JPH0635430A - ディスプレイ較正方法及び装置 - Google Patents

ディスプレイ較正方法及び装置

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JPH0635430A
JPH0635430A JP5090239A JP9023993A JPH0635430A JP H0635430 A JPH0635430 A JP H0635430A JP 5090239 A JP5090239 A JP 5090239A JP 9023993 A JP9023993 A JP 9023993A JP H0635430 A JPH0635430 A JP H0635430A
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Albert D Edgar
アルバート・デュール・エドガー
James M Kasson
ジェイムス・マシューズ・カッソン
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラスタ・ディスプレイ、コピヤ、液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）あるいはプリンタの如き表示装置を較
正する装置および方法を提供する。 【構成】 プロセッサが、１つのアルゴリズムの制御下
で、１つの方向に不整合である時暗部における明部とし
て現れ、表示が正しく調整される時消滅するシンボルを
有する調整画像を生成する。本発明は、輝度、カラー、
ガンマおよび鮮鋭度を較正するため使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイの較正に
おける改善に関し、特に補助装置を使用しないディスプ
レイの較正に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、ディスプレイの較正に対する
斬新な試みを提供する。従来技術のディスプレイ較正シ
ステムは、高価な光度計を必要とし、あるいは非常に主
観的なものであった。簡単かつ客観的な較正は、望まし
い特徴であるが従来技術では達成し得なかった。
【０００３】従来技術の事例は、付随的な方法を除いて
本発明とは関連しない飽和および色相を調整するための
方法を開示する米国特許第４，０９１，４１１号、同第
４，９１４，５０６号および同第４，１０１，９２８号
を含む。
【０００４】Ａｌｄｕｓ Ｐｈｏｔｏｓｔｙｌｅｒ（商
標）は、イメージを強調する特徴を有するウインドウズ
下で実行するパーソナル・コンピュータ・アプリケーシ
ョンの一例である。Ｐｈｏｔｏｓｔｙｌｅｒは、Ｍｉｃ
ｒｏｓｏｆｔ（登録商標）ウインドウズにおいて使用さ
れる専門的なカラー・イメージ処理アプリケーションで
ある。このアプリケーションは、イメージの強調に先立
ちディスプレイを初期化するための基本的な表示較正特
性を有する。
【０００５】米国特許第４，１０１，８４６号は、カラ
ーおよび強さを適当に調整するため表示スクリーン上の
テスト・パターンを繰出すための機械的な装置を開示し
ている。テスト・パターンは、窓の日よけと似たばね装
填ローラ上の機械的装置から繰出される。
【０００６】米国特許第４，７６０，４４７号は、電子
的データから生成された画像を撮影するためのカメラの
較正を検証する方法を開示している。このカメラは、最
初にカメラを予め選定された初期較正に置くように光濃
度計を用いて較正される。初期の較正後、較正パターン
が表示され撮影されて基準写真を生じる。この較正パタ
ーンは、少なくとも２つの輝度およびコントラスト較正
領域を有し、各領域は１つの背景と複数の小領域とを有
する。各領域では、小領域がそれぞれ、視認可能な小領
域数が輝度とコントラストの設定値と共に変化するよう
に背景部分に対して徐々に強くなるコントラストを有す
る。各較正領域の視認し得る小領域数が記録される。そ
の後、較正は同じ較正パターンを表示して視認し得る小
領域数をこの視認し得る小領域の記録数と比較すること
により、再び検証される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の文献はいず
れも、客観的な計器を用いない表示較正システムあるい
は方法を教示するものではない。
【０００８】従って、本発明の主たる目的は、計器を用
いない表示較正システムおよび方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、プロセッサのメモリにおけるプロセスの操作に
より達成される。プロセッサは、プロセスの制御下にお
いて、１つの方向において調整不良である時暗中に光点
として、また他の方向に調整不良である時光中に暗点と
して見え、また表示が適正に調整される時点が見えない
シンボルを持つ調整画像を生成する。本発明は、輝度、
カラー、ガンマおよび鮮鋭度を較正するために使用する
ことができる。
【００１０】本発明は、これらの機能を２つのグレー・
パターンをテスト中のモニタ上に表示することにより実
施する。第１のグレーはべた標準暗度である。第２のグ
レーは、大きなシンボルが第１のグレーに重なった２つ
の暗度の中間調で形成される。例えば、輝度の調整に用
いられる時、このシンボルは、輝度制御の調整に応じて
背景グレーより明るいかあるいは暗く現れ、正しい調整
が得られる時消滅する。
【００１１】
【実施例】典型的なハードウエア環境が図１に示され、
同図は、従来のマイクロプロセッサの如き中央処理装置
１０と、システム・バス１２を介して相互接続された多
数の他の装置とを有する本発明によるワークステーショ
ンの典型的なハードウエア形態を示している。図１に示
されたワークステーションは、ランダム・アクセス・メ
モリ（ＲＡＭ）１４と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１
６と、ディスク装置２０およびテープ・ドライブ４０の
如き周辺装置をバスに接続するためのＩ／Ｏアダプタ１
８と、キーボード２４、マウス２６、スピーカ２８、マ
イクロフォン３２、および（または）タッチ・スクリー
ン装置（図示せず）の如き他のユーザ・インターフェー
ス装置をバスに接続するユーザ・インターフェース・ア
ダプタ２２と、ワークステーションをデータ処理ネット
ワークに接続するための通信アダプタ３４と、バスをデ
ィスプレイ装置３８に接続するためのディスプレイ・ア
ダプタ３６とを含んでいる。
【００１２】図２は、本発明によるテスト画像を示す。
この画像は、３つの階調、即ち中間調２１０と、光部２
２０と、暗部２３０とを有する。ディジタル表示アダプ
タに記憶された画像においては、これらの階調は表示メ
モリに記憶された複数のピクセル２４０に含まれる。光
部２２０および暗部２３０は、グレー・スケールの一部
を制御されるようにつなぐように選択される。光部と暗
部の階調は、階調がある距離から見た時、中間調リトグ
ラフの原理に基いて２つの階調が１つの階調に視覚的に
溶合うように厳密に反復するパターンで使用される。第
３に、中間調２１０は、表示が正しく調整される時、あ
る距離から見た時シンボルが消滅するように、背景階調
として選択される。
【００１３】図３は、本発明を陰極線管（ＣＲＴ）ディ
スプレイにおけるビデオ輝度制御の調整に応用するもの
である。適正輝度３００、僅かに高い輝度３３０、およ
び僅かに低い輝度３６０の３つの場合が示される。この
３つの階調、即ち明部３０２、３３２、３６２、暗部３
０４、３３４、３６４、および中間部３０６、３３６、
３６６の各々に対して、相対数のピクセル値３１０が１
００％白色に対比して得られる。例えば、３００では、
明部に対する値は１００％白色の値の５０％、暗部は０
％、中間部は３５．６％となる。グレー・スケールの比
較的低い部分は輝度制御による変化に最も感応し、従っ
て明部および暗部はグレー・スケールの比較的低い部分
をつなぐように選択される。中間部は、輝度が正しく設
定される時、中間調シンボルを空白化するように選択さ
れる。輝度制御は、全ての値に数値定数を加えることに
等価のビデオ信号に一定電圧を加える。本例では、輝度
の調整不良は、数値に１０％を加えまた数値から１０％
を減じる。標準的なビデオ・ディスプレイは、数値のピ
クセル値の２乗に略々比例するルーメン３２０出力を生
じ、本例ではルーメンはこの値の２乗である。
【００１４】明部と暗部が厳密に反復するパターンを形
成する領域では、目は円３７０、３７２、３７４に示さ
れる明部と暗部からのルーメンの平均値と関連する輝度
を検出する。目は、輝度をべた中間部隣接領域３７６、
３７８、３８０と対比する。輝度が正しく調整される場
合３００では、２つの領域３７０、３７６は等価の明る
さである。輝度が１０％高く設定される場合３３０は、
中間調領域３７２はべた中間領域３７８より１２％暗く
なる。輝度が１０％低く設定される場合３６０は、中間
調シンボル３７４がべた中間部３８０より２１％多いル
ーメンを放出する。
【００１５】実施において、空白点は非常に感度が高い
ため、多くのディスプレイにおいては、シンボルが空白
点でパステル・カラーとなり３カラー全てが平衡しない
ことを示す。この状態は発明の欠点ではなく、本発明が
人間の目のカラー間の不整合を平均化しようとする傾向
を利用する故である。従来技術においては、カバー下で
赤、緑および青の輝度設定をここに調整するためには、
非常な技術即ち光度計を必要とした。しかし、本発明
は、未習熟な観察者が高価な従来技術を用いて較正され
たモニタ上のカラー不整合を観察することを許容する。
【００１６】以上の事例は、本発明をハードウエア調整
に適用したものである。しかし、本発明はまた測定にも
適用し得る。１つのディスプレイにおける輝度と数的な
ピクセル値のプロットを色々な方法で使用することがで
きる。例えば、パレット索引は、表示の非線形について
正確に補正することができる。１つのシナリオでは、モ
ニタがテストされ、補正パレットがモニタに対して生成
された。顧客はディスプレイを再較正のための較正装置
あるいは専門知識を持たないため、モニタの経年変化、
修理あるいは交換部品が元の較正に悪影響を及ぼし得
る。本発明を用いて、「シンボルが背景に対して明るい
か、暗いか、あるいはこれと等しいか」というコンピュ
ータのプロンプトをユーザが見て答えることにより、輝
度カーブを迅速に再生することができる。
【００１７】図４の４００に示される如き輝度カーブ全
体にわたり、光部４１０を１００％白色に、また暗部４
１２を０％白色に割当てる。モニタ調整が固定される
と、ユーザは、シンボルが消滅するまで中間調４２０を
調整することができる。これは、白色と暗部間の過程の
ルーメン出力５０％（中間調４２０）をを結果として得
るピクセル数値を与える。次に、７５％ルーメンを与え
る数値を２つの方法の１つにおいて計算することができ
る。第１に、暗部を前の如く５０％を与えることが判っ
た値に割当てることができ、明部を１００％白色に割当
てたままにする。あるいはまた、７５％白色のピクセル
と２５％の黒色ピクセルを持つ中間調パターンが使用さ
れる。いずれの場合も、中間調に対する空白が７５％ル
ーメンにおいて生じる。このカーブは、要求されるどん
な粒状性に対しても同じ手法を用いて更に明確化でき
る。
【００１８】本発明の用途は多岐にわたる。中間調パタ
ーンは、実質的に暗部に対する明部のどのような比、例
えば１：３でもよい。パターンおよび背景は、緑の如き
１つのカラーを測定しあるいは調整するために、他のカ
ラーとは無関係に全くこの１つのカラーでよい。あるい
はまた、エッジ周囲の折返し雑音の視覚的な混乱を避け
るため、シンボルのエッジを拡散することができる。３
つの階調は表示に跨って変化し得、問題は時間的あるい
は調整の設定ではなく空白が生じる場所である。本発明
は、画像プリンタを含むどのようなディスプレイでも有
効であり、高価な濃度計およびオペレータの教育を必要
とすることなく、画像プリンタあるいはコピヤの較正の
迅速かつ正確な方法を提供する。
【００１９】図５に示される最後の事例は、ビデオ増幅
器の周波数応答を測定するため本発明を使用する。この
場合、ディザ・パターンが異なる幅の明部５１０と暗部
５２０の階調を置いて、異なる周波数における水平走査
される表示のビデオ増幅器を実施する。高い周波数にお
いては、増幅器がスクリーン５３２における如き立ち下
がりおよび中間調パターンの暗部５４２に応答するなら
ば、明部と暗部とが融合する。増幅器がスクリーン５３
４における如くオーバーシュートするならば、明部値が
更に明るくるなり、暗部値は更に明るくなる。実際の表
示ルーメンは、各々に対する表示電圧を２乗することに
より近似化することができ、正味の明るいスクリーン５
４４をもたらす。個の場合、輝度は周波数応答に比例
し、この応答は、整合するグレーのべた暗部を選択する
ことにより測定することができ、あるいは中間調パター
ンが予め定めたグレーのべた暗部と整合するまで調整す
ることができる。
【００２０】本発明は、他の全ての光ビームまたは電子
ビームの拡散とは独立的に電子的な周波数応答を単に測
定する。この手法は、リニア増幅器の応答を必要とす
る。前の事例における輝度カーブの最も正確な測定のた
めには、更に大きなオーバーシュートが黒から白への７
０％遷移により緩衝される図５の低い周波数の中間調の
５３０で示される如き走査方向に低い周波数を用いて中
間調のディザ・パターンを選択することにより、本例の
周波数の影響を取除かねばならない。逐次走査モニタで
は、１つおきの走査線が明部と暗部間で交替し得る。し
かし、インターレース型ディスプレイにおいては、低い
周波数の交替が用いられなければ、フリッカが生じるこ
とになる。
【００２１】図６は、本発明による詳細な論理を示すフ
ローチャートである。処理は比率が適当に初期設定され
る機能ブロック６００から開始する。次に、機能ブロッ
ク６１０では、図２に示されたグリッドが表示され、他
の変数が初期設定される。次に、判断ブロック６１２に
おいては、表示のユーザの知覚を決定するためテストが
行われ、ユーザ入力に基いて百分率が適当に調整され
る。７５％の値がこの初期の処理の出力となる。
【００２２】この手順はブロック６１４において反復さ
れ、同様なテストがユーザにより判断ブロック６２０で
行われる。この第２の組の処理の出力は２５％に対する
値である。
【００２３】先に述べた手順は機能ブロック６３０にお
いて反復され、同様なテストがユーザの知覚を調整する
ため６４０で行われる。次に、最終出力が較正処理を完
了する際に使用するため機能ブロック６５０において生
成される。
【００２４】図７は、本発明による較正のための詳細な
論理を示すフローチャートである。機能ブロック７００
において較正図が示され、次に判断ブロック７１０にお
いてユーザはその知覚に従って調整することを要求され
る。較正は７２０において完了する。
【００２５】図８は、本発明による本発明の表示のため
の周波数応答の位相成分を示す。表示システムの周波数
応答の位相成分もまた、本発明を用いて客観的に検出す
ることができる。この場合、前景のシンボルと背景の双
方がグリッドを構成する。１つの場合に、グリッドは列
８００に示される如き立ち上がり勾配を持つ鋸歯状信号
を呈する。他の場合には、グリッドは列８１０に示され
る如き立ち下がり勾配を持つ鋸歯状信号を呈する。位相
が遅れるならば、一方は他方よりも明るく見える。進む
位相の場合は、反対の一方が明るく見える。最後に、位
相が線形であれば、両者は等しい輝度で見えることにな
る。このような方向は、音響回路の整合のため、あるい
は表示を補償するため画像に予め歪みを与えるため用い
ることができる。
【００２６】立ち上がり８００および立ち下がり８１０
の鋸歯状パターンの場合、また比較のため対称的な方形
波８２０の場合に対するピクセル・マップが示される。
これらのピクセル・マップを横切る走査線は、オシロス
コープに現れる如き表示制御電圧に変換する。進み、遅
れおよび線形位相の影響もまた示される。鋸歯状パター
ンの場合は、白色の方向におけるオーバーシュートが画
像を明るくするが、黒色の方向におけるオーバーシュー
トはほとんど影響しない。この現象は、一旦光が遮断さ
れると、電圧を低下させることが黒を更に黒くし得ない
ためである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によって、客観的な計器を用いな
い表示較正システム及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホスト・コンピュータを示すブロ
ック図である。
【図２】本発明によるテスト画像を示す図である。
【図３】本発明による種々の明るさ制御図である。
【図４】本発明による明るさカーブを示す図である。
【図５】本発明による本発明のビデオ増幅アプリケーシ
ョンを示す図である。
【図６】本発明による表示測定のための詳細ロジックを
示すフローチャートである。
【図７】本発明による較正のための詳細ロジックを示す
フローチャートである。
【図８】本発明による本発明の表示アプリケーションの
周波数応答の位相成分を示す図である。
【符号の説明】
１０ 中央処理装置 １２ システム・バス １４ ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ） １６ 読出し専用メモリ（ＲＯＭ） １８ Ｉ／Ｏアダプタ ２０ ディスク装置 ２２ ユーザ・インターフェース・アダプタ ２４ キーボード ２６ マウス ２８ スピーカ ３２ マイクロフォン ３４ 通信アダプタ ３６ ディスプレイ・アダプタ ３８ ディスプレイ装置 ４０ テープ・ドライブ ２１０ 中間調 ２２０ 光部 ２３０ 暗部 ２４０ ピクセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムス・マシューズ・カッソン アメリカ合衆国94025 カリフォルニア州 メンロウ・パーク、ディーンナ・ドライブ 1080

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスプレイの特性を検出する装置におい
    て、 （ａ）グリッドを表示させる手段と、 （ｂ）前記グリッド近くに連続階調フィールドを表示す
    る手段と、 （ｃ）前記グリッドおよび連続階調フィールドが同じ輝
    度を持つまでディスプレイの周波数応答を変化させる手
    段と、 を設けてなるディスプレイ較正装置。
  2. 【請求項２】前記グリッドが連続階調フィールドと重な
    る請求項１記載のディスプレイ較正装置。
  3. 【請求項３】前記連続階調フィールドが前記グリッドと
    重なる請求項１記載のディスプレイ較正装置。
  4. 【請求項４】前記ディスプレイが適正に較正される時、
    前記グリッドが前記連続階調フィールドと融合する請求
    項１記載のディスプレイ較正装置。
  5. 【請求項５】前記ディスプレイの輝度を調整する手段を
    設ける請求項３記載のディスプレイ較正装置。
  6. 【請求項６】前記ディスプレイのコントラストを調整す
    る手段を設ける請求項３記載のディスプレイ較正装置。
  7. 【請求項７】前記ディスプレイの鮮鋭度を調整する手段
    を設ける請求項３記載のディスプレイ較正装置。
  8. 【請求項８】前記ディスプレイが液晶ディスプレイであ
    る請求項３記載のディスプレイ較正装置。
  9. 【請求項９】前記ディスプレイがラスタ・ディスプレイ
    である請求項３記載のディスプレイ較正装置。
  10. 【請求項１０】前記ディスプレイがプリンタである請求
    項３記載のディスプレイ較正装置。
  11. 【請求項１１】前記ディスプレイがコピヤである請求項
    ３記載のディスプレイ較正装置。
  12. 【請求項１２】ディスプレイの特性を検出する方法にお
    いて、 （ａ）グリッドを表示し、 （ｂ）前記グリッド近くに連続階調フィールドを表示
    し、 （ｃ）前記グリッドおよび連続階調フィールドが同じ輝
    度を持つまで前記ディスプレイの周波数応答を変化させ
    るステップを、 含むディスプレイ較正方法。
  13. 【請求項１３】前記グリッドが前記連続階調フィールド
    と重なる請求項１２記載のディスプレイ較正方法。
  14. 【請求項１４】前記ディスプレイが適正に較正される
    時、前記グリッドが前記連続階調フィールドと融合する
    請求項１２記載のディスプレイ較正方法。
  15. 【請求項１５】前記ディスプレイの輝度を調整するステ
    ップを含む請求項１４記載のディスプレイ較正方法。
  16. 【請求項１６】前記ディスプレイのコントラストを調整
    するステップを含む請求項１４記載のディスプレイ較正
    方法。
  17. 【請求項１７】前記ディスプレイの鮮鋭度を調整するス
    テップを含む請求項１４記載のディスプレイ較正方法。
  18. 【請求項１８】ディスプレイの特性を検出する装置にお
    いて、 （ａ）前記ディスプレイの走査方向に沿って第１および
    第２の階調を交番させることからなるグリッドを表示し
    て第１の階調を一緒に纏める手段と、 （ｂ）前記グリッド近くに連続階調フィールドを表示す
    る手段と、 （ｃ）前記グリッドおよび連続階調フィールドが同じ輝
    度を持つ時を検出する手段と、 を設けてなるディスプレイ較正装置。
  19. 【請求項１９】ディスプレイの走査方向に沿って交互に
    隣接する第１および第２の階調間のピクセルが中間調と
    対応する請求項１８記載のディスプレイ較正装置。
  20. 【請求項２０】ディスプレイの特性を検出する方法にお
    いて、 （ａ）前記ディスプレイの走査方向に沿って交番する第
    １および第２の階調からなるグリッドを表示して第１の
    階調を一緒に纏め、 （ｂ）前記グリッド近くに連続階調フィールドを表示
    し、 （ｃ）前記グリッドおよび連続階調フィールドが同じ輝
    度を持つ時を検出するステップを、 含むディスプレイ較正方法。
  21. 【請求項２１】ディスプレイの走査方向に沿って交番す
    る前記隣接した第１および第２の階調間のピクセルが中
    間調と対応する請求項２０記載のディスプレイ較正方
    法。
  22. 【請求項２２】ディスプレイの濃度カーブを検出する方
    法において、 （ａ）第１の階調と第２の階調とからなるグリッドを表
    示し、 （ｂ）前記グリッド近くに第３の階調を表示し、 （ｃ）前記グリッドおよび第３の階調が同じ輝度を持つ
    まで第３の階調を変化させ、 （ｄ）前記第１の階調または第２の階調を第３の階調に
    等しく設定し、 （ｅ）前記グリッドおよび第３の階調が同じ輝度を持つ
    まで第３の輝度を変化させるステップを、 含むディスプレイ較正方法。
  23. 【請求項２３】ディスプレイの濃度カーブを検出する装
    置において、 （ａ）第１の階調と第２の階調とからなるグリッドを表
    示する手段と、 （ｂ）前記グリッド近くに第３の階調を表示する手段
    と、 （ｃ）前記グリッドおよび第３の階調が同じ輝度を持つ
    まで第３の階調を変化させる手段と、 （ｄ）前記第１の階調または第２の階調を前記第３の階
    調に等しく設定する手段と、 （ｅ）前記グリッドおよび第３の階調が同じ輝度を持つ
    まで前記第３の階調を変化させる手段と、を設けてなる
    ディスプレイ較正装置。
  24. 【請求項２４】ディスプレイの位相特性を検出する方法
    において、 （ａ）前記ディスプレイの走査方向に沿って交番する第
    １および第２の階調からなる第１のグリッドを表示し、 （ｂ）前記ディスプレイの走査方向に沿って交番する第
    １および第２の階調からなる第２のグリッドを表示し、 （ｃ）前記第１のグリッドにおけるディスプレイの走査
    方向に沿った第１から第２の階調への遷移間の中間調を
    表示し、 （ｄ）前記第２のグリッドにおけるディスプレイの走査
    方向に沿った第２の階調から第１の階調への遷移間の中
    間調を表示し、 （ｅ）前記第１および第２のグリッド間の輝度の差を検
    出するステップを、 含むディスプレイ較正方法。
  25. 【請求項２５】ディスプレイの位相特性を検出する方法
    において、 （ａ）前記ディスプレイの走査方向に沿って交番する第
    １および第２の階調からなる第１のグリッドを表示する
    手段と、 （ｂ）前記ディスプレイの走査方向に沿って交番する第
    １および第２の階調からなる第２のグリッドを表示する
    手段と、 （ｃ）前記第１のグリッドにおけるディスプレイの走査
    方向に沿って第１から第２の階調への遷移間の中間調を
    表示する手段と、 （ｄ）前記第２のグリッドにおけるディスプレイの走査
    方向に沿って第２の階調から第１の階調への遷移間の中
    間調を表示する手段と、 （ｅ）前記第１および第２のグリッド間の輝度の差を検
    出する手段とを、 設けてなるディスプレイ較正方法。
JP5090239A 1992-06-15 1993-04-16 ディスプレイ特性の検出および較正のための方法及び装置 Expired - Lifetime JP2889078B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US898582 1992-06-15
US07/898,582 US5298993A (en) 1992-06-15 1992-06-15 Display calibration

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