[發明專利]白點調節法、彩色圖象處理法、白點調節裝置和液晶顯示器

有效

• 申請號: 00130683.9
• 申請日: 2000-10-17
• 公開（公告）號: CN1293521A
• 公開（公告）日: 2001-05-02
• 發明（設計）人: 船越明宏;清水俊雄;石川拓也
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H04N9/73
• 分類號: H04N9/73;H04N9/12;G09G3/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,陳景峻

本發明涉及彩色輸出器件用的彩色圖象處理技術。更具體地說，本發明涉及在液晶顯示器件中以更高的精度調節白點(白平衡點)用的一種方法和設備。

作為在個人計算機、電視機及其它類似設備上顯示圖象用的顯示器，以及作為各種其它監視器用的顯示器，除了CRT(顯象管)以外，液晶顯示器(LCD)近年來也得到廣泛應用。在使用CRT、LCD或其它類似器件的彩色顯示系統中，理想的考慮是把再現的彩色盡可能地接近于天然彩色。同時還要求，要根據使用CRT或LCD的設備的安裝條件，即安置該設備地點的照明環境或其類似條件，設備應能進行自動調節，或操作人員(用戶)應能進行手動調節，以便顯示適合于各種環境的最佳彩色。此外，還強烈要求這樣一種能力，即不論提供的是什么類型的輸出設備，都顯示同樣的顏色。在這些技術中，尤其重要的是白點調節，它是設計來在顯示中調節消色水平的，這樣一種白點調節已在彩色監視器中按傳統方式實現了。

為了以定量的方式處理全部天然色彩，可以使用圖8中示出的CIExy色度(或色品)圖，這個圖表示一種給定的色彩在色度座標系中位置的基礎上的色調和色彩的飽和度，具體地表明在XYZ顯示系統的三激勵值X、Y和Z中由橫座標x=X÷(X+Y+Z)和縱座標y=Y÷(X+Y+Z)所表示的色度座標。人類眼睛所能見到的全部彩色都顯示在圖中的由閉合曲線C所形成的馬蹄形部分及其以內的部分中。圖中的R、G和B各點分別表示在某一特定的彩色顯示系統中僅僅根據R(紅)、G(綠)和B(藍)三原色所顯示的顏色。所有在三角形RGB各邊上的和其內部的色彩都可以用R、G和B的適當的混合來表示。此外，具有最大亮度的白色一般可以作為在R、G和B各自都設定在最大亮度時的混合色彩W而獲得，而且這個白色通常都如圖中所示位于三角形R、G和B的中線交點的附近。

在設計彩色顯示系統時，更加優化的白點是通過調節R、G和B各點的最大亮度值或改變圖中的R、G和B各點的位置而確定的。例如，在使用LCD的顯示系統中，白點的確定最好應該考慮到背光的頻譜輻射特性或濾色器的傳輸特性。

作為已有技術，例如，有日本專利公開Hei?2(1990)-271389號。這個專利公開揭示了一種技術用以校正灰度數據以便使液晶發光灰度數據特性成為是線性的，從而通過防止色度偏移而能實現具有優異顯示質量的全色圖象顯示。另一個日本專利公開Hei?2(1990)-271793號揭示了一種技術：在連續進行低灰度顯示時，通過均勻地增加B(藍)或R(紅)／G(綠)的灰度側的亮度并防止減少整個屏幕的亮度來調節色度。

另一方面，作為TFT(薄膜晶體管)LCD監視器或其類似產品的固有的問題之一，在半色調灰色(半色調非彩色)特別是低灰度中會發生一種藍移現象。這種現象尤其是指這樣一種情況，即在TFT?LCD器件上顯示非彩色時(即R、G和B的顏色都設定在同一灰度)，隨著它的灰度值減小時，其色彩就變得偏藍(即色度座標偏向藍色)。

圖9表示使用CIE色度座標時LCD中每一灰度級別下色溫的變化。橫座標軸x和縱座標軸y形成一個色度座標，在三刺激值X、Y和Z的情況下它由橫座標x=X÷(X+Y+Z)和縱座標y=Y÷(X+Y+Z)來表示。在圖中，虛線表示黑體的軌跡，它表明隨著溫度朝著傾斜的左下方而增加時顏色就趨向于藍色。在圖中，灰度級別是這樣顯示的，即在LCD顯示板上，在從正面觀看時有5個點，其級別分別從最高(255)到最低(0)，以及觀看角度在水平方向分別移動15度、30度、45度和60度。當灰度級別降低時白點的移動方向由實線箭頭A表示，而當從正面觀看以及觀看角度在水平方向分別從正面移動并增加為15度、30度、45度和60度時每個灰度級別的移動方向由虛線箭頭B表示。

從圖9看很明顯，可以理解，作為LCD的一種特性，由最高灰度級規定的白點在其它半色調灰度級時要大大的偏移，換句話說，在趨向低灰度級時，在CIE色度座標中的白點會移到藍色方向。這種現象是因光泄漏引起的，這種泄漏的發生取決于當液晶切斷光線時液晶的偏斜。這種現象一旦發生，即使在最高灰度級的白點能夠被調節到所希望的色度座標(色溫)，但在低灰度級的白點的設置將有很大偏移。這種現象在某些類型的LCD顯示板中是非常突出的，因而提出了一個待解決的問題。

如圖所示，由于因觀看角度所引起的色彩偏移，再聯系到前述的在半色調灰度級的色彩偏移現象，在半色調灰度級時從白色的白點規定值的彩色偏移會增大。近年來存在著要保證LCD能有大觀看角的強烈要求。但是，由于顯示器的觀看角度(視角)從正面傾斜而發生更加明顯的彩色偏移已成為另一個嚴重的問題。