JP2004233813A

JP2004233813A - 色むら補正画像処理装置、方法及びプログラム、並びに投射型画像表示装置

Info

Publication number: JP2004233813A
Application number: JP2003024088A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurumisawa; 孝胡桃澤; Akira Inoue; 明井上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】特別の測定や補正回路などを要せず、複数画素の階調制御により液晶パネルの視野角依存性を補正して色むらの発生を抑制することが可能な投射型画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示制御部を備える投射型画像表示装置に搭載される色むら補正画像処理装置は、ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力手段と、前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付手段と、前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換手段と、前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタなどの投射型画像表示装置における色むら補正に関する。
【０００２】
【背景技術】
液晶パネルを有するライトバルブを備え、ソース画像データをスクリーンなどに投射する液晶プロジェクタが知られている。液晶プロジェクタのライトバルブには、ＲＧＢ３色の液晶パネルが設けられる。ライトバルブは、ＲＧＢの３色の成分に分離したソース画像データをそれぞれの色の液晶パネルに供給し、各色の液晶パネルを通過した光を合成してスクリーンに投射することにより画像を表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶プロジェクタの画像表示における問題として、色むらの発生がある。色むらとは、一面がグレーのソース画像を表示した場合に、スクリーン上の表示画像上に部分的に色づきが発生することをいう。色むらが発生する主たる原因は、液晶プロジェクタのライトバルブとして使用されているＲＧＢ３色の液晶パネルの視野角依存性が、各色のパネル毎に異なること、及び、同一色のパネル上における位置によっても異なること、などである。
【０００４】
従来の液晶プロジェクタにおいては、実際に液晶プロジェクタを通じてグレーレベルの画像データをスクリーン上に表示して表示画像の各部分における色づきを測定し、補正回路を設けて、測定結果に基づいて色むらが発生しないように表示画像の補正を行っていた。しかし、そのように実際に画像データを表示して色むらを測定し、補正回路の設定を行う作業は労力を要するためにコストアップを招き、液晶プロジェクタの低価格化の妨げになっていた。
【０００５】
また、最近では液晶プロジェクタの低価格化のためにライトバルブを小型化する傾向がある。ライトバルブを小型化すると、各色の液晶パネルに入射すべき光をより集光させる必要が生じ、その結果、ライトバルブへの光の入射角が大きくなり、液晶パネルの視野角依存性の影響をより受けやすくなる。また、そのようなライトバルブを小型化した液晶プロジェクタでは、ライトバルブへの入射光を十分に集光するためにライトバルブにマルチレンズアレイを設けるものがあり、ライトバルブへの入射光にはさらに大きな入射角が生じる設計になっているため、色むらがより発生しやすくなっている。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、特別の測定や補正回路などを要せず、表示すべき複数画素の階調制御により液晶パネルの視野角依存性を補正して色むらの発生を抑制することが可能な投射型画像表示装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、表示制御部を備える投射型画像表示装置に搭載される色むら補正画像処理装置は、ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力手段と、前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付手段と、前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換手段と、前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力手段と、を備える。
【０００８】
投射型画像表示装置は、例えばＲＧＢ各色用の液晶パネルを有するライトバルブなどを備え、ソース画像をスクリーンなどに投射して表示する。投射型画像表示装置に搭載される色むら補正画像処理装置は、ソース画像データを外部の画像ソースなどから受け取り、ＲＧＢ各色の画像データ中の各画素について、当該画素の階調値に基づいて２種類の異なる割付階調値を決定する。例えばある色の画像データの特定の画素の階調値が２５６階調（０〜２５５の階調値範囲）のうちの１２７であるとすれば、この画素に対して例えば階調値０と階調値２５５の２つのグレーレベルの階調値を割り付ける。そして、それらの２つの割付階調値を有する複数の画素を隣接配置して組み合わせ画素を構成し、元の１画素の代わりに表示する。これにより、表示される組み合わせ画素は異なるグレーレベルを隣接表示することで、投射型画像表示装置に使用される液晶パネルなどの視野角依存性を改善することができ、その結果、色むらの発生を抑制することができるようになる。
【０００９】
上記の色むら補正画像処理装置の一態様では、前記階調値割付手段は、前記各画素について、当該画素の階調値より大きい第１の割付階調値と、当該画素の階調値より小さい第２の割付階調値とを割り付ける。これにより、元の画素の階調値に応じて、異なる２つのグレーレベルの割付階調値が得られ、液晶パネルなどの視野角依存性を改善することが可能となる。
【００１０】
好適な一例としては、前記第１の割付階調値と前記第２の割付階調値の和の１／２が前記画素の階調値と等しくなるように階調値の割付を行うことができる。この例では、元の画素の階調値に基づく単純な演算により割付階調値を得ることができる。
【００１１】
また、他の好適な例では、前記階調値割付手段は、前記表示制御部に使用される電気光学パネルの表示特性に基づいて前記割付階調値を決定することができる。この例では、投射型画像表示装置に使用される液晶パネルなどの表示特性、例えばγ特性などを考慮することにより、装置の特性に適合した色むら補正が可能となる。
【００１２】
上記の色むら補正画像処理装置の他の一態様では、前記画素変換手段は、前記第１の割付階調値を有する２つの画素と、前記第２の割付階調値を有する２つの画素とをそれぞれ対角線方向に配置した合計４画素からなる組み合わせ画素を生成する。このように、４つの割付画素値をそれぞれ対角線方向に配置した４画素からなる組み合わせ画素を構成することにより、垂直及び水平方向の両方に視野角依存性を改善し、色むらを抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明の他の観点では、投射型画像表示装置は、上記の色むら補正画像処理装置と、前記ＲＧＢ各色の表示画像データに応じて駆動されるＲＧＢ各色用の電気光学パネルを通過した光を合成してスクリーンに投射する表示制御部とを備え、前記ＲＧＢ各色用の電気光学パネルのうち、特定の１色用の電気光学パネルは、他の２色用の電気光学パネルに対して、垂直方向及び／又は水平方向に相対的に半画素分ずれた位置に配置される。
【００１４】
上記の投射型画像表示装置によれば、表示制御部に使用されるＲＧＢ各色の電気光学パネルのうちの１つを、他の２つと相対的に半画素分ずれた位置に配置することにより、ずらした方向における視覚的な解像度を増加することができる。よって、組み合わせ画素を構成することにより低下した解像度を補うことが可能となり、結果として解像度を低下させることなく色むらを補正することが可能となる。
【００１５】
好適な例では、前記特定の１色は緑色とすることができる。一般的に、人間の視覚における感度はＲＧＢ３色中では緑が高いと言われているので、緑色の電気光学パネルをずらして配置することにより、効果的に解像度を向上させることができると考えられる。
【００１６】
本発明の他の観点では、投射型画像表示装置は、上記の色むら補正画像処理装置と、前記ＲＧＢ各色の表示画像データに応じて駆動されるＲＧＢ各色用の電気光学パネルを通過した光を合成してスクリーンに投射する表示制御部とを備え、前記表示制御部は、前記表示画像データに応じた駆動信号により前記電気光学パネルを駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記表示画像データ中の各組み合わせ画素に含まれる画素のうち、変換前の画素の階調値との差が大きい方の割付階調値を有する画素に対応する駆動信号の立ち上がり時のレベルを増加させるレベル補正を行う。
【００１７】
上記の投射型画像表示装置によれば、表示制御部は表示画像データに応じた駆動信号により駆動される電気光学パネルを有する。液晶パネルなどの電気光学パネルは入力駆動信号に対する応答の遅れを有するものであり、それは表示画素の階調値の変化が大きい場合により顕著となる。表示画像データ中の組み合わせ画素に含まれる２つの割付階調値のうち、元の画素の階調レベルとの相違が大きい方の画素はそのような応答の遅れの影響を受けやすいので、その画素については駆動信号のレベルを増加させるレベル補正を適用することにより、応答を改善し、表示品質を改善することができる。
【００１８】
本発明の他の観点では、表示制御部を備える投射型画像表示装置において実行される色むら補正画像処理方法は、ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力工程と、前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調割付工程と、前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換工程と、前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力工程と、を備える。この色むら補正画像処理により、表示される組み合わせ画素は異なるグレーレベルを隣接表示されることになり、投射型画像表示装置に使用される液晶パネルなどの視野角依存性を改善することができ、その結果、色むらの発生を抑制することができるようになる。
【００１９】
本発明の他の観点では、表示制御部を備える投射型画像表示装置に搭載されるコンピュータにより実行される色むら補正画像処理プログラムは、ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力手段、前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付手段、前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換手段、前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力手段、として前記コンピュータを機能させる。この色むら補正画像処理プログラムを前記コンピュータ上で実行することにおり、上述の色むら補正画像処理装置を容易に実現することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
まず、本発明の画像表示装置の第１実施形態に係る液晶プロジェクタについて説明する。図１に第１実施形態に係る液晶プロジェクタ１０の概略構成を示す。液晶プロジェクタ１０は、パーソナルコンピュータ、ＶＴＲなどの画像ソース７からカラー画像データを入力し、図示しないスクリーン上にカラー画像を表示する。図示のように、液晶プロジェクタ１０は、制御部１２及びライトバルブ１５を備える。制御部１２はＣＰＵ１３と、プログラムＲＯＭ１４を備える。プログラムＲＯＭ１４は、液晶プロジェクタ１０が実行する各種の処理に対応する処理プログラムを記憶しており、ＣＰＵ１３はプログラムＲＯＭ１４に記憶された各種処理プログラムを実行することにより、液晶プロジェクタ１０の動作を制御する。本発明による色むら補正のための色むら補正画像処理も、プログラムＲＯＭ１４に予め記憶されている色むら補正画像処理プログラムをＣＰＵ１２が実行することにより実現される。
【００２２】
図２に、ライトバルブ１５の構成例を示す。図２において、５４３１は光源、５４４２，５４４４はダイクロイックミラー、５４４３，５４４８，５４４９は反射ミラー、５４４５は入射レンズ、５４４６はリレーレンズ、５４４７は出射レンズ、１００Ｒ，１００Ｇ，１００ＢはＲＧＢ各色の液晶パネルであり、５４５１はクロスダイクロイックプリズム、５４３７は投射レンズを示す。光源５４３１はメタルハライド等のランプ５４４０とランプの光を反射するリフレクタ５４４１とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー５４４２は、光源５４３１からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー５４４３で反射されて、赤色光用液晶パネル１００Ｒに入射される。一方、ダイクロイックミラー５４４２で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー５４４４によって反射され、緑色光用液晶パネル１００Ｇに入射される。
【００２３】
一方、青色光は第２のダイクロイックミラー５４４４も透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ５４４５、リレーレンズ５４４６、出射レンズ５４４７を含むリレーレンズ系からなる導光手段が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶パネル１００Ｂに入射される。各液晶パネルにより光変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム５４５１に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ５４３７によってスクリーン５４５２上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００２４】
次に、本発明による色むら補正の原理について図３を参照して説明する。本発明では、液晶プロジェクタ１０により表示すべきソース画像の１画素中について２種類のグレーレベルを表示することにより、液晶パネル１００の視野角依存性を改善し、色むらの発生を抑制する。液晶パネル、特にＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）液晶は視野角が狭いが、上下、左右方向に異なる階調の画素を表示することで視野角を改善できることが知られている（ＩＢＭ文献）。
【００２５】
この考え方を応用し、ソース画像データ中に含まれる各画素について、その画素を元の階調値でそのまま表示するのではなく、図３（ａ）に示すように、２つの異なるグレーレベルの画素の集合として表示する。このように、ある階調値を有する１画素を２つの異なるグレーレベルを有する４画素（以下、これらの画素の階調値を「割付階調値」と呼ぶ。）の集合（「組み合わせ画素」とも呼ぶ。）として表示することにより、液晶パネル１００の視野角依存性を改善し、色むらの発生を抑制することができる。
【００２６】
例えば図３（ｂ）に示すように、表示の対象となる画素の階調値が０〜２５５の範囲の１２７であると仮定すると、この１つの画素を階調値が「０」である２つの画素と、階調値が「２５５」である２つの画素により構成される組み合わせ画素として表示する（この処理を「画素の変換」とも呼ぶ。）。一般化すれば、表示の対象となる画素の階調値がＸである場合、階調値が「０」である２つの画素と、階調値が「２Ｘ」である２つの画素により構成される組み合わせ画素として表示する。これにより、各画素毎に視野角依存性を改善することができる。
【００２７】
次に、本実施形態による色むら補正画像処理の流れを図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態の色むら補正画像処理の概略フローチャートである。なお、この処理は、前述のＣＰＵ１３が色むら補正プログラムを実行することにより行われる。
【００２８】
まず、液晶プロジェクタ１０は、外部の画像ソース７から表示すべきソース画像データを受け取る（ステップＳ２）。受け取ったソース画像データは制御部１２に送られる。ＣＰＵ１３は、色むら補正画像処理プログラムに従い、ソース画像データの１画素毎に、割付階調値を算出する（ステップＳ４）。図３（ｂ）の例では、ＣＰＵ１３はソース画像データ中の階調値が１２７である１画素について、割付階調値「０」及び「２５５」を算出することになる。そして、ＣＰＵ１３は、各割付階調値を有する２つの画素（合計４画素）により構成される組み合わせ画素をライトバルブ１５へ出力する。図３（ｂ）の例では、ＣＰＵ１３は割付階調値「０」及び「２５５」の組み合わせからなる４画素のデータをライトバルブ１５へ出力することになる。そして、ライトバルブ１５は入力された画素データを液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを利用してスクリーンに表示する。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、表示すべきソース画像データの１画素を、２つのグレーレベルを有する画素の組み合わせにより構成し、表示するので、ライトバルブ１５内の液晶パネル１００の視野角依存性を改善し、それによって色むらの発生を抑制することができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、ソース画像データの１画素を異なる２種類のグレーレベルを有する画素の組み合わせとして表示する。但し、解像度の低下を防止するために、ライトバルブ１５内の３色の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの相対位置（アライメント）を調整する。
【００３１】
第１実施形態では、ソース画像データ中の１画素を、図３に示すように、異なる２種のグレーレベルを有する２つの画素づつ、つまり合計４画素からなる組み合わせ画素として表示する。よって、表示画像自体としては、４つの表示画素でソース画像データの１画素を表現していることになり、実質的に表示画像の解像度は縦方向及び横方向ともにソース画像の１／２となる。そこで、本実施形態では、表示すべき画像データは第１実施形態と同様に生成するが、ライトバルブ１５内のＲＧＢ３色の液晶パネル１００のうち１色の液晶パネルの位置を他の２色の液晶パネルに対して相対的に１／２画素分ずらす。これにより、ソース画像データの色むら補正画像処理により１／２となった解像度を増加させて、元のソース画像の解像度に戻すことができる。以下、この手法について図５を参照して詳しく説明する。
【００３２】
通常、液晶プロジェクタ１０により出力される（スクリーンに投射される）表示画像の１画素は、ＲＧＢ３色の画素の合成として構成されている。ＲＧＢ各色の画素のアライメントが一致しているときには、その画素は図５（ａ）に示すように白の画素として表示される。この状態を説明の便宜上、図５（ａ）のようにＲＧＢの各画素を横方向に整列させて示す。即ち、ＲＧＢ各色の画素の垂直方向のアライメントが一致している（ずれがない）場合には、図５においてはＲＧＢ各色の画素を水平方向に整列して示す。ＲＧＢ各色の画素のアライメントが一致していれば、実際の表示画素はそれらの重ね合わせとして表示され、白となる。
【００３３】
一方、図５（ｂ）に示すように、例えばＲＧＢ３色の画素のうちＧ（緑）の画素が、他の２色の画素に対して垂直方向に半画素分ずれている場合、人間の眼には、図５（ｂ）の左側に示すように、３つの画素として認識される。即ち、いずれか１色分の画素の位置を他の２色の画素に対して半画素分相対的にずらすことにより、解像度を改善することができる。
【００３４】
図５（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様の色むら補正画像処理により表示すべき画素を２つのグレーレベル（斜線の画素は暗い画素、斜線のない画素は明るい画素であるとする）の画素で表現し、かつ、上記の考え方に基づいてＲＧＢ３色のうちＧ（緑）の画素のみを他の２色の画素に対して半画素分垂直方向にずらしてやると、明るさのレベルとしては１〜４の４レベルが得られ（１が最も明るい）、垂直方向の解像度が増加する。各色の画素のグレーレベルの配列は、図５（ｃ）では上から明るい、暗い、明るいの３画素が垂直方向に並んでいる部分を例示した。しかし、図５（ｄ）に示すように、暗い、明るい、暗いの３画素が垂直方向に並んでいる部分でも、同様に解像度が増加する。
【００３５】
なお、このように液晶パネルのアライメントを半画素分シフトすることにより垂直方向における解像度が増加するのであるが、各色の液晶パネルに表示する画素は第１実施形態の図３の例で示したように、水平方向においても暗い、明るい、暗いという２種類のグレーレベルの繰り返しとなっているので、実際には図５（ｅ）に示すように水平方向にも暗い、明るいという２つの異なるグレーレベルの画素部分が配置されることになり、水平方向にも視野角依存性が改善される効果は維持される。なお、図５の例のように、ライトバルブ１５内の１色分（例えばＧ（緑）色）の液晶パネルのアライメントを垂直方向にのみ半画素分シフトすると水平方向の解像度は１／２のままとなるが、同じ１色の液晶パネルを同時に水平方向にも半画素分シフトすれば、垂直方向及び垂直方向の両方向における解像度を増加させることができる。
【００３６】
このように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、色むら補正画像処理により１画素を２つのグレーレベルの２画素の組み合わせとして表現し、それに加えて、ライトバルブ１５内の３色の液晶パネルのうち１色の液晶パネルの相対位置を他の２色に対して半画素分ずらす（シフトする）ことにより、視野角依存性を改善して色むらを抑制しつつ、解像度の低下も防止することができる（厳密には、色むら補正画像処理により解像度が低下するが、その低下分を、液晶パネルのアライメントを半画素分シフトすることにより補うことになる）。
【００３７】
具体的には、２つのグレーレベルの画素を使用する色むら補正画像処理により、ライトバルブ１５内の３色の液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、図６に示すように、それぞれ明るい画素、暗い画素の繰り返しを含むようになる。よって、図７（ａ）又は図７（ｂ）に模式的に示すように、例えばＧ（緑）色の液晶パネル１００Ｇを他の２色の液晶パネル１００Ｒ及び１００Ｂに対して上下方向のいずれかに半画素分ずらしてライトバルブ１５内に配置すればよい。なお、図７（ａ）及び（ｂ）は、図２におけるスクリーン５４５２の方向から図２の紙面と同一面上で液晶パネル１００Ｇ方向を見た状態を模式的に示す図である。
【００３８】
第２実施形態では、上述のようにライトバルブ１５内の３色の液晶パネルのうち、特定の１色の液晶パネルを他の２色に対して相対的に半画素分シフトさせる点、即ち、ライトバルブ１５内の構造が第１実施形態と異なるのみであり、液晶プロジェクタ１０内の制御部１２で実行される色むら補正画像処理は第１実施形態と同様である。また、半画素分シフトさせる液晶パネルの色についてであるが、人間の視覚感度がＲＧＢ３色のうち緑色に対して最も高いことを考慮し、緑色（Ｇ）の液晶パネル１００Ｇを他の２色の液晶パネルに対してシフトすれば、人間の視覚により認識される解像度の改善の程度はより高くなるものと考えられる。
【００３９】
以上のように、第２実施形態によれば、第１実施形態における色むら補正画像処理により色むらの発生を抑制しつつ、ライトバルブ内の各色の液晶パネルのアライメントを調整することにより、解像度の低下も抑制することができる。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１及び第２実施形態において行われる色むら補正画像処理において、２種類のグレーレベルを有する割付階調値を決定する際に、ライトバルブ１５内に使用される液晶パネルの表示特性、具体的にはγ特性（トーン特性）を考慮するものである。
【００４１】
図８（ａ）にＴＮ方式液晶パネルのγ特性（トーン特性）例を示す。横軸は２５６階調の入力階調値（０〜２５５）であり、縦軸は２５６階調の出力階調値（０〜２５５）である。また、図中の特性７０は黒色に近い画素に対する割付階調値を決定するための特性であり、特性７２は白色に近い画素に対する割付階調値を決定するための特性である。例えば、図８（ｂ）に示すように、ソース画像中の特定の画素の階調値がＸ（Ｘ＜１２７、即ち白に近いグレー）であるとすると、これを割付階調値Ｘｗ（白より）とＸｂ（黒より）の２種類のグレーレベルに割り付ける。また、図８（ｃ）に示すように、ソース画像中の特定の画素の階調値がＹ（Ｙ＞１２７、即ち黒に近いグレー）であるとすると、これを割付階調値Ｙｗ（白より）とＹｂ（黒より）の２種類のグレーレベルに割り付ける。これにより、ライトバルブ１５内に設けられる液晶パネルの表示特性に適合した割付階調値を決定することができる。
【００４２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１及び第２実施形態において、表示対象となる特定の画素に対して決定される割付階調値のうち、ソース画像中の画素の階調値との相違が大きい方の画素については、その画素を表示する際の画像信号にレベル補正を適用するものである。
【００４３】
画像表示装置としての液晶パネルは、液晶分子の配向の変化により画像の明暗を表示するという性質上、応答が遅いという欠点がある。例えば図９（ａ）に示すように急峻なレベル変化を有する入力信号Ｓｉにより液晶パネルの画素を駆動した場合でも、液晶分子の配向は時間的に緩やかに変化するため、信号Ｓｏで示す画素の階調レベルの変化には応答の遅れが生じる。そこで、液晶パネルの駆動回路に供給する入力信号波形にレベル補正を行い、応答を改善する手法が知られている。即ち、図９（ｂ）に示すように、入力信号Ｓｉに対して、所定期間（例えば画像データの１フレーム分）にわたりレベルを増加した信号Ｓｃを生成し、この信号Ｓｃで液晶パネルを駆動することにより、液晶パネルの応答を改善することができる。このような手法は、例えば、特許第３３０５２４０号に記載されている。
【００４４】
本実施形態では、上記の手法を利用し、元の画像データの階調値から変化の大きい方の画素の駆動信号に上記のレベル補正を適用する。図１０に第４実施形態による液晶プロジェクタ１０ａの構成を示す。本実施形態の液晶プロジェクタ１０ａは、第１実施形態の液晶プロジェクタ１０に対して、フレームメモリ１６及び補正表示画像信号演算手段１７を設けて構成される。フレームメモリ１６は、画像ソース７からのソース画像信号を１フレーム分遅延させて補正表示画像信号演算手段１７に供給する。また、画像ソース７からは、遅延のないソース画像信号も補正表示画像信号演算手段１７に供給される。補正表示画像信号演算手段１７は、例えばソース画像信号と１フレーム分遅延されたソース画像信号とに応じて設定された補正レベル量を記憶したルックアップテーブル（ＬＵＴ）とすることができ、画像ソース７及びフレームメモリ１６からの入力に応じて、補正レベル量をライトバルブ１５へ供給する。その結果、ライトバルブ１５はレベル補正後の駆動信号（図９（ｂ）の出力Ｓｏを参照）で液晶パネルを駆動するので、応答が改善される。
【００４５】
液晶パネルの応答の遅れは、表示すべき画素の階調レベル変化が大きいほど無視できなくなる。本実施形態では、このレベル補正を、色むら補正画像処理により生成される２種類の割付階調値の画素のうち、ソース画像の画素の階調値との相違が大きい割付階調値を有する方の画素について適用する。例えば、図８（ｂ）に示す場合、ソース画像の特定の画素の階調値はＸであり、色むら補正画像処理により生成される２種類の画素の割付階調値はそれぞれＸｗ及びＸｂである。ソース画像の画素の階調値Ｘは白に近いので、黒に近い方の割付階調値Ｘｂに対応する画像信号（液晶パネルを駆動するための駆動信号）に対してはレベル補正を行って応答を改善する。一方、階調値の相違の小さい割付階調値Ｘｗに対応する画像信号にはレベル補正は行わない。同様に、図８（ｃ）の例では、割付階調値Ｙｗに対応する駆動信号に対してはレベル補正を行って応答を改善し、割付階調値Ｙｂに対応する画像信号に対してはレベル補正は行わない。これにより、ソース画像の画素の階調値からの変化の大きい方の割付階調値にレベル補正を適用して、応答を改善し、表示品質を向上させることができる。
【００４６】
図１１に、本実施形態における色むら補正画像処理のフローチャートを示す。図１１において、まず、液晶プロジェクタ１０ａは画像ソース７からソース画像データを受け取り（ステップＳ１２）、その各画素について割付階調値を算出する（ステップＳ１４）。なお、この際の割付階調値の算出は、第１実施形態のように対象となる画素の階調値の２倍としてもよいし、第３実施形態のように液晶パネルのγ特性を考慮して決定してもよい。
【００４７】
次に、液晶プロジェクタ１０ａ内の補正表示画像信号演算手段１７がレベル補正量を決定して補正表示画像信号を生成する（ステップＳ１６）。そして、レベル補正を行う方の画素については生成された補正表示画像信号が補正表示画像信号演算手段１７からライトバルブ１５へ供給され、レベル補正を行わない方の画素については、制御部１２から表示画像信号がライトバルブ１５へ供給される（ステップＳ１８）。ライトバルブ１５は入力された画像信号に基づいて液晶パネル１００を駆動して、画像を表示する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による液晶プロジェクタの概略構成を示す。
【図２】ライトバルブの概略構成を示す。
【図３】第１実施形態による色むら補正画像処理の説明図である。
【図４】第１実施形態による色むら補正画像処理のフローチャートである。
【図５】第２実施形態による色むら補正画像処理例の説明図である。
【図６】第２実施形態による液晶パネルの画素配列例を示す。
【図７】第２実施形態による液晶パネルの相対配置例を模式的に示す。
【図８】第３実施形態による色むら補正画像処理の説明図である。
【図９】第４実施形態によるレベル補正の概略を説明する図である。
【図１０】第４実施形態による液晶プロジェクタの概略構成を示す。
【図１１】第４実施形態による色むら補正画像処理のフローチャートである。
【符号の説明】
７画像ソース、１０液晶プロジェクタ、１２制御部、
１３ＣＰＵ、１４プログラムＲＯＭ、１５ライトバルブ、
１６フレームメモリ、１７補正表示画像信号演算手段

Claims

表示制御部を備える投射型画像表示装置に搭載される色むら補正画像処理装置において、
ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力手段と、
前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付手段と、
前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換手段と、
前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする色むら補正画像処理装置。
前記階調値割付手段は、前記各画素について、当該画素の階調値より大きい第１の割付階調値と、当該画素の階調値より小さい第２の割付階調値とを割り付けることを特徴とする請求項１に記載の色むら補正画像処理装置。
前記第１の割付階調値と前記第２の割付階調値の和の１／２は、前記画素の階調値と等しいことを特徴とする請求項２に記載の色むら補正画像処理装置。
前記階調値割付手段は、前記表示制御部に使用される電気光学パネルの表示特性に基づいて前記割付階調値を決定することを特徴とする請求項２に記載の色むら補正画像処理装置。
前記画素変換手段は、前記第１の割付階調値を有する２つの画素と、前記第２の割付階調値を有する２つの画素とをそれぞれ対角線方向に配置した合計４画素からなる組み合わせ画素を生成することを特徴とする請求項２に記載の色むら補正画像処理装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の色むら補正画像処理装置と、
前記ＲＧＢ各色の表示画像データに応じて駆動されるＲＧＢ各色用の電気光学パネルを通過した光を合成してスクリーンに投射する表示制御部とを備え、
前記ＲＧＢ各色用の電気光学パネルのうち、特定の１色用の電気光学パネルは、他の２色用の電気光学パネルに対して、垂直方向及び／又は水平方向に相対的に半画素分ずれた位置に配置されていることを特徴とする投射型画像表示装置。
前記特定の１色は緑色であることを特徴とする請求項６に記載の投射型画像表示装置。
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の色むら補正画像処理装置と、
前記ＲＧＢ各色の表示画像データに応じて駆動されるＲＧＢ各色用の電気光学パネルを通過した光を合成してスクリーンに投射する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記表示画像データに応じた駆動信号により前記電気光学パネルを駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記表示画像データ中の各組み合わせ画素に含まれる画素のうち、変換前の画素の階調値との差が大きい方の割付階調値を有する画素に対応する駆動信号の立ち上がり時のレベルを増加させるレベル補正を行うことを特徴とする投射型画像表示装置。
表示制御部を備える投射型画像表示装置において実行される色むら補正画像処理方法において、
ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力工程と、
前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付工程と、
前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換工程と、
前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力工程と、を備えることを特徴とする色むら補正画像処理方法。
表示制御部を備える投射型画像表示装置に搭載されるコンピュータにより実行される色むら補正画像処理プログラムであって、
ＲＧＢ各色の画像データにより構成されるソース画像データを受け取る入力手段、
前記ＲＧＢ各色の画像データについて、当該画像データを構成する各画素に対して当該画素の階調値に応じて２種類の異なる割付階調値を割り付ける階調値割付手段、
前記各画素を、前記２種類の異なる割付階調値を有する複数の画素を隣接配置してなる組み合わせ画素に変換する画素変換手段、
前記組み合わせ画素からなるＲＧＢ各色の表示画像データを前記表示制御部に出力する出力手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする色むら補正画像処理プログラム。