TW201009479A - Method and system for automatically adjusting the color wheel of the projector - Google Patents

Description

201009479 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋關於一種投影機校正方法，特別是指一種自 動校正投影機色輪的方法。 【先前技術】 使用單一 DMD(Digital Micromirror Device)晶片的 DLP(Digital Light Processing)投影機是目前市面上較普遍使 用的投影機種，這種DLP投影機需要利用一色輪把顏色分 離，再利用DMD晶片把每一像素所需的顏色反射到顯示布 幕上。但由於使用單一 DMD晶片的投影機，讓色輪在同一 時間内一次只能處理一種顏色，因此會造成部分亮度的損 失。此外’由於不同顏色光的光譜波長特性有所差別，因 此會產生不同的色彩還原，尤是紅色在畫面色彩中往往表 現得不夠鮮豔。因此，如何使投影機既具有足夠的顯示亮 度，又能充分保證色彩的真實還原，是每個投影機廠商在 設計產品時的一個關鍵問題，而其中最重要的因素，就是 色輪的設計。 如圖1所示，是習知一種六段色輪的設計，其除了具 有紅（R)、綠（G)、藍（B)三主色外，還包含其它三種非主色 ’例如白色（W)、黃色（γ)及青綠色（c)。且為了善用色輪， 提高色輪使用效率，投影機會將色輪的三主色以適當混合 比例組成其它非主色的顏色，如此，色輪轉一圈就可以產 生兩個相同顏色的非主色光，使投影機具有足夠的顯示亮 度’並能將色彩更真實的還原。所以，投影機中必需記錄 201009479 可以構成其它非主色之顏色的三主色混合比例。 一般決定三主色混合比例的做法是，如圖丨所示，將 色輪的各非主色區，例如將黃色區劃分成多個子色塊、 Y2、Y3、Y4 ’並將一例如子色塊γι，以及適當混合比例 的二主色區分別投影到布幕的左右兩半（並列），再由人工以 目測方式透過一用以調整三主色混合比例的調色工具 CIExy( —種調色軟體，載置於一與投影機連接的電腦中）， 來調整二主色的混合比例，直到三主色之混合比例投影到 布幕上所呈現的顏色與該子色塊的顏色γι相符，則令投影 機記錄該混合比例，然後重覆上述步驟，直到全部的子色 塊Y1〜Y4皆有對應的三主色之混合比例，再重覆上述步驟 ，接著找其它非主色之子色塊，例如白色之子色塊W1〜W4 ，以及青綠色之子色塊C1〜C4所對應的三主色之混合比例 〇 然而這種以人工目測方式一一找出每一非主色之子色 塊所對應的三主色之混合比例’不但相#耗時，而且容易 失其準確性。 【發明内容】 因此，本發明之一目的，主要是提供一種可減少作業 時間並提高校正準確度的投影機之色輪自動校正方法及系 統。 於是，本發明投影機之色輪自動校正方法，該色輪包 括三個主色及至少一非主色’該方法包括：㈧令該投影機 將該色輪的非主色之顏色投影出去，並量測其一第一光學 201009479 物理量Xr、Yr及Zr ; (B)令該投影機將該色輪的三個主色 之顏色以一混合比例Rn、（^及匕投影出去，並量測其一第 二光學物理量Χη、γη及Zn; (c)根據該第一光學物理量Xr 、Yr及Zr與第二光學物理量Χη、Υη&Ζη量的一差值Δχ 、△ Υ及ΔΖ，調整該混合比例Rn、Gn及& ;及（D)重覆步 驟（B)及（C) ’直到該等差值Δχ、Δγ及Δζ趨近於零。 較佳地’在步驟（C)中’會產生一新的混合比例Rn+1、 Gn+1及Bn+1，並比較該新的混合比例Rn+〗、^+1及Βη+ι是 否與該投影機前一次使用的一混合比例Rn^、Gn“及Bn i相 同，若否，則以該新的混合比例Rn+i、Gn+i及Βη+ι做為送 給該投影機的混合比例Rn、队及Bn，若是，則令該投影機 記錄其當前使用的混合比例Rn、Gn及Bn。 較佳地’在步驟（D)中，當判斷步驟（C)產生之混合比例 Rn+i、Gn+1及Bn+1與該投影機前一次使用的一混合比例丨 、Gw及Bn_,相同，則判斷該差值Δχ、Δγ及趨近於 零。 較佳地’在步驟（C)中，產生該新的混合比例Rn+1、 Gn+i 及 B n + 1之步驟包括： (C1)判斷ΔΧ的絕對值是否大於AY及ΔΖ的絕對值， 若是，判斷ΔΧ是否大於零，若是，則令Rn+i=Rn+1，若否 ，則令 Rn+1=Rn_l ; (C2)判斷ΔΥ的絕對值是否大於及的絕對值， 若是，判斷ΔΥ是否大於零，若是，則令Gn+1=Gn+l，若否 ，則令 Gn+1=Gn-l ;及 201009479 (C3)判斷ΔΖ的絕對值是否大於Δχ及Δγ的絕對值， 若是，判斷ΔΖ是否大於零，若是，則令Βη+ι=Βη+1，若否 ，則令 Βη+1=Βη-1。 再者，本發明用以實現上述方法的自動校正投影機色 輪的系統，包括： 一投影機，包括一色輪，該色輪包括三個主色及至少 一非主色，該投影機將該色輪的一非主色之顏色投影出去 ，並將該色輪的三個主色以一混合比例Rn、Gn及Βη投影 出去； 一顏色量測儀器，量測該非主色投影產生的顏色的一 第-光學物理# Xr、Yr及Zr，以及量測該三個纟色以該混 合比例Rn、Gn及Bn投影產生的顏色的一第二光學物理量 Xn、Yn 及 Zn ;及 一個人電腦，執行下列步驟： (A)根據第一光學物理量Xr、Yr及Zr與第二光學物理 量Xn、Yn及Zn的一差值Δχ、Δγ及Δζ，調整該混合比 例 Rn、Gn 及 Βη ; (Β)令該投影機以步驟（Α)產生之混合比例Rii、Gn及 Bn將該色輪的三個主色投影出去，並令該光學量測儀器量 測該第二光學物理量χη、Yn及Zri;及 (C)重覆步驟（A)及（B)，直到該差值Αχ、Αγ及趨 近於零。 本發明藉由投影機投影出色輪之一非主色供顏色量測 儀器量測其第一光學物理量Xr、Yr、Zr，並由投影機投影 201009479 出色輪之三主色之混合比例供顏色量測儀器3量測其第二 光學物理* Χη、γη、Ζη，再由個人電腦根據第一及第二光 學物理量的差值mY及Δζ自動調整三主色之混合比 例Rn、Gn、Βη後再提供給投職㈣，並獨根據顏色量 測儀器新測得的第二光學物理量Χη、Υη、Ζη與第—光學物 理量Xr、Yr、Zr的差值’調整三主色之混合比例以、如 、Bn’使得三主色之混合比％ Rn、Gn Bn逐漸收敛至所 要比對的非主色，而達到自動找出對應各非主色的三主色 之混合比例以及減少作業時間並提高校正準確度的功效與 目的。 、 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現》 參閲圖2所示’是本發明自動校正投影機色輪的系統 的一較佳實施例’為了實現本發明自動校正投影機色輪的 方法’本實施例之系統主要包括一投影機1、一個人電腦2 及一顏色量測儀器3。本實施例之方法主要應用在研發階段 的產品開發或是量產階段產線對色輪的顏色進行校正時， 因此以下所描述的技術内容只會發生在校正投影機色輪的 過程中，不會出現在一般使用投影機的情況中。 本實施例之投影機1是以使用單一 DMD晶片的DLP 投影機為例，其包括如圖1所示的一個六段色輪（但並不以 六段色輪為限）’且由於色輪的各個非主色並非完全均勻（亦 201009479 即可能顏色分佈深淺不一）’所以各個非主色區，例如黃色 被預先劃分成多個子色塊Y1〜Y4 ’以--找出對應各子色 塊Y1〜Y4的三主色之混合比例。投影機1每次只將一子色 塊’例如子色塊Y1的顏色投影至一布幕4,並根據個人電 腦2提供的三主色的混合比例Rn、Gn及Bn(其通常是接近 該子色塊顏色的混合比例），將三主色的顏色依比例投影至 布幕4，使呈現接近於該子色塊的顏色。 顏色量測儀器3(color meter)在本實施例中是以CL_2〇〇 為主（它是目前主要用以量測顏色的儀器），其與個人電腦2 〇 連接’用以量測該子色塊Y1投影在布幕之顏色所產生的一 第一光學物理量Xr、Yr及Zr，以及量測三個主色以混合比 例Rn、Gn及Bn投影在布幕所產生之顏色的一第二光學物 理量Xn、Yn及Zn並送給個人電腦2。由於顏色量測儀器3 所測得的光學物理量包含了顏色的亮度和彩度資訊，比起 習知的調色工具CIExy只包含顏色的彩度資訊，在比對三 主色之混合比例與子色塊產生之顏色的過程中，更能找出 最適當的三主色混合比例’達到更精準的顏色校正。 € 個人電腦2連接至投影機1，用以提供三主色的混合比 例Rn、Gn及Bn給投影機1，並計算第一光學物理量Xr、

Yr及Zr與第二光學物理量χη、Υη及Zn的差值ΔΧ、Αγ 及ΔΖ後，根據差值Δχ、ΔΥ及Δζ調整三主色的混合比 例Rn、Gn及Bn後，再送給投影機1做為投影三主色的依 據，然後再根據顏色量測儀器2重新測得的第二光學物理 量Xn、Yn及Zn，再計算第二光學物理量χη、Υη及Zn與 10 201009479 Λ 第一光學物理量Xr、Yr及Zr的差值，並根據重新獲得的 差值△ X、△ Y及△ Z重新調整三主色的混合比例Rn、Gn 及Bn，個人電腦1透過重覆上述動作，會讓三主色的混合 比例Rn、Gn及Bn逐漸收傲至產生與子色塊γ 1顏色相同（ 或幾乎相同）的顏色，而讓差值ΔΧ、ΔΥ及趨近於零， 而得到最接近子色塊Y1顏色的三主色的混合比例並將該混 合比例記錄在投影機1中，以供日後控制色輪的三主色產 生非主主色之子色塊顏色之用。 ◎ 以下進一步詳細說明本實施例校正每一非主色之子色 塊’即找出對應各非主色之子色塊的三主色之混合比例的 過程。 參見圖1，以找出對應色輪的一非主色，例如黃色之子 色塊的三主色之混合比例為例，首先，將黃色色域劃分成 四個子色塊Y1〜Y4，以透過本實施例依序找出對應這四個 子色塊Y1-Y4之三主色的混合比例。 ❹ 參見圖2及圖3的步驟31，首先，個人電腦2令投影 機1將子色塊Y1的顏色投影至布幕4上，讓顏色量測儀器 3量測子色塊Y1在布幕上呈現的顏色的一第一光學物理量 Xr、Yr及Zr並送給個人電腦2。 然後進行步驟32,個人電腦2提供一接近於黃色的三 主色混合比例Rn、Gn、Bn給投影機丨，使投影機丨按照該 混合比例Rn、Gn、Bn，控制色輪之三主色依比例投影至布 幕4上，讓顏色量測儀器3量測該混合比例所產生之顏色（ 接近於黃色）的一第二光學物理量Χη'Υη& Zn，並送給個 11 201009479 人電腦2。 接著，如步驟33,個人電腦2透過由一軟體執行之收 斂廣算法，根據第一及第二光學物理量Xr、Yr及Zr與Xn Υίΐ及Ζη的差值Δχ、Δγ及Δζ，調整三主色的混合比 例Rn Gn、Βη，該收斂演算法的詳細流程如圖4流程所示 。而在此要先說明的是，以下所謂的Rn、Gn、Βη是指投影 機1當前使用的三主色混合比例，且Rn+1、Gn+1及Βη+1 疋才曰個人電腦2新產生的三主色混合比例，而Rn_ 1、Gn_ j 及Bn-1則是指投影機丨前一次使用的三主色混合比例。 0 首先’如步驟41，計算第一光學物理量χΓ、γΓ及 與第一光學物理量χη、γη及Zn的差值△ x=Xr_Xn、△ Y Yr-Yn及△ Z=Zr-Zn ’接著如步驟42，判斷△ X的絕對值 疋否大於ΔΥ及ΔΖ的絕對值，若是，表示光學物理量χη 的值受混合比例中的Rn影響最大，所以要先調整Rn，因 此，如步驟43，再判斷ΔΧ是否大於零，若是，表示以偏 低，則如步驟44,調高Rn的比例為Rn+i=Rn+1，而如和 Bn則維持不變，即Gn+l=Gn，Βη+ι=Βη;若否，表示Rn偏高 〇 ’則如步驟45 ’調低Rn的比例為Rn+l=Rn]，而Gn和Bn 同樣維持不變’即Gn+1=Gn，Bn+1=Bn。 若步驟42判斷結果為否，則進行步驟46，判斷△ γ的 絕對值是否大於ΔΧ及ΔΖ的絕對值，若是，表示光學物理 量Yn的值受混合比例Gn影響最大’所以要先調整Gn，因 此，如步驟47，再判斷Δγ是否大於零，若是，表示Gn偏 低，則如步驟48 ’調高Gn的比例為Gn+1=〇n+1，而Rn和 12 .201009479

Bn則維持不變’即κ，Βη+ι=Βη ;若否表示Gn偏高 ，則如步驟49,調低Gn的比例為GnfG〆，Rn和Bn同 樣維持不變，即Rn+丨=Rn，Bn+1=Bn。 而若步驟46判斷結果為否，則進行步驟5〇，判斷Δζ 的絕對值是否大於ΔΧ及ΔΥ的絕對值，若是，表示光學物 理量Ζη的值受混合比例Bn影響最大，所以要先調整Βη， 因此’如步驟51，再判斷ΔΖ是否大於零，若是，表示Βη 偏低，則如步驟52，調高Bn的比例為Βη+ι=Βη+1，而Rn 和Gn則維持不變，即Rn+1=Rn，Gn+〗=Gn ;若否，表示Βιι 偏高，則如步驟53，調低Bn的比例為Bn+pBn-〗，Rn和 Gn同樣維持不變，即Rn+丨=Rn，Gn+丨=Gn。而若步驟5〇判斷 結果為否’表示計算有誤，則回到步驟41重新計算。 因此’經過圊4調整混合比例的過程後，會得到一新 的三主色混合比例Rn+1、Gn+1及Bn+1。 接著如步驟34，判斷新的混合比例Rn+1、Gn+i及 Bn+1是否等於投影機前一次使用的三主色混合比例Rn_j、 Gn-1及Βη-l?而由於混合比例Rn+1、Gn+1及Bn+1是第一 次調整產生的，所以並不符合步驟34的狀況，故進入步碌 36 ’個人電腦2以新的混合比例Rn+Ι、Gn+Ι及Bn+1做為 三主色的混合比例Rn、Gn及Bn並送給投影機1，使依照 新的混合比例Rn、Gn及Bn將三主色投影到布幕4，並重 覆步驟32 ’令顏色量測儀器3量測新的混合比例Rn、Gn 及Bn所產生的第二光學物理量χη、γη及Ζη，再經由步驟 34，根據這第一光學物理量Xr、Yr及Zr與第二光學物理 13 201009479 量Χη、Υη及Zn的差值ΔΧ、ΔΥ及AZ，重新調整三主色 的混合比例Rn、Gn、Bn，並經步驟34判斯後，於步驟％ 將新的混合比例Rn、Gn、Bn送至投影機。而藉由重覆上述 步驟32〜36，可以逐漸收斂三主色的混合比例Rn、Gn、 使所產生的顏色越來越接近所要比對的黃色子色塊γι，並 使差值ΔΧ、ΔΥ及ΔΖ逐漸收歛至零或至少接近零。亦即 重覆步驟32〜36多次（少至三次）之後’在步驟34中，當判 斷新產生的混合比例Rn+1、Gn+1及Bn+1與投影機前一次使 用的三主色混合比例Rw、Gw及Bn·!相同時，表示投影機❹ 1當前使用的混合比例Rn、Gn、Bn已收斂至最接近所要比 對的黃色子色塊Y1的顏色，因此，進行步驟35，令投影機 1 §己錄這當前使用的混合比例Rn、Gn、Bn。 所以，透過不斷重覆上述流程，個人電腦2可以自動 找到對應每一個非主色塊之子色塊的顏色的三主色之混合 比例’並記錄在投影機1中，如此一來，投影機1除了可 以利用非主色塊，例如黃色中的某一子色塊，投影出想要 的顏色外’也可以利用三主色的混合比例產生與該黃色子 〇 色塊相同的顏色’而增加色輪的利用率，使投影機可藉此 提高顯示亮度以及色彩的真實還原度。 綜上所述，本實施例藉由投影機投影出色輪之一非主 色塊顏色供顏色量測儀器3量測其第一光學物理量χΓ、Yr 、Zr，並由投影機投影出色輪之三主色之混合比例顏色供顏 色量測儀器3量測其第一光學物理量Xn、Yn、Zn，再由個 人電腦2根據第一及第二光學物理量的差值Αχ、么丫及八 14 201009479 ' Z自動調整三主色之混合比例Rn、Gn、Bn後再提供給投影 機投影’並不斷根據顏色量測儀器3新測得的第二光學物 理量Χη、γη、Ζη與第一光學物理量又!*、丫1*、&的差值調 整二主色之混合比例Rn、Gn、Bn，將使得三主色之混合比 例Rn、Gn、Bn逐漸收斂至所要比對的非主色塊顏色，而達 到自動找出對應各非主色塊的三主色之混合比例以及減少 作業時間並提高校正準確度的功效與目的。 ^ 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種六段色輪示意圖； 圖2是本發明自動校正投影機色輪的系統的一較佳實 施例之示意圖； ❹圖3是本發明自動校正投影機色輪的方法的一較佳實 施例之流程圖；及 圖4是本實施例之收斂演算法流程圖。 15 201009479 【主要元件符號說明】 1 投影機 2 個人電腦 3 顏色量測儀器 4 布幕 31〜36、41〜52流程步驟

16

Claims (1)

1. 201009479 十、申請專利範園： 1·種自動校正投影機色輪的方法，該色輪包括三個主色及 至少一非主色，該方法包括： (A) 令該投影機將該色輪的非主色之顏色投影出去，並量 測其一第一光學物理量χΓ、Yr及Zr ; (B) 令該投影機將該色輪的三個主色之顏色以—混合比例 Rn、Gn及Bn投影出去，並量測其一第二光學物理量 Xn、Yn 及 Zn ; ❹（Ο根據該第一光學物理量Xr、Yr及Zr與第二光學物理 量Χη、γη及Zn量的一差值Δχ、Δγ及Δζ，調整該 混合比例Rn、Gn及Βη ;及 (D)重覆步驟（β)及，直到該等差值Δχ、及Αχ趨 近於零。

   2.依申請專利範圍第丨項所述自動校正投影機色輪的方法， 在步驟⑹中，會產生一新的混合比例Rndd Βη+ι ’並比較該新的混合比例Rn+1、Gn+丨及Βη+ι是否與該投影 機前-次使用的-混合比例Rn丨、^及I相同，若否 ’則以該新的混合比例R-、。及Bn+1做為送給該投影 機的混合比例R、G另R 从β a，人 ^ j n Gn及Bn ’右是，則令該投影機記錄其 當前使用的混合比例Rn、Gn及Bn。 、 •依申清專利範圍第2項所述自動校正投影機色輪的方法， 在步驟（D)中，當判斷步驟（C)產生之混合比例Rn+1、Gn+] 及與該投影機前一次使用的一混合比例k、g二】 η-ι相同’則判斷該差值△ χ、△ Y及△ Z趨近於零。 17 201009479 4·依申凊專利範圍第2項所述自動校正投影機色輪的方法， 在步驟（c)中，產生該新的混合比例Rn+i、‘及 步驟包括： (ci)判斷Δχ的絕對值是否μΔΥ 的絕對值若 疋，判斷ΔΧ是否大於零，若是，則令Rn+i=Rn+i， 若否，則令Rn+1=Rn_l ; (C2)判斷Δγ的絕對值是否大於Δχ及Δζ的絕對值若 是，判斷ΔΥ是否大於零，若是，則令Gn+1=Gn+1， 若否，則令Gn+1=Gn-l ;及 (C3)判斷δζ的絕對值是否大於Δχ及Δγ的絕對值若是 ，判斷ΔΖ是否大於零，若是，則令Βη+ι=Βη+1，若 否’則令 Βη+ι=Βη-ΐ。 5·依申請專利範圍第丨項所述自動校正投影機色輪的方法， 其中該色輪包括至少一劃分成多個非主色塊的非主色域， 且該非主色是該等非主色塊其中之一的顏色。 6.—種自動校正投影機色輪的系統，包括： 一投影機，包括一色輪，該色輪包括三個主色及至少 一非主色，該投影機將該色輪的一非主色之顏色投影出去 ，並將該色輪的三個主色以一混合比例Rn、Gn及Βη投 影出去； 一顏色量測儀器，量測該非主色投影產生的顏色的一 第一光學物理量Xr、Yr及Zr，以及量測該三個主色以該 混合比例Rn、Gn及Bn投影產生的顏色的一第二光學物 理量Xn、Yn及Zn ;及 18 201009479 - 一個人電腦，執行下列步驟： (A) 根據第一光學物理量Xr、Yr及Zr與第二光學物 理量Xn、Yn及Zn的一差值Δχ、δυ及az，調 整該混合比例Rn、Gn及Bn ; (B) 令該投影機以步驟（A)產生之混合比例Rn、Gn及 Bn將該色輪的三個主色投影出去，並令該光學量 測儀器量測該第二光學物理量、Yn及Zn ;及 ❹ （C)重覆步驟（A)及（B)，直到該差值Δχ、Δγ及ΔΖ 趨近於零。 7. 依申請專利範圍第6項所述自動校正投影機色輪的系統， 其中，在步驟（Α)中’會產生一新的混合比例Rn+i、匕+1 及Bn+1，並比較該新的混合比例Rn+i、及Βη+ι是否與 該投影機前一次使用的一混合比例Rn i、Gn i及Bn i相同 ，若否，則以該新的混合比例Rn+1、〇11+1及匕+1做為送給 該投影機的混合比例Rn、1及Bn，若是，則令該投影機 φ 記錄其當前使用的混合比例Rn、Gn及Bn。 8. 依申請專利範圍第7項所述自動校正投影機色輪的系統， 在步驟（C)中，判斷步驟（A)產生之混合比例Rn+1、及 Bn+1與該投影機前一次使用的一混合比例Rn“、Gn 1及Bn 1相同，則判斷該差值ΔΧ、ΔΥ&ΔΖ趨近於零。 η 9. 依申請專利範圍第7項所述自動校正投影機色輪的系統， 在步驟⑷中，產生該新的混合比例Rn+i、Gn+^ Β…之 步驟包括： (A1)判斷ΔΧ的絕對值是否大於△ γ及δζ的絕對值 19 201009479 是’判斷ΔΧ是否大於零，若是，則令Rn+i=Rn+1， 若否，則令Rn+i=Rn-l ; (A2)判斷ΔΥ的絕對值是否大於及的絕對值，若 是，判斷ΔΥ是否大於零，若是，則令Gn+丨=(^+1， 若否，則令Gn+1 = Gn-l ;及 (A3)判斷^的絕對值是否大於ΔαΔγ的絕對值若是 ，判斷ΔΖ是否大於零，若是，則令Βη+ι=Βη+ι，若否 ，則令 Βη+ι=Βη-1。 10·依申請專利範圍第6項所沭ότ , 9所述自動校正投影機色輪的系統 ’其中該色輪包括至少—翥丨丨八4、交k ^ 到刀成多個非主色塊的非主色域 ，且該非主色是該等非主牟 邑塊其中之一的顏色。 20