在新一代顯示器的發展上,談到液晶顯示器,一般總是會讓人聯想到LCD Monitor,但其顯示尺寸受限於成本與現有技術,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。 5'w&M{{9
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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勢,其市場的快速發展有目共睹。然而在液晶投影機光學規格的測量與標示方法上,各廠家卻有相當的差異,雖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今發展的投影顯示器,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,建立一套適用的規格標準,以下即針對色彩的度量與ANSI規範內容做一整理介紹。 +Ll29Buyi
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色彩如何度量 }6{00er
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CIE 1931 配色函數 (Color Matching Functions) 3.ShAL
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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,即所謂的CIE 1931 Color Matching Function,如圖1所示。而根據此配色函數,後續發展出數種色彩度量定義,使人們得以對色彩加以描述運用。 Yg 2P(
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照度與各種色度的意義 R'atg
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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。 VOg'_#I
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根據CIE 1931配色函數,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,透過此統一標準,對色彩的描述便得以量化並加以控制。 ^6Yt2Bhs
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x, y:CIE 1931色度坐標值(Chromaticity Coordinates) Of9 gS-m
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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: 43rV> W,
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餘弦修正(Cosine Correction) ;DKJ#tS}"
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照度計的設計除了視效函數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 。 K&"X7fQ
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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。 Uw3wR!:
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基於以上對色彩與照度量測的基本認識,下面將進一步就ANSI-1997的測試規範加以說明。 =fB"T+
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ANSI-1997 測試規範 `v2Xp3o4f
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硬體規範 XCXX(8To0=
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就前投式投影機而言,色度計(Chroma Meter)需平行分置於成像面的九個均等矩形中心點及螢幕四角落,角落點位置為成像面邊角與正中心點10%距離之處,合計共13個量測點(如圖3),對比值量測則決定於十六個均等矩形中心點(如圖4),量測單位為照度,使用的量測儀器個別感測範圍至少需包含3(3像素,且為追溯國家標準之標準儀器,其光度(Photometric)準確度需為±5%內,色度準確度需在±0.008(x,y)之內,同時亦可顯示(u',v')及相關色溫CCT,並具餘弦修正功能。 hC]:+.Q+
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量測前的調整 EV|W:;Sg
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由於投影機的亮度(brightness)及對比(contrast)可作局部調整,因此為了避免不當的調整造成量測基準的偏差,在此標準中便設計一套調整投影機亮度和對比的方法,使各個受測標的能夠在相近的基準上接受測試與評比。 UDgX
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對於投影機亮度與對比的調校,是以一個標準影像作為參考,投影機輸出畫面格式(如圖5),是以全白的影像為背景,前景由上下兩排各四個互相連接的方格所構成,每個方格的面積為投影面積的5%,且長寬比和投影背景相同的,但在各個方格內有不同的灰階輸出:以全白訊號為100%(如同背景訊號),全黑為0%,依著由右至左的順序,上排四方格內的灰階輸出分別設定為15%、10%、5%、0%,下排四方格的輸出則為100%、95%、90%、85%。在調整投影機的亮度時,為確保不犧牲其對比表現能力,應使5%與10%的灰階訊號可以從0%和15%的訊號中辨識出來,而且對比的強弱,也應同時使95%與90%的灰階訊號與100%和85%的有所不同;循序作亮度與對比的調整,必須測試影像的輸出不僅能夠符合上述要求,並在進行以下的測試時保持相同的狀態。 G6JP3dOT
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光輸出(light output)量測 Cyo:Da
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1. ANSI流明值(ANSI Lumens) j|XL$Q
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依據美國國家標準協會(ANSI)的定義,投影機光輸出的測量方法,是將輸出的投影影像等分為3×3的九個方格(圖3),於100%之全白影像輸出下,量測每個方格中的照度(illuminance)值,單位為勒克斯(lux=lumen/m2),然後將九個量測值平均,再乘上影像的投影面積(單位為平方公尺),所得到的即為該投影設備的光輸出流明(ANSI lumen)值。公式如下所列: .5 {<