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blare

2007-02-01 11:15

如何測量液晶投影顯示器（從色度學與ANSI測試規(guī)範談起）

在新一代顯示器的發(fā)展上，談到液晶顯示器，一般總是會讓人聯(lián)想到LCD Monitor，但其顯示尺寸受限於成本與現(xiàn)有技術，仍以20英寸以下產品為主流，中尺寸的顯示器中，則以PDP最具有明日之星的味道，而在50英寸以上的大尺寸顯示器的市場中，液晶投影顯示器，相信將是成本與技術考量下的最佳選擇。

隨著液晶面板量產技術的逐漸成熟，解析度與開口率也大幅提升，使得液晶投影機的品質逐漸超越CRT型三槍投影顯示器。在日本各大家電廠商紛紛加入生產液晶投影機之後，幾項重要組件如LCD等價格大幅降低，使得液晶投影機的成本得以降低，進而使其在大尺寸顯示器市場中的重要性與日俱增。單槍式液晶投影機在亮度與畫質上，近年來都有長足的進步，加上在重量與體積上的優(yōu)勢，其市場的快速發(fā)展有目共睹。然而在液晶投影機光學規(guī)格的測量與標示方法上，各廠家卻有相當?shù)牟町悾m然先前有兩項美國國家標準（ANSI IT7.288-1990和ANSI IT7.215-1992）可作參考，但是這兩項標準並不完全適用於現(xiàn)今發(fā)展的投影顯示器，所以在1996年推動新標準的訂定，而有後來新的美國國家標準（ANSI/ NAPM IT 7.228-1997）的發(fā)表，以針對含LCD、DLP、LCOS等固定解析度之單槍投影機，建立一套適用的規(guī)格標準，以下即針對色彩的度量與ANSI規(guī)範內容做一整理介紹。

色彩如何度量

CIE 1931 配色函數(shù) (Color Matching Functions)

人眼對色彩的感知是一種錯綜複雜的過程，為了將色彩的描述加以量化，國際照明協(xié)會（CIE）根據標準觀測者的視覺實驗，將人眼對不同波長的輻射能所引起的視覺感加以紀錄，計算出紅、綠、藍三原色的配色函數(shù)，即所謂的CIE 1931 Color Matching Function，如圖1所示。而根據此配色函數(shù)，後續(xù)發(fā)展出數(shù)種色彩度量定義，使人們得以對色彩加以描述運用。

照度與各種色度的意義

在投影機的測試方面，需要量測照度(illuminance)與色度(chromaticity)。照度的單位為Lux，是單位面積所接受的光通量。色度表示又有 (x, y)和(u', v')兩種，下面分別加以介紹。

根據CIE 1931配色函數(shù)，將人眼對可見光的刺激值以XYZ表示，經下列公式換算得到x, y, Y值，即CIE 1931(x, y)色度坐標，透過此統(tǒng)一標準，對色彩的描述便得以量化並加以控制。

x， y：CIE 1931色度坐標值(Chromaticity Coordinates)
Y：照度

由於以 (x, y) 色度坐標所建構的色域為非均勻性，使色差難以量化表示，所以CIE於1976年將CIE 1931色度坐標加以轉換，使其所形成的色域為接近均勻之色度空間，讓色彩差異得以量化表示，即CIE 1976色度坐標，以(u', v')表示，計算公式如下所示：

餘弦修正（Cosine Correction）

照度計的設計除了視效函數(shù)的接近程度影響測量的準確外，另一個重要因素是餘弦修正(Cosine Correction)。因照度定義為單位面積所接受的光通量，所以入射光角度與照度有餘弦關係，即E=E0cos ，因此照度計設計時必須要考慮餘弦修正能力，使光感測器所測量到的光通量符合餘弦定律，即E=E0cos 。

為滿足餘弦定律，在設計時，在光感測器前加上一具有餘弦修正效果的擴散板，使任意角度的光束經擴散板修正成對光感測器恒為固定情況入射，其作用原理如圖2所示。