Farbe
als auch die Helligkeit des Bildes detektiert werden.
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Der
Projektor 20 aktualisiert Korrekturinformationen zur Korrektur
der Bildinformationen, um das Bild so zu projizieren, dass ein Zielbildeindruck auf
Basis der XYZ-Werte vom Farblichtsensor 60 reproduziert
werden kann.
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Da
sich das Umgebungslicht 80 während der Präsentation
häufig ändert, ist
es wünschenswert, dass
der Vortragende 30 die Kalibrierung stets ausführt, um
einen gewünschten
Bildeindruck zu verwirkli chen.
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Der
Betrachter muss jedoch warten und erfährt somit eine Unannehmlichkeit,
wenn die Anzeige des Präsentationsbildes
unterbrochen wird, um die Kalibrierbilder anzuzeigen, oder wenn
Farbe und Helligkeit des Bildes bei jeder Änderung des Umgebungslichts 80 kalibriert
werden.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist der Projektor 20 so konzipiert, dass er zuerst bestimmt,
ob ein Bildsignal vom Notebook-PC 90 eingegeben worden
ist oder nicht, und dann die Kalibrierung unter der Bedingung ausführt, dass
das Bildsignal nicht eingegeben worden ist. Außerdem führt der Projektor 20 die
Kalibrierung zumindest entweder der Farbe oder der Helligkeit aus,
indem er abwechselnd die Kalibrierung der Farbe und der Helligkeit
ausführt,
obwohl das Bildsignal kurzzeitig nicht eingegeben wird.
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Funktionsblöcke
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Die
Funktionsblöcke
des Projektors 20 zur Verwirklichung der oben genannten
Funktionen werden nunmehr beschrieben.
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2 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts in
einem Projektor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ein
Bildverarbeitungsabschnitt enthält
einen Eingangssignal-Verarbeitungsabschnitt 410 zur unabhängigen Eingabe
von Bildsignalen (oder RGB-Signalen) und Synchronisierungssignalen,
einen Korrekturabschnitt 420 zur Korrektur von Farbe und
Helligkeit eines Bildes, einen Ausgangssignal-Verarbeitungsabschnitt 430,
einen Lichtventil- (L/V) Treiberabschnitt 440, einen Kalibrierverarbeitungsabschnitt 450 zum
Speichern der Messdaten vom Farblichtsensor 60 und einen
Aktualisierungsabschnitt 460 für eine Nachschlagetabelle (lookup
table – LUT).
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Der
Eingangssignal-Verarbeitungsabschnitt 410 enthält einen
A/D-Wandlerabschnitt 412 zur Wandlung analoger Bildsignale
R1, G1 und B1 in digitale Bildsignale R2, G2 und B2 und einen Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 zur
Bestimmung, ob ein Synchronisierungssignal eingegeben worden ist
oder nicht.
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Der
A/D-Wandlerabschnitt 412 gibt die digital gewandelten Bildinformationen
(R2, G2 und B2) an den Korrekturabschnitt 420 aus. Der
Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 übermittelt dem
Kalibrierverarbeitungsabschnitt 450 das Vorhandensein oder
Fehlen des Synchronisierungssignals.
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Der
Korrekturabschnitt 420 enthält einen 3D-LUT-Speicherabschnitt 422 zum
Speichern einer dreidimensionalen Nachschlagetabelle (3D-LUT), bei der
es sich um eine Art Farbkorrekturinformation handelt, und einen
1D-LUT-Speicherabschnitt 424 zum Speichern einer eindimensionalen
Nachschlagetabelle 1D-LUT, bei der es sich um eine Art Helligkeitskorrekturinformation
handelt.
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Genauer
gesagt sind im 1D-LUT-Speicherabschnitt 424 entweder eine
Gamma-Tabelle oder eine Farbgleichgewichtstabelle oder beide als
Teil der Helligkeitskorrekturinformationen gespeichert. Der 3D-LUT-Speicherabschnitt 422 speichert
entweder eine Farbskalenkorrekturtabelle oder eine Farbtemperaturkorrekturtabelle
oder beide als Teil der Farbkorrekturinformationen.
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Der
Korrekturabschnitt 420 gibt neue Bildinformationen (R3,
G3 und B3), die aus der Korrektur der vorherigen Bildinformationen
(R2, G2 und B2) erhalten wurden, an den Ausgangssignal-Verarbeitungsabschnitt 430 aus.
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Der
Ausgangssignal-Verarbeitungsabschnitt 430 enthält einen
D/A-Wandlerabschnitt 432, der die digitalen Bildsignale
(R3, G3 und B3) in analoge Bildsignale (R4, G4 und B4) wandelt,
wobei diese analogen Bildsignale dann an den L/V-Treiberabschnitt 440 ausgegeben
werden.
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Der
L/V-Treiberabschnitt 440 ist eine Art Bildanzeigemittel
des Projektionstyps. Der L/V-Treiberabschnitt 440 steuert
die Flüssigkristall-Lichtventile auf
Basis der analogen Bildsignale (R4, G4 und B4).
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Somit
projiziert der Projektor 20 das Bild.
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Der
Kalibrierverarbeitungsabschnitt 450 enthält einen
Ausgabeabschnitt 452 für
die Kalibrierinformationen, einen Speicherabschnitt 454 für den Kalibrierungsverlauf
und einen Speicherabschnitt 456 für die Messdaten.
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Der
Ausgabeabschnitt 452 für
die Kalibrierinformationen gibt die Kalibrierinformationen (R2,
G2 und B2) aus.
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Im
Einzelnen ist der Projektor 20 gemäß dieser Ausführungsform
zur Projektion von vier Bildern der Farben Rot (R), Grün (G) Blau
(B) und Weiß (W) als
Farbkorrektur-Kalibrierbilder sowie zur Projektion von zwei Bildern
mit weißer
Farbe und grauer Farbe, die in der Grautonskala niedriger ist als
die weiße Farbe,
als Helligkeitskorrektur-Kalibrierbilder ausgelegt. Ferner kann
der Projektor 20 abwechselnd einen Satz von vier Farbkorrektur-Kalibrierbildern
und einen weiteren Satz von zwei Helligkeitskorrektur-Kalibrierbildern
projizieren.
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Zu
diesem Zweck sind im Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
sechs Typen Kalibrierinformationen gespeichert, die zur Anzeige
der sechs Typen Kalibrierbilder dienen, und die gewünschten
Kalibrierinformationen werden auf Basis des Kalibrierungsverlaufs
im Speicherabschnitt 454 für den Kalibrierungsverlauf
gewählt
und ausgegeben.
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Der
Farblichtsensor 60 misst die XYZ-Werte für die jeweiligen
Kalibrierbilder, während
der Speicherabschnitt 456 für die Messdaten die Messdaten (oder
XYZ-Werte) speichert.
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Der
Speicherabschnitt 454 für
den Kalibrierungsverlauf speichert den Verlauf hinsichtlich der Kalibrierung
unter Verwendung des Kalibrierbildes.
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Der
Ausgabeabschnitt 452 für
die Kalibrierinformationen wählt
die Kalibrierinformationen auf Basis der Informationen vom Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 sowie
des Kalibrierungsverlaufs im Speicherabschnitt 454 für den Kalibrierungsverlauf,
wenn kein Synchronisierungssignal eingegeben wird, und gibt sie
aus, so dass ein als nächstes
anzuzeigendes Kalibrierbild angezeigt werden kann.
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Der
LUT-Aktualisierungsabschnitt 460, bei dem es sich um eine
Art Aktualisierungsmittel handelt, enthält einen 3D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 462 zur
Aktualisierung der im 3D-LUT-Speicherabschnitt 422 gespeicherten
3D-LUT und einen 1D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 464 zur
Aktualisierung der im 1D-LUT-Speicherabschnitt 424 gespeicherten
1D-LUT.
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Der
3D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 462 wandelt die Messdaten
(oder XYZ-Werte) in Koordinatenwerte in einem Farbraum (z. B. L*a*b*-Raum oder
L*u*v*-Raum) und aktualisiert die 3D-LUT auf Basis der Koordinatenwerte
zu einem Zeitpunkt, in dem alle neuen Messdaten hinsichtlich der
vier Farbkorrektur-Kalibrierbilder bereitgestellt worden sind.
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Der
1D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 464 bestimmt den die Helligkeit
angebenden Y-Wert auf Basis der Messdaten (oder XYZ-Werte) und aktualisiert
die 1D-LUT auf Basis des bestimmten Y-Wertes zu einem Zeitpunkt,
in dem alle neuen Messdaten bezüglich
der beiden Helligkeitskorrektur-Kalibrierbilder bereitgestellt worden
sind.
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Hardware
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Die
Hardware, die im jeweiligen Abschnitt des oben erwähnten Bildverarbeitungsabschnitts verwendbar
ist, wird nachstehend beschrieben.
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2 ist
ein Hardware-Blockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Beispielsweise
kann der A/D-Wandlerabschnitt 412 ein A/D-Wandler sein;
der Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 kann
eine CPU sein; der D/A-Wandlerabschnitt 432 kann ein D/A-Wandler sein; der
L/V-Treiberabschnitt 440 kann ein Treiber für die Flüssigkristall-Lichtwerte
sein; und der Korrekturabschnitt 420, der Kalibrierverarbeitungsabschnitt 450 und
der LUT-Aktualisierungsabschnitt 460 können eine CPU, ein RAM bzw.
eine Bildverarbeitungsschaltung sein. Diese Abschnitte können Informationen
untereinander über
einen Systembus 980 austauschen. Jeder dieser Abschnitte kann
entweder durch Hardware (wie Schaltungen) oder durch Software (wie
Treiber) verwirklicht werden.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, können die Funktionen der oben
genannten Abschnitte verwirklicht werden, indem Programme aus einem
Informationsspeichermedium 500 ausgelesen werden. Das Informationsspeichermedium 500 kann
entweder eine CD-ROM, eine DVD-ROM, ein ROM, ein RAM oder ein HDD
sein. Der Ausleseprozess der Informationen kann entweder durch Kontakt
oder kontaktfrei erfolgen.
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Anstelle
des Informationsspeichermediums 500 kann ein Computer die
Funktion der jeweiligen oben genannten Abschnitte übernehmen,
indem Programme von einem Host-Gerät oder dgl. über ein Netz
heruntergeladen werden.
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Ferner
kann der Farblichtsensor 60 in jeder der nachstehend beschriebenen
Hardware-Konfigurationen ausgeführt
sein.
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Beispielsweise
können
ein Farbfilter und eine Fotodiode zur selektiven Übertragung
jedes der Normalfarbwerte von XYZ, ein A/D-Wandler zum Wandeln der
analogen Signale von der Fotodiode in digitale Signale, ein Operationsverstärker zum
Verstärken
der digitalen Signale und dgl. vorgesehen werden.
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Bildverarbeitungsfluss
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Der
Fluss der Bildverarbeitung unter Verwendung der oben genannten Abschnitte
wird nachstehend beschrieben.
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3 ist
ein Flussdiagramm der Bildverarbeitungsprozedur gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Vor
dem Start der in 3 dargestellten Bildverarbeitung
führt der
Projektor 20 die Kalibrierung aus und der LUT-Aktualisierungsabschnitt 460 erzeugt
unmittelbar nach dem Einschalten des Projektors 20 eine
3D-LUT und eine 1D-LUT für
die in 3 dargestellte Bildverarbeitung. Dieser Aktualisierungsschritt
wird später
beschrieben. Die erste Bestimmung bezüglich des Einschaltens kann
z. B. erfolgen, wenn keine Daten in den Speicherabschnitt 454 für den Kalibrierungsverlauf
oder den Speicherabschnitt 456 für die Messdaten eingegeben
werden.
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Wenn
die 3D-LUT und die 1D-LUT erzeugt worden sind, bestimmt der Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414,
ob ein Synchronisierungssignal in den Projektor 20 eingegeben
wird oder nicht (Schritt S2).
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Wenn
kein Synchronisierungssignal in den Projektor 20 eingegeben
wird, bestimmt der Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
auf Basis des Kalibrierungsverlaufs im Speicherabschnitt 454 für den Kalibrierungsverlauf,
ob der neueste Kalibrierungsverlauf der Kalibrierungsverlauf zur
Aktualisierung der 1D-LUT ist oder nicht (Schritt S4).
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Hierin
wird angenommen, dass der Projektor 20 zuerst den 3D-LUT-Aktualisierungsprozess
ausführt
(Schritt S6).
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Nunmehr
wird der 3D-LUT-Aktualisierungsprozess beschrieben.
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4 ist
ein Flussdiagramm des 3D-LUT-Aktualisierungsprozesses gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wenn
der Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 bestimmt,
dass kein Synchronisierungssignal eingegeben wird (Schritt S22),
wählt der
Ausgabeabschnitt 452 für
die Kalibrierinformationen eine der Farben R, G, B oder W (Schritt
S24) und gibt dann Kalibrierinformationen aus, die zur Projizierung
eines Kalibrierbildes dienen, zur Farbwandlung in die gewählte Farbe
aus. Der Projektor 20 projiziert dann das Kalibrierbild
für die
Farbwandlung auf Basis dieser ausgegebenen Kalibrierinformationen
(Schritt S26).
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Der
Farblichtsensor 60 misst die XYZ-Werte im Kalibrierbild
zur Farbwandlung auf dem Bildanzeigebereich 12 (Schritt
S28). Der Speicherabschnitt 456 für die Messdaten speichert die
vom Farblichtsensor 60 gemessenen XYZ-Werte als Messdaten (Schritt
S30).
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Wenn
die Kalibrierinformationen bezüglich aller
vier Kalibrierbilder zur Farbwandlung nicht ausgegeben worden sind
(Schritt S32), wiederholt der Projektor 20 die ausgeführte Prozedur
ab der Bestimmung des Synchronisierungssignals (Schritt S22) bis zur
Bestimmung, ob die Messung für
alle vier Kalibrierbilder abgeschlossen worden ist (Schritt S32).
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Wenn
ein Synchronisierungssignal eingegeben wird, bevor die Messung für alle vier
Kalibrierbilder abgeschlossen worden ist (Schritt S22), unterbricht
der Projektor 20 die Farbkorrektur und misst die vier Kalibrierbilder
bei der nächsten
3D-LUT-Aktualisierungsverarbeitung (Schritt S6) erneut.
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Der
Speicherabschnitt 456 für
die Messdaten gibt die Menge Messdaten bezüglich der vier Farben an den
3D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 462 zu einem Zeitpunkt
aus, in dem die Messdaten bezüglich
aller vier Kalibrierbilder bereitgestellt worden sind (Schritt S34).
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Der
3D-LUT-Aktualisierungabschnitt 462 aktualisiert die im
3D-LUT-Speicherabschnitt 422 gespeicherte 3D-LUT auf Basis
der Koordinatenwerte im Farbraum gemäß der Menge der Messdaten (Schritt
S36).
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Der
Speicherabschnitt 454 für
den Kalibrierungsverlauf speichert die aktualisierte 3D-LUT (Schritt
S38).
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Auf
diese Weise aktualisiert der Projektor 20 die 3D-LUT und
projiziert ein farbkorrigiertes Bild mittels der aktualisierten
3D-LUT.
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Wenn
der neueste Messverlauf nicht 1D-LUT ist, wird die 1D-LUT aktualisiert
(Schritt S8).
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Nunmehr
wird der Aktualisierungsprozess für die 1D-LUT beschrieben.
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5 ist
ein Flussdiagramm eines 1D-LUT-Aktualisierungsprozesses gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Wenn
der Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitt 414 bestimmt,
dass kein Synchronisierungssignal eingegeben wird (Schritt S42),
wählt der
Ausgabeabschnitt 452 für
die Kalibrierinformationen einen Grauskalenwert (oder einen Eingangssignalwert)
der weißen
oder grauen Farbe (Schritt S44) und gibt dann Kalibrierinformationen
aus, die zur Projizierung eines Kalibrierbildes für die Grauskalenkorrektur
für die
gewählte
Grauskala dienen. Der Projektor 20 projiziert dann das
Kalibrierbild für
die Grauskalenkorrektur auf Basis der obigen Kalibrierinformationen
(Schritt S46).
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Der
Farblichtsensor 60 misst die XYZ-Werte im Kalibrierbild
zur Grauskalenkorrektur auf dem Bildanzeigebereich 12 (Schritt
S48). Der Speicherabschnitt 456 für die Messdaten speichert die
XYZ-Werte vom Farblichtsensor 60 als Messdaten (Schritt S50).
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Wenn
die Ausgabe der Kalibrierinformationen bezüglich der beiden Grauskalen
für das
Kalibrierbild zur Grauskalenkorrektur immer noch nicht abgeschlossen
ist (Schritt S52), wiederholt der Projektor 20 die ausgeführte Prozedur
ab der Bestimmung des Synchronisierungssignals (Schritt S42) bis
zur Bestimmung, ob die Messung bezüglich der beiden Grauskalen
abgeschlossen worden ist (Schritt S52).
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Wenn
ein Synchronisierungssignal eingegeben wird, bevor die Messung der
Kalibrierbilder für die
beiden Grauskalen abgeschlossen worden ist (Schritt S52), unterbricht
der Projektor 20 die Helligkeitskorrektur und misst die
Kalibrierbilder für
die beiden Grauskalen bei der nächsten
1D-LUT-Aktualisierungsverarbeitung
(Schritt S8) erneut.
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Zu
dem Zeitpunkt, in dem die Messdaten aller Grauskalen-Kalibrierbilder
bereitgestellt worden sind, gibt der Speicherabschnitt 456 für die Messdaten
die Menge der Messdaten bezüglich
der beiden Grauskalenwerte an den 1D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 464 aus
(Schritt S54).
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Der
1D-LUT-Aktualisierungsabschnitt 464 aktualisiert die im
1D-LUT-Speicherabschnitt 424 gespeicherte 1D-LUT auf Basis
des Y-Wertes von den Messdaten (Schritt S56).
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Der
Speicherabschnitt 454 für
den Kalibrierungsverlauf speichert die aktualisierte 1 D-LUT (Schritt
S58).
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Auf
diese Weise aktualisiert der Projektor 20 die 1D-LUT und
projiziert ein helligkeitskorrigiertes Bild unter Verwendung der
aktualisierten 1D-LUT.
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Der
Speicherabschnitt 454 für
den Kalibrierungsverlauf gibt einen Befehl aus, um die Ausgabe der
Kalibrierinformationen an den Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
zu beenden, wenn der Aktualisierungsprozess für die 3D-LUT und die 1D-LUT
abgeschlossen ist.
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Wenn
erneut ein Bildsignal (R1, G1 oder B1) und ein Synchronisierungssignal
in den Projektor 20 eingegeben werden, projiziert dieser
ein Präsentationssignal
auf Basis des Bildsignals (Schritt S12).
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Wenn
der Projektor 20 ausgeschaltet wird (Schritt S14), beendet
er die Bildverarbeitung.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann die Kalibrierung erfolgen, ohne dass der Betrachter irgendwelche
Unannehmlichkeiten erfährt,
da die Kalibrierung während
einer Zeitspanne erfolgt, in der kein Präsentationsbild angezeigt wird,
d. h. wenn der Vortragende 30 wechselt oder wenn die Dauer
einer bestimmten Präsentation
endet, indem die Kalibrierung automatisch unter der Bedingung, dass
kein Synchronisierungssignal eingegeben wird, ausgeführt wird.
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Außerdem kann
diese Ausführungsform
die Kalibrierung ohne Unterbrechung der Präsentation durch den Vortragenden 30 wirksam
ausgeführt
werden, da die Präsentation
nicht zur Kalibrierung unterbrochen und da die Kalibrierung zwischen
den aufeinander folgenden Präsentationen
automatisch ausgeführt
wird.
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Insbesondere
wenn die 3D-LUT und die 1D-LUT zur Farb- und Helligkeitskorrektur
des Bildes aktualisiert werden, kann eine die neuesten Umgebungsinformationen
aufnehmende LUT erzeugt werden, indem eine früher aktualisierte LUT oder
eine LUT mit einer längeren
Dauer zwischen dem früheren
und dem aktuellen Aktualisierungszeitpunkt selbst dann aktualisiert
wird, wenn die Präsentation für eine verkürzte Zeitspanne
unterbrochen wird. Als Ergebnis kann der Bildeindruck, der für die neueste Umgebung
geeignet ist, reproduziert werden.
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Die
Kapazität
des für
die 3D-LUT- und 1D-LUT-Speicherabschnitte 422, 424 erforderlichen Speichers
kann verringert werden, indem ein System zur Aktualisierung der
Korrekturdaten (3D-LUT und 1D-LUT) anstelle der vorläufigen Bereitstellung
der erforderlichen Korrekturdaten verwendet wird.
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Da
der Farblichtsensor 60 die XYZ-Werte zur gleichzeitigen
Detektion der Farbe und Helligkeit des jeweiligen Kalibrierbildes
messen kann, kann der Projektor 20 die Reflexion des Schirms 10 zusätzlich zum
Umgebungslicht 80 korrekt detektieren. Dies sorgt für eine genauere
Kalibrierung.
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Modifikationen
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform
beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht
auf das diese Ausführungsformen
beschränkt.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anhand der Kalibrierung beschrieben worden
ist, wenn kein Synchronisierungssignal eingegeben wird, kann die
vorliegende Erfindung auf ähnliche
Weise angewendet werden, wenn ein Signal, das das Vorliegen oder
Fehlen eines normalen Bildes (z. B. Data Enable) meldet, eingegeben wird,
oder eine Kalibrierung erfolgt, wenn z. B. die Einstellung der trapezförmigen Verzerrung
oder die Auflösung
im Projektor 20 geändert
wird.
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Dies
kann z. B. erreicht werden, indem ein Bestimmungsabschnitt zur Bestimmung
des Vorliegens oder Fehlens des Signals Data Enable anstelle des
Synchronisierungssignal-Bestimmungsabschnitts 414 oder
ein Bestimmungsabschnitt für
eine Einstellungsänderung
vorgesehen wird, um zu bestimmen, ob ein Schalter zur Einstellungsänderung am
Projektor 20 oder eine Fernbedienung desselben eingeschaltet
worden ist oder nicht.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
mit einer Mehrzahl einfarbiger Kalibrierbilder beschrieben worden
ist, die nacheinander angezeigt werden, kann die Reihenfolge der
anzuzeigenden Bilder geändert
werden. Alternativ können
Standbilder oder animierte Bilder bezüglich der Ausführung des
Projektors 20 oder das Logo einer Firma, für die der
Vortragend 30 arbeitet, angezeigt werden.
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Ferner
kann jedes beliebige Bild, das für
die Kalibrierung irrelevant ist, wie z. B. ein Logo, ein Buchstabe,
Schriftzeichen und Animation auf einem Abschnitt des Bildanzeigebereichs 12 angezeigt
werden, der vom Farblichtsensor 60 nicht gemessen wird.
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Somit
kann die Kalibrierung ausgeführt
werden, ohne den Betrachter bei der Kalibrierung zu irritieren.
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Obwohl
die Ausführungsform
mit dem Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen,
in dem mindestens sechs erforderliche Typen Kalibrierinformationen
gespeichert sind, beschrieben worden ist, können im Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
sieben oder mehr Typen Kalibrierinformationen gespeichert werden,
die in geeigneter Weise gewählt
oder in verschiedenen Reihenfolgen ausgegeben werden können.
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Obwohl
die Ausführungsform
mit dem Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen,
in dem die zu wählenden
und auszugebenden Kalibrierinformationen im Voraus gespeichert worden
sind, beschrieben worden ist, kann der Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
so ausgelegt werden, dass er neue Kalibrierinformationen für jedes einfarbige
Kalibrierbild erzeugt und ausgibt.
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Wenn
z. B. gewünscht
wird, ein Kalibrierbild anzuzeigen, das kombiniert einen Vordergrundbildteil wie
ein Logo, Schriftzeichen oder bewegtes Bild und einen Hintergrundbildteil
enthält,
kann der Ausgabeabschnitt 452 für die Kalibrierinformationen
so ausgelegt werden, dass er die Kombination aus Vordergrundbild-
und Hintergrundbild-Kalibrierinformationen ausgibt.
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Obwohl
die Ausführungsform
mit einer 3D-LUT zur Farbkorrektur beschrieben worden ist, kann
bei der vorliegenden Erfindung eine Farbwandlungsmatrix in ähnlicher
Weise verwendet werden. Bei Verwendung der Farbwandlungsmatrix wird
der Farbwert (z. B. xy-Werte) anstelle der Koordinatenwerte im Farbraum
verwendet.
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Obwohl
die Ausführungsform
mit dem Farblichtsensor 60 beschrieben worden ist, der
eine Art Messmittel zur Ausgabe der XYZ-Werte ist, kann eine andere
Art Messmittel verwendet werden, um die von den XYZ-Werten abgeleiteten
Ausgangsdaten (z. B. Koordinatenwerte in einem vorgegebenen Farbraum
oder xy-Farbwerte) oder die XYZ-Werte ableitenden Daten (z. B. RGB-Werte)
auszugeben.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf ähnliche Weise
auf jedes Anzeigegerät
verschiedener Typen von Anzeigegeräten, das von einem Anzeigegerät des Flüssigkristallprojektors
verschieden ist, angewendet werden. Derartige Bildanzeigegeräte des Projektionstyps
können
u. a. ein Projektor mit einem digitalen Mikrospiegelgerät (DMD)
oder ein Projektor des Katodenstrahlröhrentyps (CRT) sein. DMD ist
ein Warenzeichen von Texas Instruments, USA. Der Projektor kann
ein Rückprojektionstyp
anstelle des Frontprojektionstyps sein.
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Die
vorliegende Erfindung kann außer
zu Präsentationen
auch wirksam in anderen Bereichen, z. B. bei Besprechungen, für medizinische
Anwendungen, auf dem Gebiet von Design und Mode, bei geschäftlichen
Aktivitäten,
in der Werbung, für
Unterrichtszwecke, Filme, Fernsehen, Videos, Spiele und dgl. eingesetzt
werden.
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Die
Bildverarbeitungsfunktion des Projektors 20 kann von einem
einfachen Bildanzeigegerät
(z. B. nur dem Projektor 20) oder einer Mehrzahl verteilter Verarbeitungsabschnitte
(z. B. der Projektor 20 und ein Personal Computer 90 des
Notebook-Typs) erzielt werden.
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Wenn
die Bildinformationen wie RGB-Signale vom digitalen Typ sind, kann
der A/D-Wandlerabschnitt 412 von 2 entfallen.
Wenn das Bildanzeigegerät
wie der L/V-Treiberabschnitt 440 digital getrieben werden
kann, kann der D/A-Wandlerabschnitt 432 entfallen.