JP2008170779A - 画質調整装置、画質調整方法、画像表示装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】γ特性計測および画質調整を高精度でかつ高速に行う画質調整装置の提供。
【解決手段】画質調整装置１は、プロジェクタからの投射光の強度を計測する計測装置と、統合制御装置３を備える。統合制御装置３は、γ特性データを蓄積するγ特性蓄積手段３１と、蓄積されたγ特性データから平均γ特性を求めるγ特性平均化手段３２と、平均γ特性により計測用入力値を決定する計測点決定手段３４と、計測用入力値でプロジェクタを制御して光強度を計測する指定計測点計測手段３５と、平均γ特性の出力値を横軸、縦軸としたグラフで平均γ特性の計測用入力値に対応する出力値を横軸の値とし、計測手段３５で計測された計測値を縦軸の値としてプロットされた点を結ぶ補間関数を求めてγ特性を演算するγ特性演算手段３６と、演算されたγ特性に基づいてプロジェクタのγ補正データを生成するγ補正データ生成手段３７とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、画質調整装置、画質調整方法、画像表示装置、および、プロジェクタに関する。

プロジェクタは製品内部の光学系により、独自のＲＧＢ色空間を作り出しており、個体毎に異なった特性を有している。製造上、個体バラツキを押さえる為にライトバルブに対して電子補正を行う必要があり、そのためには正確に製品のＶＴ(電圧-透過率)γ特性計測を行う必要がある。このことは、プロジェクタに限らず、液晶ディスプレイ等の画像表示装置においても必要である。

このような個体バラツキを押さえるため、ＲＧＢ単色のγに加えてＷ（ホワイト）のγを考慮することで個体バラツキを小さくする液晶表示装置の補正特性決定装置が知られている（特許文献１）。
また、ＣＩＥ、ＸＹＺの３属性に基づく演算により補正処理を行うことで、中間調色温度を一定にし、色再現性を向上させることができるカラー画像表示装置も知られている（特許文献２）。

特開２００３−２４８４６７号公報 特開２００５−１９６１５６号公報

前記特許文献１，２は、画像表示装置のγ特性を把握することで、その個体に応じたγ補正処理を実施することを目的とした装置及び方法であるが、いずれも処理に時間がかかるという問題があった。
すなわち、特許文献１，２は、γ特性の把握に関しては高い精度が求められており、高精度な計測を実施するためには計測点数を増やす必要がある。しかしながら、計測点数を増やせば、当然、計測の為の時間が増加し、生産性を低下させてしまう。例えば、特許文献１においては、ＲＧＢＷそれぞれのγを６４点ずつ、計２５６点の計測を必要とする実施例もあり、計測に多くの時間を費やす結果となってしまう。

本発明の目的は、高精度でかつ高速なγ特性計測を可能とし、画質調整を行うことができる画質調整装置、画質調整方法、画像表示装置およびプロジェクタを提供することにある。

本発明は、カラー画像を表示可能な画像表示装置の画質を調整する画質調整装置であって、前記画像表示装置から投射される光を受けてその光強度を計測する光強度計測装置と、複数の画像表示装置における各画像表示装置の駆動制御用の入力値と、その際に各画像表示装置から投射される光の光強度である出力値との関係を表すγ特性データを蓄積するγ特性蓄積手段と、前記γ特性蓄積手段に蓄積されたγ特性データから平均γ特性を求めるγ特性平均化手段と、前記平均γ特性に基づいて計測用入力値を決定する計測点決定手段と、前記計測用入力値を画質調整対象の画像表示装置に入力して制御し、その際の光強度を前記光強度計測装置によって計測する指定計測点計測手段と、前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフにおいて、前記平均γ特性において前記計測用入力値に対応する出力値を横軸の値とし、前記指定計測点計測手段により計測された計測値を縦軸の値としてプロットし、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数を求めて前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算するγ特性演算手段と、このγ特性演算手段によって得られたγ特性に基づいて、前記画像表示装置のγ特性を補正するγ補正データを生成するγ補正データ生成手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明では、γ特性蓄積手段によって複数の画像表示装置のγ特性データを蓄積し、その蓄積されたγ特性データをγ特性平均化手段で平均化して平均γ特性を求めている。このため、個々の画像表示装置においてγ特性にばらつきがあっても、平均γ特性は個々のバラツキの影響を軽減でき、標準的な画像表示装置のγ特性に近づけることができる。
そして、計測点決定手段によって計測用入力値（計測点）を決定し、指定計測点計測手段によって前記計測用入力値で画像表示装置を制御し、その際の光強度を光強度計測装置で計測しているので入力値と出力値（光強度）との関係を求めることができる。
この際、入力値と出力値との関係（γ特性）をグラフ化すると、非線形で複雑なＳ字曲線となるため、測定数（計測点）を多くしなければ正確なγ特性データを得ることができない。
これに対し、本発明では、γ特性演算手段において、前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフつまり平均γ特性が１次直線（線形）となるグラフにおいて、画質調整対象の画像表示装置の計測用入力値と出力値とをプロットしているので、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数つまりγ特性は、前記線形化された平均γ特性に近似した形となる。すなわち、前記のＳ字曲線のような複雑な形状ではなく、１次直線に近い形状にできるため、測定数が少なくても３次曲線補間やスプライン曲線補間などによって容易にかつ正確に求めることができる。
このように本発明によれば、γ特性演算手段によって、複雑なγ特性を比較的単純な曲線で求めることができ、少ない計測点でも高精度のγ特性を得ることができる。従って、画質調整対象の画像表示装置のγ特性を高速にかつ精度良く取得することができ、γ補正データ生成手段においても、前記γ特性に基づくγ補正データを高速にかつ精度よく生成することができる。このため、各画像表示装置毎に数多くの計測を行ってγ補正データを生成する場合に比べて、画像表示装置の生産効率を向上でき、製造コストも低減できる。

ここで、前記γ特性演算手段は、前記グラフ上にプロットされた各点に基づいて３次曲線補間による補間関数を求め、前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算することが好ましい。
３次曲線補間による補間関数は、４つの測定データで求めることができるので、γ特性を短時間で取得することができる。例えば、赤、緑、青の各単色の測定時に、それぞれ４つの入力値（階調値）で測定すればよいため、１つの画像表示装置の画質調整を行う際に、４回×３色分＝１２回の測定で行うことができる。従って、２５６点もの測定が必要な従来技術に比べて測定回数を大幅に減少でき、その分、１つの画像表示装置の画質調整に必要な処理時間も大幅に短縮できる。

ここで、前記γ特性蓄積手段は、予め所定数の画像表示装置のγ特性を測定しておき、それらのγ特性データを蓄積していることが好ましい。
この際、γ特性蓄積手段に蓄積されるγ特性データは、例えば、５０〜１００台程度の画像表示装置のγ特性データを蓄積すればよい。なお、これらのγ特性データは、従来と同様に、入力値を６４段階程度に設定して精密に測定すればよい。

γ特性蓄積手段は、画質調整対象の画像表示装置におけるγ特性を求めた際に、そのγ特性データを順次蓄積することもできるが、特に蓄積データ数が少ない場合に、各γ特性データのバラツキが大きいと、平均γ特性も本来の平均値から大きくずれてしまう可能性がある。
これに対し、本発明のように、予め所定数の画像表示装置のγ特性データを蓄積している場合には、精密な測定によって得られたγ特性データを所定数蓄積しておくことができるので、平均γ特性も本来の平均値に設定することができ、γ特性演算手段において求められるγ特性の精度も向上できる。
また、所定数の画像表示装置のγ特性を、例えば、入力値を６４段階に切り替えて精密に測定した場合、これらの所定数の画像表示装置のγ特性を取得するまでは従来と同様の時間がかかるが、それ以降の画像表示装置のγ特性は、例えば入力値を４段階に切り替えるだけで測定できて大幅に時間を短縮できる。この際、画像表示装置の生産台数に対して、５０〜１００台程度の所定数の割合は非常に小さいため、所定数の画像表示装置のγ特性測定に時間がかかったとしても、画像表示装置全体におけるγ特性の取得時間は従来に比べて大幅に低減できる。

また、前記計測点決定手段は、前記平均γ特性における変曲点に基づいて計測用入力値を決定することが好ましい。
画像表示装置では、通常、ライトバルブとして液晶パネル等を用いているので、γ特性は、入力値と出力値との関係が略Ｓ字状の曲線になり、２箇所の変曲点が生じることが多い。そして、この変曲点部分は、入力値の変化に対して出力値の変化が大きいため、計測用入力値を変曲点近辺に決定して実際に測定すれば、γ特性演算手段における補間関数つまりγ特性の精度を向上できる。

ここで、前記画像表示装置は、赤、緑、青の各単色光を投射可能に構成され、前記γ特性蓄積手段は、ｍ台の画像表示装置のγ特性データを蓄積し、前記γ特性平均化手段は、前記γ特性データとして、入力階調値ｉのときの赤単色測定値を（ＸRn_i，ＹRn_i，ＺRn_i）、緑単色測定値を（ＸGn_i，ＹGn_i，ＺGn_i）、青単色測定値を（ＸBn_i，ＹBn_i，ＺBn_i）としたとき、赤、緑、青の各色毎に式（１）〜（３）によって平均γ特性を求めることが好ましい。

ここで、ｍ＝１０〜５０程度であってもよいが、各画像表示装置のバラツキの影響を少なくできる点でｍ＝５０〜１００程度であることが好ましい。
このような構成によれば、ｍ台分のγ特性データに基づいて平均γ特性を求めているため、一部のγ特性データに大きなバラツキがあっても、その影響を軽減できる。このため、平均γ特性に基づいて演算される画質調整対象の画像表示装置のγ特性の精度も向上できる。

ここで、前記画像表示装置は、光源と、この光源から照射される光束を画像情報に基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクタであることが好ましい。
画像表示装置がプロジェクタであれば、プロジェクタの画質調整を迅速にかつ精度良く行うことができ、映像信号に適した画質で画像を投影することができる。

本発明は、カラー画像を表示可能な画像表示装置の画質を調整する画質調整方法であって、複数の画像表示装置における各画像表示装置の駆動制御用の入力値と、その際に各画像表示装置から投射される光の光強度である出力値との関係を表すγ特性データを蓄積するγ特性蓄積工程と、前記γ特性蓄積工程で蓄積されたγ特性データから平均γ特性を求めるγ特性平均化工程と、前記平均γ特性に基づいて計測用入力値を決定する計測点決定工程と、前記計測用入力値を画質調整対象の画像表示装置に入力して制御し、その際の光強度を計測する指定計測点計測工程と、前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフにおいて、前記平均γ特性において前記計測用入力値に対応する出力値を横軸の値とし、前記指定計測点計測工程で計測された計測値を縦軸の値としてプロットし、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数を求めて前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算するγ特性演算工程と、前記γ特性演算工程によって得られたγ特性に基づいて、前記画像表示装置のγ特性を補正するγ補正データを生成するγ補正データ生成工程と、を備えていることを特徴とする。

このような本発明においても、前記画像表示装置の画質調整装置と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は、カラー画像を表示可能な画像表示装置であって、前記画質調整装置のγ補正データ生成手段によって生成されたγ補正データが記憶される補正値記憶部と、前記補正値記憶部に記憶されたγ補正データを用いて映像信号を補正する演算処理部と、を備えていることを特徴とする。

本発明は、光源と、この光源から照射される光束を画像情報に基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光変調装置は、前記画質調整装置のγ補正データ生成手段によって生成されたγ補正データが記憶される補正値記憶部と、前記補正値記憶部に記憶されたγ補正データを用いて映像信号を補正する演算処理部と、を備えていることを特徴とする。

これらの各発明においては、高精度のγ補正データを利用して映像信号を補正できるため、各画像表示装置やプロジェクタにおいて投射される画像の画質も良好なものにできる。

[実施形態]
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画質調整装置の構成〕
図１は、画質調整装置１の構成を示すブロック図である。画質調整装置１は、画質調整対象の画像表示装置であるプロジェクタ１００のγ特性を計測し、そのγ補正処理を行って、各プロジェクタ１００の画質のバラツキを調整する装置（システム）である。
画質調整装置１は、調整対象のプロジェクタ１００のγ特性計測を実施する為の計測装置２と、プロジェクタ１００および計測装置２の制御を行う統合制御装置３（パーソナル・コンピュータなど）と、統合制御装置３に対する入力装置４（キーボード、マウスなど）と、計測結果を表示する出力装置５（モニタ、プリンタなど）とを備える。
計測装置２は、三刺激値センサや分光測色計などの光の強度（明るさ）を測定できるものであれば利用できる。

〔プロジェクタの光学系の構成〕
図２は、調整対象となるプロジェクタ１００（三板式液晶プロジェクタ）の光学系の構成を示すブロック図である。
プロジェクタ１００は、ランプ１０１と、ランプ１０１の光の赤成分を透過し緑・青成分を反射するダイクロイック・ミラー１０２と、このダイクロイック・ミラー１０２で反射された光の青成分を透過し緑成分を反射するダイクロイック・ミラー１０３と、３枚の全反射ミラー１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃと、３枚のライトバルブ（液晶パネル）１０５，１０６，１０７と、ダイクロイック・プリズム１０８と、投射レンズ１０９とを備える。

プロジェクタ１００のランプ１０１から照射された光１１０は、ダイクロイック・ミラー１０２により、赤成分の光１１０Ｒと緑・青成分の光に分光される。
赤成分の光１１０Ｒは、全反射ミラー１０４Ａに反射され、ライトバルブ１０５を透過してダイクロイック・プリズム１０８へ到達する。
ダイクロイック・ミラー１０２で反射された緑・青成分の光は、ダイクロイック・ミラー１０３により、緑成分の光１１０Ｇと青成分の光１１０Ｂに分光される。
緑成分の光１１０Ｇは、ダイクロイック・ミラー１０３で反射されライトバルブ１０６を透過してダイクロイック・プリズム１０８へ到達する。
青成分の光１１０Ｂは、ダイクロイック・ミラー１０３を透過し、全反射ミラー１０４Ｂ，１０４Ｃにより反射され、ライトバルブ１０７を透過してダイクロイック・プリズム１０８へ到達する。
赤・緑・青成分の各光１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、ダイクロイック・プリズム１０８で合成され、投射レンズ１０９を介して投影される。
従って、ライトバルブ１０５〜１０７、ダイクロイック・プリズム１０８によって光変調装置が構成され、投射レンズ１０９によって投射光学装置が構成されている。

〔プロジェクタの制御回路の構成〕
図３は、プロジェクタ１００において、ライトバルブ１０５，１０６，１０７を制御するライトバルブ制御回路１２０のブロック図である。ライトバルブ制御回路１２０は、ＲＧＢ信号やコンポジット信号、コンポーネント信号などのアナログ映像信号を、アナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１２１によってデジタル信号に変換する。
その後、演算処理部１２２により、前記デジタル信号および補正値記憶部１２３に保存されている補正値を用いて、ライトバルブ１０５，１０６，１０７に適した駆動電圧となるように演算処理を行う。演算処理後、デジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１２４によってデジタル信号をアナログ信号に変換し、映像信号に応じた駆動電圧をライトバルブ１０５，１０６，１０７に印加することで、画素ごとに変調する。

〔統合制御装置の構成〕
図４は統合制御装置３の構成を示すブロック図である。
統合制御装置３は、計測装置２により得られた複数のプロジェクタ１００のγ特性を蓄積するγ特性蓄積手段３１と、γ特性蓄積手段３１に蓄積されたγ特性蓄積データを元にγ特性を平均するγ特性平均化手段３２と、平均化したγ特性（平均γ特性）に基づいて計測点を決定する計測点決定手段３４と、計測点決定手段３４により得られた計測点に基づいて計測する指定計測点計測手段３５と、指定計測点計測手段３５により計測された計測値と平均γ特性から３次曲線補間により前記プロジェクタのγ特性を演算するγ特性演算手段３６と、γ特性演算手段３６で得られたγ特性に基づいて、前記プロジェクタ１００のγ特性を所望のγ特性に補正する為のγ補正データを生成するγ補正データ生成手段３７とを備えている。

〔画質調整装置における調整方法〕
次に、前述のような画質調整装置１を用いてプロジェクタ１００のγ特性を計測し、γ補正を行う方法について、図５のフローチャートを参照して説明する。
画質調整装置１の統合制御装置３は、画質調整対象のプロジェクタ１００がセットされ、入力装置４等によって画質調整処理の実行を指示されると、まず、γ特性蓄積手段３１にγ特性データが蓄積されているか否かを判断する（ステップＳ１）。
なお、蓄積データ数は、当然多いほど精度が高くなるが、少なくとも１０台分以上のγ特性データが蓄積されていることが望まく、通常、５０〜１００台程度のγ特性データが蓄積されていることが好ましい。本実施形態では、統合制御装置３は、１００台分のγ特性データが蓄積されていれば、γ特性データが蓄積されていると判定し、１００台分のγ特性データが蓄積されていなければ、γ特性データが蓄積されていないと判定している。

ステップＳ１において、γ特性データが蓄積されていないと判定された場合には、統合制御装置３は、γ特性の精密計測を実施する（ステップＳ２）。
ステップＳ２では、統合制御装置３は、計測装置２を用いてプロジェクタ１００のＲＧＢ（赤緑青）の各単色の駆動電圧に対する明るさ（ＣＩＥ ＸＹＺ）をγ特性として計測する。なお、このときのサンプリング数は各色３０点以上計測することで精密な測定を行っている。

統合制御装置３は、ステップＳ２において精密計測したγ特性をγ特性蓄積手段３１によってγ特性蓄積データに追加する（ステップＳ３）。図６は、ＲＥＤについて、１００台のサンプル（プロジェクタ１００）で精密計測し、入力階調値に対する明るさをγ特性として表したグラフである。
従って、画質調整装置１は、図５のフローチャートを実行すると、最初の１００台まではＳ１で「Ｎｏ」と判定されるため、ステップＳ２，Ｓ３が実行される。これにより、γ特性蓄積手段３１には、所定数（１００台分）のγ特性データが蓄積される。

一方、ステップＳ１でγ特性データが蓄積されていると判断した場合、統合制御装置３は、γ特性平均化処理を行う（ステップＳ４）。
γ特性平均値処理では、γ特性平均化手段３２によって平均γ特性を算出する。γ特性平均化手段３２は、γ特性蓄積手段３１に蓄積された１００台分のγ特性データを用い、以下の式（４）〜（６）により、ＲＥＤ，ＧＲＥＥＮ，ＢＬＵＥの各γ特性の平均値（平均γ特性）を求める。すなわち、γ特性平均化手段３２は、式（４）によってＲＥＤの平均γ特性（Ｘ_RAi，Ｙ_RAi，Ｚ_RAi）を求め、式（５）によってＧＲＥＥＮの平均γ特性（Ｘ_GAi，Ｙ_GAi，Ｚ_GAi）を求め、式（６）によってＢＬＵＥの平均γ特性（Ｘ_BAi，Ｙ_BAi，Ｚ_BAi）を求める。
なお、各式（４）〜（６）において、入力階調値ｉのときのＲＥＤ単色測定値を（Ｘ_{Rn_i}，Ｙ_{Rn_i}，Ｚ_{Rn_i}）、ＧＲＥＥＮ単色測定値を（Ｘ_{Gn_i}，Ｙ_{Gn_i}，Ｚ_{Gn_i}）、ＢＬＵＥ単色測定値を（Ｘ_{Bn_i}，Ｙ_{Bn_i}，Ｚ_{Bn_i}）としている。また、入力階調値ｉは、具体的には各ライトバルブ１０５，１０６，１０７に入力する駆動電圧階調値であり、本実施形態では１０ビットのデジタル値である。すなわち、「ｉ＝０，１，２，…，１０２１，１０２２，１０２３」とする。

図７に式（１）により得られたＲＥＤのＸ値の平均γ特性Ｘ_RAiを例示する。同様に得られたＲＥＤのＹ，Ｚ値や、ＧＲＥＥＮのＸ，Ｙ，Ｚ値、ＢＬＵＥのＸ，Ｙ，Ｚ値についても平均γ特性を求める。

次に、統合制御装置３は、計測点決定手段３４によって、γ特性平均化手段３２で求められた平均γ特性に基づいて計測点を決定する（ステップＳ５）。具体的には、計測点決定手段３４は、平均γ特性を分析し、変曲点近くに、数カ所の計測点を設定する。
すなわち、図７に示すように、平均γ特性は、略Ｓ字状の曲線となり、２箇所の変曲点が存在する。このため、計測点決定手段３４は、この変曲点の前後２箇所ずつ、計４箇所の計測点（入力階調値）を設定する。

図７に示す例では、明るさが約「１５」となる入力階調値ｉ_１（＝４７０）、明るさが「１５０」となる入力階調値ｉ_２（＝６７５）、明るさが「６００」となる入力階調値ｉ_３（＝７９０）、明るさが「７２０」となる入力階調値ｉ_４（＝９００）を、それぞれ計測点と設定している。
なお、図７において、入力階調値が最大（１０２３）の場合の明るさは「７５０」であるため、この明るさを１００％とすると、前記明るさ「１５」は前記最大の明るさの２％となる。以下、明るさ「１５０」は２０％、明るさ「６００」は８０％、明るさ「７２０」は９６％である。すなわち、本実施形態では、計測点決定手段３４は、最大の明るさに対して明るさが２％、２０％、８０％、９６％となる入力階調値を計測点に設定している。

以上のように、ＲＥＤの平均γ特性に基づいて、ライトバルブ１０５を制御して赤単色のγ特性を計測する場合の４箇所の計測点が設定される。
同様に、ＧＲＥＥＮの平均γ特性に基づいて、ライトバルブ１０６を制御して緑単色のγ特性を計測する場合の４箇所の計測点が設定され、ＢＬＵＥの平均γ特性に基づいて、ライトバルブ１０７を制御して青単色のγ特性を計測する場合の４箇所の計測点が設定される。

次に、統合制御装置３は、指定計測点計測手段３５によって、前記計測点決定手段３４で決定された指定計測点に基づいて計測処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、指定計測点計測手段３５は、赤単色が投射されるように制御した上で、前記計測点の入力階調値を順次入力してライトバルブ１０５の透過率を制御し、プロジェクタ１００から投射される光束を計測装置２で計測する。
同様に、ライトバルブ１０６の透過率を４段階の入力階調値で順次制御して緑単色の投射光を計測装置２で計測し、ライトバルブ１０７の透過率を４段階の入力階調値で順次制御して青単色の投射光を計測装置２で計測する。

次に、統合制御装置３は、γ特性演算手段３６によって、前記γ特性平均化手段３２で求めた平均γ特性と、前記ステップＳ６で得られた計測値とから、γ特性を演算する（ステップＳ７）。
γ特性演算手段３６は、図８に示すように、前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフ８１を設定する。従って、このグラフ８１においては、平均γ特性は原点を通る１次直線８２となる。
そして、γ特性演算手段３６は、図８のグラフ８１に、前記ステップＳ６で得られた計測値をプロットする。この際、各プロットの縦軸の値は前記計測値自体であるが、横軸の値は、前記平均γ特性において前記計測用入力値ｉ_１〜ｉ_４に対応する出力値としている。例えば、平均γ特性において、計測点（入力階調値）ｉ_１＝４７０に対応する出力値は明るさ「１５」である。従って、計測点ｉ_１で求められた計測値をグラフ８１にプロットする場合、横軸の値は明るさ「１５」としている。同様に、計測点ｉ_２の計測値の横軸の値は「１５０」、計測点ｉ_３の計測値の横軸の値は「６００」、計測点ｉ_４の計測値の横軸の値は「７２０」としている。

次に、γ特性演算手段３６は、プロットされた４つの点を通る補間関数を求める。本実施形態では、３次曲線補間を用い、次の式（７）〜（９）により、γ特性［ＲＥＤ（Ｘ_{RH_i}，Ｙ_{RH_i}，Ｚ_{RH_i}）、ＧＲＥＥＮ（Ｘ_{GH_i}，Ｙ_{GH_i}，Ｚ_{GH_i}）、ＢＬＵＥ（Ｘ_{BH_i}，Ｙ_{BH_i}，Ｚ_{BH_i}）］を求める。

ここで、式（７）〜（９）において、各係数は、階調値ｉ＝ｉ₁，ｉ₂，ｉ₃，ｉ₄のときの測定値から連立方程式を解くことによって求める。例えば、Ｘ_{RH_i}を求める式の係数ａ_{RX_H}，ｂ_{RX_H}，ｃ_{RX_H}，ｄ_{RX_H}は、次の式（１０）によって求める。

同様にＲＥＤのＹ_{RH_i}，Ｚ_{RH_i}や、ＧＲＥＥＮの（Ｘ_{GH_i}，Ｙ_{GH_i}，Ｚ_{GH_i}）、ＢＬＵＥの（Ｘ_{BH_i}，Ｙ_{BH_i}，Ｚ_{BH_i}）を求める式の各係数についても同様に連立方程式を解くことにより求める。
図８には、５台のプロジェクタ１００のγ特性を示す曲線８３〜８７が記載されている。これらの曲線８３〜８７は、１次直線８２にほぼ沿った緩やかな曲線であり、図７に示すような複雑なＳ字曲線に比べ、測定数が少なくても正確な補間関数を求めることができる。

次に、γ特性演算手段３６は、図８のグラフ８１において、横軸の値を入力階調値に変換し、図９に示すような入力階調値と明るさの関係を示すγ特性グラフ９１を求める。
すなわち、図８のグラフ８１では、横軸は平均γ特性の明るさであるため、図７の平均γ特性における入力階調値と明るさの関係から、各明るさに対応する入力階調値を求めて変換する。例えば、平均γ特性の明るさが「６００」の場合、入力階調値は前述のとおり「７９０」であるため、図８の平均γ特性の明るさが「６００」の縦軸の値を、図８の入力階調値「７９０」の縦軸の値とする。このような変換を行うと、図８の曲線８３〜８７は、図９の曲線９３〜９７に変換される。従って、計測点が少なくても、図９に示すような複雑なＳ字曲線のγ特性を、高精度に求めることができる。

次に、統合制御装置３のγ補正データ生成手段３７は、ステップＳ７で得られたγ特性に基づいてγ補正データを生成する（ステップＳ８）。すなわち、通常の映像信号は、入力値に対する出力値（明るさ）を示すγ特性がγ＝２．２となるＣＲＴの特性を基準に設定されているため、図９で示されたγ特性をγ＝２．２となるように補正する必要がある。このため、γ補正データ生成手段３７は、映像信号に基づく入力階調値を、前記γ＝２．２となるように、各ライトバルブ１０５〜１０７に応じた入力階調値に変換するルックアップテーブル等を作成することでγ補正データを生成する。このγ補正データ生成手段３７における具体的なγ補正データの生成方法は、特許文献１，２などにも記載された公知の方法を利用できるため、説明を省略する。

そして、γ補正データ生成手段３７は、ステップＳ８で得られたγ補正データ（ルックアップテーブル）をプロジェクタ１００の補正値記憶部１２３に記憶する（ステップＳ９）。
以上によってプロジェクタ１００の画質調整処理が行われる。

［プロジェクタでの投影］
以上のように画質調整が行われたプロジェクタ１００において画像表示を行う場合には、外部からアナログ映像信号が入力されると、前述したように、ライトバルブ制御回路１２０は、アナログデジタル変換回路１２１でアナログ映像信号をデジタル信号に変換し、演算処理部１２２では前記補正値記憶部１２３に記憶されたγ補正データを用いて演算処理を行う。この際、前記γ補正データは、そのプロジェクタ１００の各ライトバルブ１０５，１０６，１０７の特性に応じた補正データとされているので、演算処理部１２２による演算処理によって適切な駆動電圧（入力階調値）に補正される。そして、演算処理後、デジタルアナログ変換回路１２４によってデジタル信号をアナログ信号に変換し、映像信号に応じた駆動電圧をライトバルブ１０５，１０６，１０７に印加することで、アナログ映像信号にあわせた適切な画像を投影することができる。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）γ特性平均化手段３２によってγ特性蓄積手段３１に蓄積された各プロジェクタ１００のγ特性データに基づいて平均γ特性を求め、γ特性演算手段３６において、平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフ８１を設定している。そして、このグラフ８１に指定計測点計測手段３５で計測された計測値をプロットしているので、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数つまりγ特性は、Ｓ字曲線のような複雑な形状ではなく、１次直線となる平均γ特性に近似した形にできるため、測定数が少なくても３次曲線補間などによって容易にかつ正確に求めることができる。
従って、プロジェクタ１００のγ特性を高速にかつ精度良く取得することができ、γ補正データ生成手段３７においても、前記γ特性に基づくγ補正データを高速にかつ精度よく生成することができる。このため、プロジェクタ１００毎に数多くの計測を行ってγ補正データを生成する場合に比べて、１台あたりのプロジェクタ１００の画質調整処理時間を大幅に短縮できて生産効率を向上でき、製造コストも低減できる。

（２）γ特性演算手段３６は、３次曲線補間によってγ特性を求めているので、４つの測定データによって求めることができる。このため、測定回数を大幅に少なくでき、プロジェクタ１００の画質調整処理を短時間で行うことができる。

（３）γ特性蓄積手段３１には、１００台分のプロジェクタ１００のγ特性データが蓄積されているので、他のプロジェクタ１００と特性が異なるプロジェクタ１００が一部混在していても、平均γ特性は本来の平均的な値にできる。このため、γ特性データを蓄積する際に個々のプロジェクタ１００を評価しながら蓄積する必要がないため、データ蓄積処理を容易に行うことができる。すなわち、蓄積データ数が少ない場合には、特性が大きく異なるデータがあるとその影響で平均γ特性を適切に算出できない。そのため、プロジェクタ１００の測定値を評価し、特性が相違するデータを排除するなどの対応が必要となるが、本実施形態ではサンプル数が多いために、このような対応を不要にできる。

（４）計測点決定手段３４は、計測用入力値を変曲点近辺に決定して実際に測定しているので、γ特性演算手段３６における補間関数つまりγ特性の精度を向上できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、γ特性演算手段３６は３次曲線補間によってγ特性を演算していたが、スプライン曲線補間などの他の補間方式によって演算してもよい。

また、γ特性蓄積手段３１に蓄積されるγ特性データの蓄積数は、１００台に限らない。例えば、１０〜５０台程度でもよいが、５０〜１００台程度蓄積することが好ましい。
さらに、前記実施形態では、最初の１００台のプロジェクタ１００を精密に測定し、そのデータをγ特性蓄積手段３１に蓄積し、その後のプロジェクタ１００に対してはγ特性演算手段３６によってγ特性を演算し、その演算されたγ特性データはγ特性蓄積手段３１に蓄積していないが、γ特性演算手段３６で演算されたγ特性データをγ特性蓄積手段３１に蓄積して平均γ特性の算出に利用してもよい。この場合、初期に精密測定するプロジェクタ１００の台数を少なくしても、画質調整処理を行うにしたがって蓄積データ数を増やすことができる。

計測点決定手段３４によって決定される計測点は、平均γ特性の変曲点に基づくものに限定されないが、前記実施形態のように変曲点に合わせて設定したほうが、測定精度を向上できる利点がある。

前記実施形態では、ＴＦＴ素子等を用いた液晶ライトバルブを有する三板式液晶プロジェクタを画質調整対象の画像表示装置としていたが、本発明は、ＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）や、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの他の方式のプロジェクタにおける画質調整にも適用できる。
さらに、プロジェクタだけではなく、液晶フラットパネルディスプレイやプラズマディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等の各種画像表示装置の画質調整にも利用することができる。要するに、本発明は、赤、緑、青などの単色光を照射可能な画像表示装置の画質調整に広く利用することができる。

本実施形態における画質調整装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態における画像表示装置であるプロジェクタの光学系の構成を示す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタのライトバルブ制御回路の構成を示すブロック図。 前記実施形態における統合制御装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態における画質調整工程を示すフローチャート。 前記実施形態におけるγ特性データの例を示すグラフ。 前記実施形態における平均γ特性の例を示すグラフ。 前記実施形態におけるγ特性演算工程を説明するグラフ。 前記実施形態において求められたγ特性を示すグラフ。

符号の説明

１…画質調整装置、２…計測装置、３…統合制御装置、３１…γ特性蓄積手段、３２…γ特性平均化手段、３４…計測点決定手段、３５…指定計測点計測手段、３６…γ特性演算手段、３７…γ補正データ生成手段、１００…プロジェクタ、１２０…ライトバルブ制御回路、１２２…演算処理部、１２３…補正値記憶部。

Claims (9)

1. カラー画像を表示可能な画像表示装置の画質を調整する画質調整装置であって、
   前記画像表示装置から投射される光を受けてその光強度を計測する光強度計測装置と、
   複数の画像表示装置における各画像表示装置の駆動制御用の入力値と、その際に各画像表示装置から投射される光の光強度である出力値との関係を表すγ特性データを蓄積するγ特性蓄積手段と、
   前記γ特性蓄積手段に蓄積されたγ特性データから平均γ特性を求めるγ特性平均化手段と、
   前記平均γ特性に基づいて計測用入力値を決定する計測点決定手段と、
   前記計測用入力値を画質調整対象の画像表示装置に入力して制御し、その際の光強度を前記光強度計測装置によって計測する指定計測点計測手段と、
   前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフにおいて、前記平均γ特性において前記計測用入力値に対応する出力値を横軸の値とし、前記指定計測点計測手段により計測された計測値を縦軸の値としてプロットし、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数を求めて前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算するγ特性演算手段と、
   このγ特性演算手段によって得られたγ特性に基づいて、前記画像表示装置のγ特性を補正するγ補正データを生成するγ補正データ生成手段と、
   を備えていることを特徴とする画質調整装置。
2. 請求項１に記載の画質調整装置において、
   前記γ特性演算手段は、
   前記グラフ上にプロットされた各点に基づいて３次曲線補間による補間関数を求め、前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算することを特徴とする画質調整装置。
3. 請求項1または請求項２に記載の画質調整装置において、
   前記γ特性蓄積手段は、予め所定数の画像表示装置のγ特性を測定しておき、それらのγ特性データを蓄積していることを特徴とする画質調整装置。
4. 請求項1から請求項３のいずれかに記載の画質調整装置において、
   前記計測点決定手段は、前記平均γ特性における変曲点に基づいて計測用入力値を決定することを特徴とする画質調整装置。
5. 請求項1から請求項４のいずれかに記載の画質調整装置において、
   前記画像表示装置は、
   赤、緑、青の各単色光を投射可能に構成され、
   前記γ特性蓄積手段は、ｍ台の画像表示装置のγ特性データを蓄積し、
   前記γ特性平均化手段は、前記γ特性データとして、入力階調値ｉのときの赤単色測定値を（Ｘ_{Rn_i}，Ｙ_{Rn_i}，Ｚ_{Rn_i}）、緑単色測定値を（Ｘ_{Gn_i}，Ｙ_{Gn_i}，Ｚ_{Gn_i}）、青単色測定値を（Ｘ_{Bn_i}，Ｙ_{Bn_i}，Ｚ_{Bn_i}）としたとき、赤、緑、青の各色毎に式（１）〜（３）によって平均γ特性を求めることを特徴とする画質調整装置。
   

   
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の画質調整装置において、
   前記画像表示装置は、光源と、この光源から照射される光束を画像情報に基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクタであることを特徴とする画質調整装置。
7. カラー画像を表示可能な画像表示装置の画質を調整する画質調整方法であって、
   複数の画像表示装置における各画像表示装置の駆動制御用の入力値と、その際に各画像表示装置から投射される光の光強度である出力値との関係を表すγ特性データを蓄積するγ特性蓄積工程と、
   前記γ特性蓄積工程で蓄積されたγ特性データから平均γ特性を求めるγ特性平均化工程と、
   前記平均γ特性に基づいて計測用入力値を決定する計測点決定工程と、
   前記計測用入力値を画質調整対象の画像表示装置に入力して制御し、その際の光強度を計測する指定計測点計測工程と、
   前記平均γ特性の出力値を横軸および縦軸としたグラフにおいて、前記平均γ特性において前記計測用入力値に対応する出力値を横軸の値とし、前記指定計測点計測工程で計測された計測値を縦軸の値としてプロットし、これらのプロットされた点を結ぶ補間関数を求めて前記画質調整対象の画像表示装置のγ特性を演算するγ特性演算工程と、
   前記γ特性演算工程によって得られたγ特性に基づいて、前記画像表示装置のγ特性を補正するγ補正データを生成するγ補正データ生成工程と、
   を備えていることを特徴とする画質調整方法。
8. カラー画像を表示可能な画像表示装置であって、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の画質調整装置のγ補正データ生成手段によって生成されたγ補正データが記憶される補正値記憶部と、
   前記補正値記憶部に記憶されたγ補正データを用いて映像信号を補正する演算処理部と、を備えていることを特徴とする画像表示装置。
9. 光源と、この光源から照射される光束を画像情報に基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記光変調装置は、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の画質調整装置のγ補正データ生成手段によって生成されたγ補正データが記憶される補正値記憶部と、
   前記補正値記憶部に記憶されたγ補正データを用いて映像信号を補正する演算処理部と、を備えていることを特徴とするプロジェクタ。

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