JP2010224099A

JP2010224099A - 表示装置、プログラムおよび情報記憶媒体

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Publication number: JP2010224099A
Application number: JP2009069623A
Authority: JP
Inventors: Fumio Koyama; 文夫小山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-10-07

Abstract

【課題】調光の前後における画像の色の変化を低減させることが可能な表示装置等を提供
すること。
【解決手段】表示装置の一種であるプロジェクター１００が、画像信号に基づき、画像の
明るさに関する特徴情報を生成する特徴情報生成部１２０と、調光部１９２と、前記特徴
情報に基づき、調光部１９２を制御する調光制御部１４４と、前記特徴情報に基づき、画
像の明るさが調整されるように画像信号に対して明るさ補正を行う明るさ補正部１３２と
、調光制御部１４４による調光部１９２の制御値に応じて画像の色が調整されるように前
記画像信号に対して色補正を行う色補正部１３４と、前記明るさ補正および前記色補正の
行われた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正部１３６を含んで構成される。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示装置、プログラムおよび情報記憶媒体に関する。

特開２００４−３２５６４４号公報に記載されているように、プロジェクターは、光量
を調整制御する調光部と、当該調整制御に応じて画像信号のダイナミックレンジを伸張処
理する処理部を含んで構成されている。

一般的に、表示装置では、画像信号値が０の画像信号が入力された場合であっても、出
力される出力輝度値（出力画像信号値）は０にはならない。このため、出力輝度値の最大
値を最小値で割った値であるコントラスト値は元の画像信号値のコントラスト値と比べて
低下してしまう。また、一般的に、表示装置では、調光としてＲＧＢで共通の調光を行っ
ているが、伸張処理はＲＧＢ個別に実行しており、コントラスト値もＲＧＢそれぞれで異
なっていることがある。

特開２００４−３２５６４４号公報

以上の理由から調光によって画像の明るさが変化した場合、調光前と調光後でＲＧＢの
バランスが変化してしまい、表示される画像の色が変化してしまう場合がある。特に、画
像が暗い場合やコントラスト値が低い場合に調光が行われると、画像の色が変化しやすい
。

本発明の目的は、調光の前後における画像の色の変化を低減させることが可能な表示装
置、プログラムおよび情報記憶媒体を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る表示装置は、画像信号に基づき、画像の明るさ
に関する特徴情報を生成する特徴情報生成部と、調光部と、前記特徴情報に基づき、前記
調光部を制御する調光制御部と、前記特徴情報に基づき、画像の明るさが調整されるよう
に画像信号に対して明るさ補正を行う明るさ補正部と、前記調光制御部による前記調光部
の制御値に応じて画像の色が調整されるように前記画像信号に対して色補正を行う色補正
部と、前記明るさ補正および前記色補正の行われた画像信号に対してガンマ補正を行うガ
ンマ補正部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、コンピューターにより読み取り可能なプログラムで
あって、コンピューターを、画像信号に基づき、画像の明るさに関する特徴情報を生成す
る特徴情報生成部と、前記特徴情報に基づき、調光部を制御する調光制御部と、前記特徴
情報に基づき、画像の明るさが調整されるように画像信号に対して明るさ補正を行う明る
さ補正部と、前記調光制御部による前記調光部の制御値に応じて画像の色が調整されるよ
うに前記画像信号に対して色補正を行う色補正部と、前記明るさ補正および前記色補正の
行われた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正部として機能させることを特徴と
する。

また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピューターにより読み取り可能なプログラム
を記憶した情報記憶媒体であって、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。

本発明によれば、表示装置等は、調光部の制御値に応じて画像の色が調整されるように
画像信号に対して色補正を行うことにより、調光の前後における画像の色の変化を低減さ
せることができる。

また、前記画像信号はＲＧＢ信号であって、前記色補正部は、前記調光部の制御が行わ
れた場合のＲＧＢの比率が変化しないようにＲＧＢそれぞれの補正を行ってもよい。

これによれば、表示装置等は、調光部の制御値に応じてＲＧＢの比率が変化しないよう
にＲＧＢそれぞれの補正を行うことにより、調光の前後における画像の色の変化を低減さ
せることができる。

また、前記色補正部は、前記制御値と補正値とが対応付けられたＲＧＢそれぞれの補正
用データに基づき、ＲＧＢそれぞれの補正値を決定してもよい。

これによれば、表示装置等は、制御値と補正値が対応付けられたＲＧＢそれぞれの補正
用データを用いることにより、調光の前後における画像の色の変化を低減させることがで
きる。

コントラスト値が無限の場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。コントラスト値が低い場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。コントラスト値が高い場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。最小輝度値を加算しない場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。第１の実施例における調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。第１の実施例におけるプロジェクターの機能ブロック図である。第１の実施例における画像処理部のハードウェアブロック図である。第１の実施例における投写手順を示すフローチャートである。第１の実施例における調光処理手順を示すフローチャートである。第１の実施例における画像処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をプロジェクターに適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する
。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するも
のではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発
明の解決手段として必須であるとは限らない。

（第１の実施例）
図１は、コントラスト値が無限の場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式図であ
る。また、図２は、コントラスト値が低い場合の調光による出力輝度値の変化を示す模式
図である。また、図３は、コントラスト値が高い場合の調光による出力輝度値の変化を示
す模式図である。また、図４は、最小輝度値を加算しない場合の調光による出力輝度値の
変化を示す模式図である。

例えば、図１に示すように、出力輝度値（出力画像信号値）の最大値を最小値で割った
値であるコントラスト値が無限である場合（例えば、上記最小値が０の場合）、調光率に
応じたゲインで入力画像信号値を伸張することにより、調光が行われても調光前後で出力
輝度値は変化しないため、表示される画像の色も変化しない。なお、図１等において、実
線が調光前の入力画像信号値と出力輝度値との対応を示し、２点鎖線が５０％の調光後の
入力画像信号値と出力輝度値との対応を示す。

しかし、コントラスト値が有限である場合（例えば、上記最小値が０より大きい場合）
、図２および図３に示すように、調光前後で出力輝度値が低下してしまう。特に、コント
ラスト値が低い場合はコントラスト値が高い場合と比べて出力輝度値がより低下してしま
う。また、低階調の領域では高階調の領域と比べて出力輝度値がより低下してしまう。

例えば、８ビットのＲＧＢ信号の場合、出力輝度値＝（最大輝度値−最小輝度値）＊（
入力画像信号値／２５５）＋最小輝度値である。なお、説明を簡単にするため、ガンマ補
正時のガンマ値は１であるものとする。このような場合、表示装置は、上記数式の「＋最
小輝度値」の処理を実行しないことにより、図１と同様の入出力特性で画像を表示するこ
とができる。

しかし、「＋最小輝度値」の処理を実行しない場合であっても、実際には、図４に示す
ように、低階調域では出力輝度値が変化しなくなるため、調光前後でＲＧＢの色のバラン
スが崩れ、画像の色が変化してしまう。

図５は、第１の実施例における調光による出力輝度値の変化を示す模式図である。本実
施例の表示装置は、図５に示すように、画像の明るさ補正（輝度伸張）を行うとともに、
ＲＧＢの色のバランスを調整するために、さらに、画像信号値を補正する。これにより、
調光前後で画像の色が変化しないため、表示装置はより高画質の画像を表示することがで
きる。

次に、このような機能を有する表示装置の一種であるプロジェクター１００の機能ブロ
ックについて説明する。図６は、第１の実施例におけるプロジェクター１００の機能ブロ
ック図である。プロジェクター１００は、ＰＣ(Personal Computer)等から画像信号（例
えば、ＲＧＢ信号等）を入力する画像信号入力部１１０と、画像信号に基づき、画像の特
徴を示す特徴情報を生成する特徴情報生成部１２０と、画像の明るさ補正等を行う画像処
理部１３０と、調光部１９２を有する投写部１９０と、調光部１９２を制御する調光処理
部１４０を含んで構成されている。

画像処理部１３０は、画像の明るさが調整されるように画像信号を補正する明るさ補正
部１３２と、画像の色が調整されるように画像信号を補正する色補正部１３４と、明るさ
補正および色補正の行われた画像信号を投写部１９０の表示特性に応じて補正するガンマ
補正部１３６を含んで構成されている。また、調光処理部１４０は、調光係数を生成する
調光係数生成部１４２と、調光係数に基づく制御値に応じて調光部１９２を制御する調光
制御部１４４を含んで構成されている。

なお、プロジェクター１００は、これらの各部の機能を、以下のハードウェアを用いて
実装してもよい。例えば、プロジェクター１００は、画像信号入力部１１０は画像入力端
子、コンバーター等、特徴情報生成部１２０、画像処理部１３０はＣＰＵ、画像処理回路
、ＲＡＭ等、調光処理部１４０はＣＰＵ等、投写部１９０はランプ、液晶パネル、液晶駆
動回路、レンズ等、調光部１９２はランプ電源部（電力制御によってランプの輝度を調整
する機能を有する。）、遮光板（出力光線を遮る機能を有する。）、液晶ライトバルブ（
出力光線を遮る機能を有する。）等を用いて実装してもよい。

ここで、画像処理部１３０のハードウェア構成についてより詳細に説明する。図７は、
第１の実施例における画像処理部１３０のハードウェアブロック図である。例えば、ＣＰ
Ｕ３１０、Ｒゲイン回路３３２、Ｇゲイン回路３３４、Ｂゲイン回路３３６は明るさ補正
部１３２として機能し、ＣＰＵ３１０、ＲＡＭ３２０、Ｒ色補正回路３４２、Ｇ色補正回
路３４４、Ｂ色補正回路３４６は色補正部１３４として機能し、Ｒガンマ補正回路３５２
、Ｇガンマ補正回路３５４、Ｂガンマ補正回路３５６はガンマ補正部１３６として機能す
る。

また、ＲＡＭ３２０は、制御値と補正値とが対応付けられたＲＧＢそれぞれの補正用デ
ータであるＲ補正用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）３２２、Ｇ補正用ＬＵＴ３２４、Ｂ
補正用ＬＵＴ３２６を記憶している。

このように、画像処理部１３０はＲＧＢごとの画像信号を補正できるように構成されて
いる。

また、プロジェクター１００は、色補正部１３４等の処理を情報記憶媒体２００に記憶
されたプログラムを読み取って実行してもよい。このような情報記憶媒体２００としては
、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用できる。

次に、これらの各部を用いた画像の投写手順について説明する。図８は、第１の実施例
における投写手順を示すフローチャートである。特徴情報生成部１２０は、画像信号入力
部１１０からの画像信号に基づき、特徴情報を生成する（ステップＳ１）。

なお、特徴情報は、例えば、輝度ヒストグラム（画像全体または画像内の所定領域にお
ける最低階調から最高階調までの階調レベルごとの度数を示すデータ）、最大輝度値（画
像全体または画像内の所定領域における画素のうち最も高い輝度値を有する画素の輝度値
）、ＡＰＬ(Average Picture Level)等である。また、処理単位は、１画素であってもよ
いし、複数画素であってもよい。例えば、特徴情報生成部１２０は、１６×１６の画素ブ
ロックを１つの処理単位とし、１６×１６画素における輝度値の平均値を当該画素ブロッ
クにおける輝度値として処理してもよい。

また、輝度値は、例えば、Ｒ信号値、Ｇ信号値、Ｂ信号値のうちの最大値であってもよ
いし、各信号値に係数を掛けて合計した値（例えば、0.299R+0.587G+0.144B、0.2126R+0.
7152G+0.722B等）であってもよい。

プロジェクター１００は、特徴情報の生成後、画像処理と調光処理を実行する（ステッ
プＳ２）。まず、調光処理手順について説明する。

図９は、第１の実施例における調光処理手順を示すフローチャートである。調光係数生
成部１４２は、特徴情報に基づき、調光係数を生成する（ステップＳ１１）。具体的には
、例えば、調光係数生成部１４２は、特徴情報に含まれる最大輝度値と、特徴情報に含ま
れるＡＰＬと、最大輝度値、ＡＰＬ、調光係数が対応付けられた調光係数生成用データ（
例えば、２次元ＬＵＴ等）に基づき、調光係数Ｋｌを生成する。

調光制御部１４４は、調光係数に基づき、調光部１９２の制御値（ここでは開口率）を
決定する（ステップＳ１２）。具体的には、例えば、調光制御部１４４は、開口率Ａ＝Ｋ
ｌ／２５５を演算する。

そして、調光制御部１４４は、制御値（開口率Ａ）に基づき、調光部１９２を制御する
（ステップＳ１３）。例えば、開口率Ａが１（開口率１００％）の時が最も明るく、開口
率Ａが０の時が最も暗くなる。

次に、画像処理手順について説明する。図１０は、第１の実施例における画像処理手順
を示すフローチャートである。明るさ補正部１３２は、特徴情報生成部１２０からの特徴
情報に基づき、画像の明るさが調整されるように、画像信号入力部１１０からの画像信号
を補正する（ステップＳ２１）。

具体的には、例えば、明るさ補正部１３２は、Ｒ信号にゲイン（係数）を掛けることに
よってＲ信号を補正する。Ｇ信号、Ｂ信号も同様である。ゲインの決定方法としては種々
の方法が存在する。例えば、明るさ補正部１３２は、特徴情報に含まれる最大輝度値と、
特徴情報に含まれるＡＰＬと、最大輝度値、ＡＰＬ、伸張係数が対応付けられた伸張係数
生成用データ（例えば、２次元ＬＵＴ等）に基づき、伸張係数Ｋｇｔを生成する。

そして、明るさ補正部１３２は、伸張係数Ｋｇｔに基づき、ゲインＫｇを決定する。例
えば、明るさ補正部１３２は、Ｋｇ＝１＋Ｋｇｔ／２５６を演算してゲインＫｇを決定す
る。

色補正部１３４は、調光制御部１４４によって決定された制御値に基づき、画像の明る
さが調整されるように、明るさ補正部１３２によって補正された画像信号を補正する（ス
テップＳ２２）。具体的には、例えば、色補正部１３４は、制御値と補正値とが対応付け
られたＲ補正用ＬＵＴ３２２、Ｇ補正用ＬＵＴ３２４、Ｂ補正用ＬＵＴ３２６を用いてＲ
ＧＢのそれぞれについて補正値を決定し、当該補正値を画像信号値に加算する。

なお、補正値は、例えば、図５に示す画像信号値Ｓ２を画像信号値Ｓ３に変化させるた
め、Ｓ３からＳ２を引いた値である。なお、画像信号値Ｓ３は、調光前後の出力輝度値を
変化させない、あるいは、調光前後のＲＧＢの輝度値の比率（Ｒ：Ｇ：Ｂ）を変化させな
いための値である。

ガンマ補正部１３６は、色補正部１３４によって補正された画像信号に対してガンマ補
正を行う（ステップＳ２３）。以上の手順により画像処理が実行される。

投写部１９０は、画像処理部１３０からの画像処理後の画像信号に基づき、ＲＧＢそれ
ぞれの液晶パネルに画像を生成し、各液晶パネルからの画像光を集光させて画像を投写す
る（ステップＳ３）。プロジェクター１００は、電源オフ等によって処理を終了すべきか
どうかを判定し（ステップＳ４）、処理を終了すべきでない場合は上述したステップＳ１
〜Ｓ４の処理を繰り返し実行する。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクター１００は、調光部１９２の制御値に
応じて画像の色が調整されるように（例えば、ＲＧＢの比率が変化しないように）画像信
号に対して色補正を行うことにより、調光の前後における画像の色の変化を低減させるこ
とができる。

これにより、プロジェクター１００は、調光を行った場合であっても、画像の色を適切
に表示することができ、より高画質の画像を表示することができる。

（その他の実施例）
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば
、上述した実施例では、プロジェクター１００は、明るさ補正部１３２による明るさ補正
の後に色補正部１３４による色補正を行っているが、色補正部１３４による色補正の後に
明るさ補正部１３２による明るさ補正を行ってもよい。

また、色補正部１３４による色補正の方法は、上述した実施例には限定されない。例え
ば、色補正部１３４は、上述した実施例ではＲＧＢそれぞれ個別に色補正を行っているが
、図２等に示す入出力特性がＲＧＢ共通である場合等にはＲＧＢ共通で色補正を行っても
よい。

また、プロジェクター１００以外のテレビ、液晶モニター等の表示装置に本発明を適用
してもよい。また、プロジェクター１００は、液晶プロジェクター（透過型、ＬＣＯＳ等
の反射型）には限定されず、例えば、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いたプロ
ジェクター等であってもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標
である。また、プロジェクター１００の機能を複数の装置（例えば、ＰＣとプロジェクタ
ー等）に分散して実装してもよい。

１００プロジェクター（表示装置）、１１０画像信号入力部、１２０特徴情報生
成部、１３０画像処理部、１３２明るさ補正部、１３４色補正部、１３６ガンマ
補正部、１４０調光処理部、１４２調光係数生成部、１４４調光制御部、１９０
投写部、１９２調光部、２００情報記憶媒体、３１０ＣＰＵ、３２０ＲＡＭ、３
２２Ｒ補正用ＬＵＴ（補正用データ）、３２４Ｇ補正用ＬＵＴ（補正用データ）、３
２６Ｂ補正用ＬＵＴ（補正用データ）、３３２Ｒゲイン回路、３３４Ｇゲイン回路
、３３６Ｂゲイン回路、３４２Ｒ色補正回路、３４４Ｇ色補正回路、３４６Ｂ色
補正回路、３５２Ｒガンマ補正回路、３５４Ｇガンマ補正回路、３５６Ｂガンマ補
正回路

Claims

画像信号に基づき、画像の明るさに関する特徴情報を生成する特徴情報生成部と、
調光部と、
前記特徴情報に基づき、前記調光部を制御する調光制御部と、
前記特徴情報に基づき、画像の明るさが調整されるように画像信号に対して明るさ補正
を行う明るさ補正部と、
前記調光制御部による前記調光部の制御値に応じて画像の色が調整されるように前記画
像信号に対して色補正を行う色補正部と、
前記明るさ補正および前記色補正の行われた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ
補正部と、
を含む表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記画像信号はＲＧＢ信号であって、
前記色補正部は、前記調光部の制御が行われた場合のＲＧＢの比率が変化しないように
ＲＧＢそれぞれの補正を行う、
表示装置。
請求項２に記載の表示装置において、
前記色補正部は、前記制御値と補正値とが対応付けられたＲＧＢそれぞれの補正用デー
タに基づき、ＲＧＢそれぞれの補正値を決定する、
表示装置。
コンピューターにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピューターを、
画像信号に基づき、画像の明るさに関する特徴情報を生成する特徴情報生成部と、
前記特徴情報に基づき、調光部を制御する調光制御部と、
前記特徴情報に基づき、画像の明るさが調整されるように画像信号に対して明るさ補正
を行う明るさ補正部と、
前記調光制御部による前記調光部の制御値に応じて画像の色が調整されるように前記画
像信号に対して色補正を行う色補正部と、
前記明るさ補正および前記色補正の行われた画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ
補正部として機能させるプログラム。
コンピューターにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
請求項４に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。