[发明专利]白点调节法、彩色图象处理法、白点调节装置和液晶显示器

说明书

本发明涉及彩色输出器件用的彩色图象处理技术。更具体地说，本发明涉及在液晶显示器件中以更高的精度调节白点(白平衡点)用的一种方法和设备。

作为在个人计算机、电视机及其它类似设备上显示图象用的显示器，以及作为各种其它监视器用的显示器，除了CRT(显象管)以外，液晶显示器(LCD)近年来也得到广泛应用。在使用CRT、LCD或其它类似器件的彩色显示系统中，理想的考虑是把再现的彩色尽可能地接近于天然彩色。同时还要求，要根据使用CRT或LCD的设备的安装条件，即安置该设备地点的照明环境或其类似条件，设备应能进行自动调节，或操作人员(用户)应能进行手动调节，以便显示适合于各种环境的最佳彩色。此外，还强烈要求这样一种能力，即不论提供的是什么类型的输出设备，都显示同样的颜色。在这些技术中，尤其重要的是白点调节，它是设计来在显示中调节消色水平的，这样一种白点调节已在彩色监视器中按传统方式实现了。

为了以定量的方式处理全部天然色彩，可以使用图8中示出的CIExy色度(或色品)图，这个图表示一种给定的色彩在色度座标系中位置的基础上的色调和色彩的饱和度，具体地表明在XYZ显示系统的三激励值X、Y和Z中由横座标x=X÷(X+Y+Z)和纵座标y=Y÷(X+Y+Z)所表示的色度座标。人类眼睛所能见到的全部彩色都显示在图中的由闭合曲线C所形成的马蹄形部分及其以内的部分中。图中的R、G和B各点分别表示在某一特定的彩色显示系统中仅仅根据R(红)、G(绿)和B(蓝)三原色所显示的颜色。所有在三角形RGB各边上的和其内部的色彩都可以用R、G和B的适当的混合来表示。此外，具有最大亮度的白色一般可以作为在R、G和B各自都设定在最大亮度时的混合色彩W而获得，而且这个白色通常都如图中所示位于三角形R、G和B的中线交点的附近。

在设计彩色显示系统时，更加优化的白点是通过调节R、G和B各点的最大亮度值或改变图中的R、G和B各点的位置而确定的。例如，在使用LCD的显示系统中，白点的确定最好应该考虑到背光的频谱辐射特性或滤色器的传输特性。

作为已有技术，例如，有日本专利公开Hei 2(1990)-271389号。这个专利公开揭示了一种技术用以校正灰度数据以便使液晶发光灰度数据特性成为是线性的，从而通过防止色度偏移而能实现具有优异显示质量的全色图象显示。另一个日本专利公开Hei 2(1990)-271793号揭示了一种技术：在连续进行低灰度显示时，通过均匀地增加B(蓝)或R(红)／G(绿)的灰度侧的亮度并防止减少整个屏幕的亮度来调节色度。

另一方面，作为TFT(薄膜晶体管)LCD监视器或其类似产品的固有的问题之一，在半色调灰色(半色调非彩色)特别是低灰度中会发生一种蓝移现象。这种现象尤其是指这样一种情况，即在TFT LCD器件上显示非彩色时(即R、G和B的颜色都设定在同一灰度)，随着它的灰度值减小时，其色彩就变得偏蓝(即色度座标偏向蓝色)。

图9表示使用CIE色度座标时LCD中每一灰度级别下色温的变化。横座标轴x和纵座标轴y形成一个色度座标，在三刺激值X、Y和Z的情况下它由横座标x=X÷(X+Y+Z)和纵座标y=Y÷(X+Y+Z)来表示。在图中，虚线表示黑体的轨迹，它表明随着温度朝着倾斜的左下方而增加时颜色就趋向于蓝色。在图中，灰度级别是这样显示的，即在LCD显示板上，在从正面观看时有5个点，其级别分别从最高(255)到最低(0)，以及观看角度在水平方向分别移动15度、30度、45度和60度。当灰度级别降低时白点的移动方向由实线箭头A表示，而当从正面观看以及观看角度在水平方向分别从正面移动并增加为15度、30度、45度和60度时每个灰度级别的移动方向由虚线箭头B表示。

从图9看很明显，可以理解，作为LCD的一种特性，由最高灰度级规定的白点在其它半色调灰度级时要大大的偏移，换句话说，在趋向低灰度级时，在CIE色度座标中的白点会移到蓝色方向。这种现象是因光泄漏引起的，这种泄漏的发生取决于当液晶切断光线时液晶的偏斜。这种现象一旦发生，即使在最高灰度级的白点能够被调节到所希望的色度座标(色温)，但在低灰度级的白点的设置将有很大偏移。这种现象在某些类型的LCD显示板中是非常突出的，因而提出了一个待解决的问题。

如图所示，由于因观看角度所引起的色彩偏移，再联系到前述的在半色调灰度级的色彩偏移现象，在半色调灰度级时从白色的白点规定值的彩色偏移会增大。近年来存在着要保证LCD能有大观看角的强烈要求。但是，由于显示器的观看角度(视角)从正面倾斜而发生更加明显的彩色偏移已成为另一个严重的问题。