[发明专利]图像实时校正的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及对显示在显示装置上的图像的光输出和/或颜色作实时校正的系统和方法，其中显示装置的显示区域其亮度与电压特性有关，这取决于显示装置的温度与老化程度，显示装置的例子有液晶显示(LCD)装置，等离子体装置，阴极射线管(CRT)，电子显示装置，背投影系统。

它尤其适用于，但不仅仅适用于沿一给定视轴进行观察的透射类液晶显示装置。譬如，尤其是计算机屏幕和如飞机的运输工具的仪表板。

尤其是，例如，当许多液晶显示屏放在一起形成一个或多个图像，就希望每个液晶显示屏的外观相同。

技术背景

目前，液晶显示器常装有调节反差的装置，这种调节在开始显示前进行，在显示过程中反差不再调节。

JP-8292129描述了一种分开的测量装置，它只在测量时才接上显示器。这种用来测量显示器光亮的传感器具有任何一种光学系统，一个光圈和一根装在显示器表面上的光纤，在所有从显示器表面发射的光束中，只有对应于最佳观察角度的光线才会被传感器元件接收，所述的传感器不允许紧凑和集成，传感器较高，原因是为了传感器元件只接收对应于最佳观察角度的光线，传感器元件必须放在离光圈，因而离屏幕较远的地方。传感器还遮盖相当大面。该传感器不是为实时应用以及屏幕显示而设计的，比如它不适用移动电话显示器。

对有些应用，希望能有一种测量装置能一直伴随显示装置，因而能持续测量光输出，从而持续校正显示图像的光输出和/或颜色。

从EP-0313331中得知有一种装置可控制液晶显示装置在实际使用过程中的亮度和反差，一定的光量由发光二级管产生并通过液晶显示屏发射。在显示板的另一面，通过显示屏的光被传感器接收，产生一个代表接收光的相应信号，该信号被实时监控，并用来实时调节显示屏的灰度级。发光电二极管和传感器被放在液晶显示屏的相对两面，外面覆盖光屏蔽材料，该光屏蔽材料不仅可以使观察者看不到屏幕上该部分产生的光，也可以使环境光线照不到传感器上。这种方法的缺点是不能进行改进以应用于现有的屏幕，而且，被覆盖的测试象素对环境光没有问题，但遮蔽了液晶显示屏太多。

US-5162785和DE-4129846也描述了一个使液晶显示屏反差最佳化的装置。液晶显示屏包含一个显示区域和一个分开的测试区域，传感器探测测试区域，传感器和测试区域二者通过光学掩模与环境光相隔离。

US-5490005描述了一种放在显示装置的自身光源(LED)上的光传感器。其第一个缺点是不适用于商用液晶显示屏。另一个缺点是反馈环路没有加进用作有效图像内容的背光，因此这种结构不十分精确，它不能测定所有图像决定因素(如液晶显示屏本身、背光、滤光片、温度等)的整个结果。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述缺点。

该目标通过本发明的方法和系统而达到。

本发明提供了一种通过光学反馈，对显示在显示装置上的图像的光输出和/或颜色作实时校正的系统。光输出包括背光，反差和/或亮度，按照本发明的系统包括：

-显示装置，它包含用以显示图像的有效显示区域，成象装置，如液晶显示装置中的透射或反射液晶显示装置或阴极射线管中的磷，和驱动成象装置的电子驱动系统，

-光学传感器单元，包含光圈和有光轴的光传感器，可对成象装置的有效显示区域有代表性部分的光输出进行光学测量，由此产生光学测量信号，

-反馈系统，接收光学测量信号，由此控制电子驱动系统。光传感器的光圈有一个接收角，使传感器接收到的光的至少50％来自在光传感器光轴15°内传输的光(这表示传感器的接收角是30°)，换句话说，传感器的接收角应当是这样的，即使得用来控制从显示区域以30°或更小的所对接收角发射或反射的光量与用来控制从显示区域以大于30°的所对接收角发射或反射的光量之比为X∶1，这里X是1或更大。在有些情况下，具有这样的接收角是有利的，即，使光传感器接收的光的至少60％，或至少70％或至少75％来自在光传感器光轴15°内传输的光。

本发明的另一方面是提供了一种对显示在显示装置中图像的光输出和/或颜色进行实时校正的系统，它包括：

-显示装置，包含显示图像的有效显示区域，成象装置，如液晶显示装置中的透射或反射液晶显示屏或阴极身线管中的磷，以及驱动成象装置的电子驱动系统，

-光传感器单元，包含光圈和具有光轴的光传感器，可对成象装置有效显示区域的有代表性的部分的光输出进行光学测量，从而产生光测量信号，以及

-反馈系统，接收光测量信号的，并依此控制电子驱动系统，