专利名称：一种改善数字投影显示系统均匀性的校准方法
技术领域：
本发明涉及光电领域，特别是一种改善数字投影显示系统亮度均匀性的校准方法。
近年来，高清晰度电视(HDTV)的技术发展非常迅速，发展起了许多新型的数字投影显示技术，如，硅基液晶反射器件(LCOS)、高温多晶硅器件、硅基数字微反射镜器件(DMD)等。
但目前各种技术的发展还不成熟，仍有许多较严重的问题有待解决，其中的一个较严重的问题是由于显示芯片本身以及相关的光学系统的不完善，会造成在投影屏上的亮度不均匀，而且随着使用时间的增加，显示芯片和系统的特性也会有所变化，会更加剧这种不均匀性。
本发明的目的在于提供一种简单实用、方便可靠、能随时校准改善数字投影显示系统均匀性的方法。
本发明的方法是在数字投影显示系统的光路中插入一块半透半反镜，或者将某个反射元件旋转一定的角度，以提取出采样信号，然后将该采样信号成象于一已定标好的面阵传感器件上，再根据该面阵传感器件的各象元上的信号大小，去调整显示芯片上对应的加在各象元上的电压值，或脉冲电压信号的延迟时间值，以获得较佳的均匀性。
本发明
如下图1为硅基液晶投影显示系统示意简图。
图2为偏振转换效率与加在液晶层上的电压的关系图。
图3为一种采样信息提取方法示意简图。。
图4为另一种采样信息提取方法示意简图下面结合附图对本发明作详细阐述。但并不限制本发明的内容。
附图1是硅基液晶投影显示系统的简单示意图。当经过均化的s方向线偏振照明光线1经偏振分光棱镜2的反射后，照射到硅基液晶显示(LCOS)芯片3上。由于液晶层的作用，该s方向偏振的照明光线会有部分被转换为p方向偏振光，其转换的量由加在液晶层上的电压值所决定(如附图2所示关系)。该p方向偏振光可以穿过偏振分光棱镜2，再经投影物镜4的放大成像后，投影到显示屏上。通过在LCOS芯片的各个象元上加上不同的电压，就可以投影出所需要的图像来。这就是LCOS投影显示系统的基本工作原理。在实际的投影系统中，由于LCOS芯片的各个象元反射镜的反射率不一致、照明光源的不均匀、以及投影显示的光学系统的不完善等因素，即使在LCOS芯片的各个象元上加的电压都相同，实际投影出的图像也会是不均匀的，一个解决这种非均匀性的方法是通过调整在LCOS芯片的各个象元上的电压值来加以修正。但是，随着时间的推移，由于LCOS芯片的老化和变性等因素，这种修正好的均匀性会再次被破坏，需要再次修正。
要修正非均匀性，就必须先获得非均匀性的信息，附图3和附图4分别是两种采样获取非均匀性信息的方式。附图3所示的方法是将一块半透半反镜5插入到出射光路中，将一部分的出射光线经采样物镜6成像于一面阵光敏传感器件7上。该面阵光敏传感器件可以是面阵CCD器件或面阵CMOS光敏器件，事先须用一均匀照明光源对该面阵器件的每个象元的光敏响应率和线性度进行定标，因此该光敏器件可以测出投影图像的非均匀性信息。
在实际修正投影图像的非均匀性时，首先是将输入图像设置为均匀的单色图像，(如均匀的红色图像)，然后根据面阵光敏传感器件上得到的非均匀性信息，调整LCOS芯片的各象元上的电压值，(通常将各象元上的电压值都设置在低于色饱和电压，因此适当降低亮度过亮的象元上的电压值，可使整个画面上的亮度趋于均匀)，使整个投影画面的亮度均匀，并将此时的各象元上电压值输入到一存储记忆芯片中去保存。对于其它颜色图像(如绿色或蓝色)，则重复上述步骤，同样也将达到亮度均匀时的各象元上电压值输入到存储记忆芯片中保存。这些保存在存储记忆芯片中的电压值就作为各象元的基准电压。待投影实际图像时，只须将各象元的灰级数，以及该象元的基准电压按一定关系就可算出需加在该象元上的电压值了。
在投影显示动态图像时，加在各象元上的电压是电压脉冲，并按一定频率进行刷新，调节该电压脉冲的延迟时间，同样可调节该象元点的亮度。因此，根据采样获得的亮度非均匀性信息，适当减少亮度过亮的象元点上的电压脉冲延迟时间，同样可起到校准投影亮度均匀性的目的。
附图4则是另一种采样方式，它通过旋转某些反射光学元件，如图中所示的旋转偏振分光棱镜2，将出射光路转一方向，从而可通过采样物镜6成像于面阵光敏传感器件7上，获得系统的亮度非均匀性信息。其校准方法，则与上述附图3的校准方法完全相同，也是通过输入均匀的单色投影图像，从而计算出各象元的基准电压值并加以保存，待输入实际图像时，再按该基准电压值加权算出各象元上的电压值。
采样方式还有许多，这里不一一例举。
对于高温多晶硅液晶投影显示系统和数字微反射镜投影显示系统，可用与上述方法相类似的方法校准系统的投影亮度均匀性。
本发明具有如下有益效果1.采用本发明的方法可以有效地校准由于显示芯片和光学系统的不完善而造成的亮度非均匀性。
2.采用本发明的方法可以在用户端由用户自行校准亮度非均匀性，从而可以克服由于芯片老化等因素带来的性能退化问题。
3.本发明的方法可以应用在各种数字投影显示系统中。
权利要求
1.一种改善数字投影显示系统均匀性的校准方法，其特征在于利用采样获取的系统亮度非均匀性的信息，通过运算而调整各参数，使亮度均匀一致。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过调整加在显示芯片各象元上的电压值，获得均匀的投影亮度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过调整加在显示芯片各象元上的刷新电压脉冲的延迟时间，获得均匀的投影亮度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于对红、绿、蓝三种颜色分别校准其亮度均匀性。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于将其应用于硅基液晶反射式投影显示系统的亮度均匀性校准。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于将其应用于高温多晶硅液晶投影显示系统的亮度均匀性校准。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于将其应用于硅基数字微反射镜投影显示系统的亮度均匀性校准。
全文摘要
本发明提供了一种改善数字投影显示系统均匀性的校准方法，它在投影显示系统的光路中插入一块半透半反镜，或者将某个反射元件旋转一定的角度等方法进行采样，采样信号成象于一块面阵传感器件上以提取投影系统均匀性的信息，然后通过调整显示芯片各象元上的参数来改善系统的均匀性。
文档编号H04N5/74GK1449188SQ02111240
公开日2003年10月15日 申请日期2002年4月2日 优先权日2002年4月2日
发明者邵剑心, 樊斌 申请人:邵剑心, 樊斌