JP2004233813A - Apparatus, method, and program for color unevenness correcting image processing, and projection type image display device - Google Patents

Apparatus, method, and program for color unevenness correcting image processing, and projection type image display device Download PDF

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孝 胡桃澤
Akira Inoue
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type image display device that deters color unevenness by correcting the visual field angle dependence of a liquid crystal panel through gradation control over a plurality of pixels without requiring special measurements, a correcting circuit, etc. <P>SOLUTION: A color unevenness correcting image processing apparatus which is mounted on the projection type image display device having a display control part is equipped with: an input means of receiving source image data consisting of the image data of respective colors R, G, and B; a gradation value allocating means of allocating two different kinds of allocated gradation values to individual pixels constituting the image data according to the gradation values of the pixels; a pixel converting means of converting the individual pixels into combined pixels obtained by adjacently arranging a plurality of pixels having the two different kinds of allocated gradation values; and an output means of outputting the display image data of the individual colors R, G, and B consisting of the combined pixels to the display control part. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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(Twisted Nematic)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、
13 CPU、 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
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to color unevenness correction in a projection type image display device such as a liquid crystal projector.
[0002]
[Background Art]
2. Related Art A liquid crystal projector including a light valve having a liquid crystal panel and projecting source image data onto a screen or the like is known. The light valve of the liquid crystal projector is provided with a liquid crystal panel of three colors RGB. The light valve supplies the source image data separated into the three color components of RGB to the liquid crystal panels of the respective colors, combines the light passing through the liquid crystal panels of the respective colors, and projects an image on a screen.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a problem in the image display of the liquid crystal projector, there is occurrence of color unevenness. The color unevenness means that when a source image having a gray surface is displayed, coloring is partially generated on a display image on a screen. The main cause of the color unevenness is that the viewing angle dependency of the RGB three-color liquid crystal panel used as the light valve of the liquid crystal projector differs for each color panel and also depends on the position on the same color panel. Different things, and so on.
[0004]
In a conventional liquid crystal projector, gray level image data is actually displayed on a screen through the liquid crystal projector to measure the coloring of each part of the displayed image, and a correction circuit is provided, and color unevenness is generated based on the measurement result. The displayed image was corrected so as not to be performed. However, such an operation of actually displaying image data to measure color unevenness and setting a correction circuit requires labor, resulting in an increase in cost and hindering a reduction in the price of a liquid crystal projector.
[0005]
Recently, there has been a tendency to reduce the size of light valves in order to reduce the cost of liquid crystal projectors. As the size of the light valve is reduced, it is necessary to condense the light to be incident on the liquid crystal panel of each color. Be more susceptible. In addition, in a liquid crystal projector in which such a light valve is miniaturized, there is a type in which a multi-lens array is provided in the light valve in order to sufficiently condense the light incident on the light valve. Since the design is such that a large incident angle is generated, color unevenness is more likely to occur.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and does not require a special measurement or correction circuit, and corrects the viewing angle dependency of a liquid crystal panel by controlling the gradation of a plurality of pixels to be displayed. It is an object to provide a projection-type image display device capable of suppressing the occurrence of unevenness.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a color shading correction image processing apparatus mounted on a projection type image display apparatus including a display control unit includes: an input unit that receives source image data including image data of each of RGB; For image data of each color, gradation value allocating means for allocating two types of different allocated gradation values to each pixel constituting the image data according to the gradation value of the pixel; A pixel conversion unit that converts a plurality of pixels having different types of assigned gradation values into a combination pixel arranged adjacent to each other, and an output unit that outputs display image data of each color of RGB including the combination pixel to the display control unit. , Is provided.
[0008]
The projection type image display device includes, for example, a light valve having a liquid crystal panel for each of RGB colors, and projects and displays a source image on a screen or the like. The color shading correction image processing device mounted on the projection type image display device receives the source image data from an external image source or the like, and, for each pixel in the image data of each of RGB, based on the gradation value of the pixel. Different types of assigned gradation values are determined. For example, if the gradation value of a specific pixel of image data of a certain color is 127 out of 256 gradations (gradation value range of 0 to 255), for example, a gradation value 0 and a gradation A tone value of two gray levels with a tone value 255 is assigned. Then, a plurality of pixels having the two assigned gradation values are arranged adjacent to each other to form a combination pixel, and the pixel is displayed instead of the original one pixel. This makes it possible to improve the viewing angle dependence of the liquid crystal panel used in the projection type image display device by displaying different gray levels adjacently to the combined pixels to be displayed, and as a result, color unevenness occurs. Can be suppressed.
[0009]
In one aspect of the color unevenness correction image processing apparatus, the gradation value allocating unit includes, for each pixel, a first allocation gradation value larger than the gradation value of the pixel, and a gradation value of the pixel. A small second assigned gradation value is assigned. As a result, two different gray levels are assigned according to the gray level of the original pixel, and the viewing angle dependence of a liquid crystal panel or the like can be improved.
[0010]
As a preferred example, it is preferable that the gradation value is assigned so that 1/2 of the sum of the first assigned gradation value and the second assigned gradation value is equal to the gradation value of the pixel. it can. In this example, the assigned gradation value can be obtained by a simple calculation based on the gradation value of the original pixel.
[0011]
In another preferred example, the gradation value allocating unit can determine the allocated gradation value based on display characteristics of an electro-optical panel used in the display control unit. In this example, by considering display characteristics of a liquid crystal panel or the like used in the projection type image display device, for example, γ characteristics, it is possible to correct color unevenness suitable for the characteristics of the device.
[0012]
In another aspect of the color unevenness correction image processing apparatus, the pixel conversion unit includes two pixels having the first assigned gradation value and two pixels having the second assigned gradation value. Are generated in a diagonal direction to generate a combined pixel composed of a total of four pixels. As described above, by configuring a combination pixel including four pixels in which four allocated pixel values are arranged diagonally, it is possible to improve the viewing angle dependency in both the vertical and horizontal directions and suppress color unevenness. It becomes possible.
[0013]
According to another aspect of the present invention, a projection-type image display device includes the above-described color non-uniformity correction image processing device, and light that has passed through an electro-optical panel for each of RGB colors driven in accordance with the display image data of each of the RGB colors. A display control unit for combining and projecting onto the screen, wherein, among the electro-optical panels for each of the RGB colors, the electro-optical panel for a specific one color is perpendicular to the electro-optical panel for the other two colors. It is arranged at a position shifted by half a pixel relatively in the direction and / or the horizontal direction.
[0014]
According to the above-described projection type image display device, by disposing one of the electro-optical panels of each color of RGB used for the display control unit at a position shifted by half a pixel relative to the other two, The visual resolution in the shifted direction can be increased. Therefore, it is possible to compensate for the reduced resolution by forming the combination pixels, and as a result, it is possible to correct the color unevenness without lowering the resolution.
[0015]
In a preferred example, the one specific color can be green. Generally, it is said that the sensitivity in human visual perception is high in the three colors of RGB, so that it is considered that the resolution can be effectively improved by displacing the green electro-optical panels. .
[0016]
According to another aspect of the present invention, a projection-type image display device includes the above-described color non-uniformity correction image processing device, and light that has passed through an electro-optical panel for each of RGB colors driven in accordance with the display image data of each of the RGB colors. A display control unit that synthesizes and projects the image on a screen, wherein the display control unit includes a driving unit that drives the electro-optical panel with a driving signal corresponding to the display image data, and the driving unit includes the display image. Among the pixels included in each combination pixel in the data, a level correction for increasing the level at the time of rising of the drive signal corresponding to the pixel having the assigned gradation value having the larger difference from the gradation value of the pixel before conversion. I do.
[0017]
According to the above-described projection type image display device, the display control unit has the electro-optical panel driven by the drive signal corresponding to the display image data. An electro-optical panel such as a liquid crystal panel has a delay in response to an input drive signal, which is more remarkable when a change in the gradation value of a display pixel is large. Of the two assigned gradation values included in the combination pixel in the display image data, the pixel having a larger difference from the gradation level of the original pixel is more susceptible to such a delay in response. For, by applying level correction for increasing the level of the drive signal, the response can be improved and the display quality can be improved.
[0018]
According to another aspect of the present invention, a color shading correction image processing method executed in a projection type image display device including a display control unit includes: an input step of receiving source image data composed of image data of each of RGB; A gradation assignment step of assigning two different assignment gradation values to each pixel constituting the image data in accordance with the gradation value of the pixel, for each color image data; A pixel conversion step of converting a plurality of pixels having different assigned gradation values into a combination pixel arranged adjacent to each other, and an output step of outputting display image data of each color of RGB composed of the combination pixel to the display control unit, Is provided. By this color non-uniformity correction image processing, the combined pixels to be displayed are displayed with different gray levels adjacent to each other, so that the viewing angle dependency of a liquid crystal panel or the like used in the projection type image display device can be improved, As a result, the occurrence of color unevenness can be suppressed.
[0019]
According to another aspect of the present invention, a color non-uniformity correction image processing program executed by a computer mounted on a projection-type image display device including a display control unit includes an input device that receives source image data composed of image data of RGB colors. Means, for each of the RGB image data, gradation value allocating means for allocating two different types of allocated gradation values to each pixel constituting the image data in accordance with the gradation value of the pixel; A pixel conversion means for converting a plurality of pixels having the two different assigned gradation values into a combination pixel arranged adjacent to each other, and an output for outputting display image data of each color of RGB composed of the combination pixel to the display control unit. The computer functions as means. By executing the color non-uniformity correction image processing program on the computer, the above-described color non-uniformity correction image processing apparatus can be easily realized.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
[First Embodiment]
First, a liquid crystal projector according to a first embodiment of the image display device of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid crystal projector 10 according to the first embodiment. The liquid crystal projector 10 receives color image data from an image source 7 such as a personal computer or a VTR, and displays a color image on a screen (not shown). As illustrated, the liquid crystal projector 10 includes a control unit 12 and a light valve 15. The control unit 12 includes a CPU 13 and a program ROM 14. The program ROM 14 stores processing programs corresponding to various processes executed by the liquid crystal projector 10, and the CPU 13 controls the operation of the liquid crystal projector 10 by executing the various processing programs stored in the program ROM 14. The color unevenness correction image processing for the color unevenness correction according to the present invention is also realized by the CPU 12 executing the color unevenness correction image processing program stored in the program ROM 14 in advance.
[0022]
FIG. 2 shows a configuration example of the light valve 15. In FIG. 2, 5431 is a light source, 5442 and 5444 are dichroic mirrors, 5443, 5448 and 5449 are reflection mirrors, 5445 is an incident lens, 5446 is a relay lens, 5447 is an emission lens, and 100R, 100G, and 100B are liquid crystal panels of RGB colors. 5451 is a cross dichroic prism, and 5437 is a projection lens. The light source 5431 includes a lamp 5440 such as a metal halide and a reflector 5441 that reflects light from the lamp. The dichroic mirror 5442 that reflects blue light and green light transmits red light of the light flux from the light source 5431 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 5443, and is incident on the red light liquid crystal panel 100R. On the other hand, among the color lights reflected by the dichroic mirror 5442, the green light is reflected by the green light reflecting dichroic mirror 5444, and is incident on the green light liquid crystal panel 100G.
[0023]
On the other hand, the blue light also passes through the second dichroic mirror 5444. For blue light, in order to prevent light loss due to a long optical path, a light guiding means including a relay lens system including an incident lens 5445, a relay lens 5446, and an output lens 5447 is provided, and the blue light is converted into blue light through this. Incident on the liquid crystal panel 100B. The three color lights modulated by the respective liquid crystal panels enter the cross dichroic prism 5451. This prism has four right-angle prisms bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. The three color lights are combined by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The combined light is projected on a screen 5452 by a projection lens 5437, which is a projection optical system, and an image is enlarged and displayed.
[0024]
Next, the principle of color unevenness correction according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present invention, the viewing angle dependency of the liquid crystal panel 100 is improved by displaying two types of gray levels in one pixel of the source image to be displayed by the liquid crystal projector 10, and the occurrence of color unevenness is suppressed. It is known that a liquid crystal panel, particularly a TN (Twisted Nematic) liquid crystal, has a narrow viewing angle, but can improve the viewing angle by displaying pixels having different gradations in the vertical and horizontal directions (IBM literature).
[0025]
By applying this idea, instead of displaying each pixel included in the source image data as it is at the original gradation value, as shown in FIG. Display as a set of As described above, one pixel having a certain gradation value is a set of four pixels having two different gray levels (hereinafter, the gradation values of these pixels are referred to as “assigned gradation values”) (“combination pixel”). ), The viewing angle dependency of the liquid crystal panel 100 can be improved, and the occurrence of color unevenness can be suppressed.
[0026]
For example, as shown in FIG. 3B, assuming that the gradation value of a pixel to be displayed is 127 in the range of 0 to 255, this one pixel has a gradation value of “0”. It is displayed as a combination pixel composed of one pixel and two pixels having a gradation value of “255” (this process is also referred to as “pixel conversion”). In general, when the gradation value of a pixel to be displayed is X, the pixel is composed of two pixels whose gradation value is “0” and two pixels whose gradation value is “2X”. Is displayed as a combination pixel. Thereby, the viewing angle dependency can be improved for each pixel.
[0027]
Next, the flow of color unevenness correction image processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic flowchart of the color unevenness correction image processing according to the first embodiment. This process is performed by the CPU 13 executing the color non-uniformity correction program.
[0028]
First, the liquid crystal projector 10 receives source image data to be displayed from the external image source 7 (Step S2). The received source image data is sent to the control unit 12. The CPU 13 calculates an assigned gradation value for each pixel of the source image data according to the color shading correction image processing program (step S4). In the example of FIG. 3B, the CPU 13 calculates the assigned gradation values “0” and “255” for one pixel whose gradation value is 127 in the source image data. Then, the CPU 13 outputs to the light valve 15 a combination pixel composed of two pixels (total four pixels) having each assigned gradation value. In the example of FIG. 3B, the CPU 13 outputs to the light valve 15 data of four pixels composed of a combination of the assigned gradation values “0” and “255”. Then, the light valve 15 displays the input pixel data on the screen using the liquid crystal panels 100R, 100G, and 100B.
[0029]
As described above, according to the present embodiment, one pixel of the source image data to be displayed is constituted by a combination of pixels having two gray levels and is displayed, so that the field of view of the liquid crystal panel 100 in the light valve 15 is displayed. It is possible to improve the angle dependency and thereby suppress the occurrence of color unevenness.
[0030]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as in the first embodiment, one pixel of the source image data is displayed as a combination of pixels having two different gray levels. However, the relative positions (alignment) of the three color liquid crystal panels 100R, 100G, and 100B in the light valve 15 are adjusted in order to prevent a reduction in resolution.
[0031]
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, one pixel in the source image data is displayed as two pixels having two different gray levels, that is, as a combined pixel including a total of four pixels. Therefore, as a display image itself, one pixel of the source image data is represented by four display pixels, and the resolution of the display image is substantially の of the source image in both the vertical and horizontal directions. . Therefore, in the present embodiment, the image data to be displayed is generated in the same manner as in the first embodiment, but the position of one of the three RGB liquid crystal panels 100 in the light valve 15 is changed to the other two colors. It is shifted by 1/2 pixel relative to the liquid crystal panel. As a result, it is possible to increase the resolution reduced to に よ り by the color unevenness correction image processing of the source image data, and return to the original resolution of the source image. Hereinafter, this method will be described in detail with reference to FIG.
[0032]
Normally, one pixel of a display image output (projected to a screen) by the liquid crystal projector 10 is configured as a combination of pixels of three colors RGB. When the alignment of the pixels of each color of RGB matches, the pixel is displayed as a white pixel as shown in FIG. For convenience of explanation, this state is shown with the RGB pixels aligned in the horizontal direction as shown in FIG. That is, when the vertical alignments of the pixels of the respective colors RGB match (there is no shift), the pixels of the respective colors of RGB are shown aligned in the horizontal direction in FIG. If the alignment of the pixels of each color of RGB matches, the actual display pixel is displayed as a superposition of them, and becomes white.
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, for example, when the G (green) pixel among the three RGB colors is shifted by half a pixel in the vertical direction with respect to the other two colors, the human eye Are recognized as three pixels as shown on the left side of FIG. That is, the resolution can be improved by shifting the position of the pixel for any one color relative to the pixels for the other two colors by a half pixel.
[0034]
As shown in FIG. 5 (c), pixels to be displayed by the same color unevenness correction image processing as in the first embodiment are represented by two gray levels (a hatched pixel is a dark pixel, and a non-hatched pixel is a bright pixel. ), And only the G (green) pixel of the three RGB colors is shifted vertically by half a pixel with respect to the other two pixels based on the above-described concept. Four levels 1 to 4 are obtained (1 is the brightest), and the resolution in the vertical direction increases. In FIG. 5C, the gray level arrangement of the pixels of each color exemplifies a portion in which three bright, dark, and bright pixels are vertically arranged. However, as shown in FIG. 5D, the resolution similarly increases even in a portion where three pixels of dark, bright, and dark are arranged in the vertical direction.
[0035]
The resolution in the vertical direction is increased by shifting the alignment of the liquid crystal panel by a half pixel in this manner. The pixels displayed on the liquid crystal panel of each color are as shown in the example of FIG. 3 of the first embodiment. In addition, since two types of gray levels, dark, bright, and dark, are also repeated in the horizontal direction, two different gray levels, dark and bright in the horizontal direction, are actually used as shown in FIG. Are arranged, and the effect of improving the viewing angle dependency in the horizontal direction is maintained. When the alignment of the liquid crystal panel for one color (for example, G (green)) in the light valve 15 is shifted only by half a pixel in the vertical direction as in the example of FIG. However, if the same color liquid crystal panel is simultaneously shifted by half a pixel in the horizontal direction, the resolution in both the vertical direction and the vertical direction can be increased.
[0036]
As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, one pixel is expressed as a combination of two pixels of two gray levels by color shading correction image processing, and in addition, three colors in the light valve 15 are added. Of the liquid crystal panel of one color is shifted by half a pixel with respect to the other two colors, thereby improving the viewing angle dependency and suppressing the color unevenness, while lowering the resolution. (Strictly speaking, the resolution is reduced by the color non-uniformity correction image processing, but the decrease is compensated for by shifting the alignment of the liquid crystal panel by half a pixel.)
[0037]
Specifically, the three color liquid crystal panels 100R, 100G, and 100B in the light valve 15 are subjected to color unevenness correction image processing using two gray level pixels, as shown in FIG. It includes the repetition of pixels. Therefore, as schematically shown in FIG. 7A or FIG. 7B, for example, the G (green) liquid crystal panel 100G is vertically shifted with respect to the other two color liquid crystal panels 100R and 100B. In this case, the light valve 15 may be shifted by half a pixel. FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing a state in which the liquid crystal panel 100G is viewed on the same plane as the paper of FIG. 2 from the direction of the screen 5452 in FIG.
[0038]
In the second embodiment, as described above, of the three color liquid crystal panels in the light valve 15, a specific one color liquid crystal panel is shifted by a half pixel relative to the other two colors, that is, Only the structure inside the light valve 15 is different from that of the first embodiment, and the color unevenness correction image processing performed by the control unit 12 in the liquid crystal projector 10 is the same as that of the first embodiment. Regarding the color of the liquid crystal panel shifted by half a pixel, considering that the human visual sensitivity is the highest for the green among the three RGB colors, the green (G) liquid crystal panel 100G is shifted to the other two colors. If the shift is made with respect to the liquid crystal panel, the degree of improvement in the resolution perceived by human vision is expected to be higher.
[0039]
As described above, according to the second embodiment, the resolution is improved by adjusting the alignment of the liquid crystal panels of each color in the light valve while suppressing the occurrence of color unevenness by the color unevenness correction image processing in the first embodiment. Can also be suppressed.
[0040]
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is a liquid crystal panel used in the light valve 15 when determining an assigned gradation value having two types of gray levels in the color unevenness correction image processing performed in the first and second embodiments. , Specifically, γ characteristics (tone characteristics).
[0041]
FIG. 8A shows an example of a γ characteristic (tone characteristic) of a TN mode liquid crystal panel. The horizontal axis represents the input gradation value of 256 gradations (0 to 255), and the vertical axis represents the output gradation value of 256 gradations (0 to 255). A characteristic 70 in the figure is a characteristic for determining an assigned gradation value for a pixel close to black, and a characteristic 72 is a characteristic for determining an assigned gradation value for a pixel close to white. For example, as shown in FIG. 8B, assuming that the tone value of a specific pixel in the source image is X (X <127, that is, gray close to white), this is assigned to the assigned tone value Xw (white ) And Xb (from black). Further, as shown in FIG. 8C, if the gradation value of a specific pixel in the source image is Y (Y> 127, that is, gray close to black), this is assigned to the assigned gradation value Yw (white ) And Yb (from black). As a result, it is possible to determine an assigned gradation value suitable for the display characteristics of the liquid crystal panel provided in the light valve 15.
[0042]
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, in the first and second embodiments, of the assigned gradation values determined for a specific pixel to be displayed, the difference between the assigned gradation value and the gradation value of the pixel in the source image is larger. For the pixel of, level correction is applied to an image signal when the pixel is displayed.
[0043]
A liquid crystal panel as an image display device has a drawback that response is slow due to the property of displaying light and dark of an image by a change in the orientation of liquid crystal molecules. For example, even when a pixel of a liquid crystal panel is driven by an input signal Si having a steep level change as shown in FIG. 9A, the alignment of liquid crystal molecules changes gradually with time, and therefore the pixel of the pixel indicated by the signal So A change in the gradation level causes a delay in response. Therefore, there is known a method of improving the response by performing level correction on an input signal waveform supplied to a drive circuit of a liquid crystal panel. That is, as shown in FIG. 9B, a signal Sc whose level is increased for a predetermined period (for example, one frame of image data) is generated with respect to the input signal Si, and the liquid crystal panel is driven by the signal Sc. Thereby, the response of the liquid crystal panel can be improved. Such a technique is described, for example, in Japanese Patent No. 3305240.
[0044]
In the present embodiment, the above-described method is used to apply the above-described level correction to the drive signal of the pixel having a larger change from the tone value of the original image data. FIG. 10 shows a configuration of a liquid crystal projector 10a according to the fourth embodiment. The liquid crystal projector 10a of the present embodiment is configured by adding a frame memory 16 and a corrected display image signal calculating unit 17 to the liquid crystal projector 10 of the first embodiment. The frame memory 16 delays the source image signal from the image source 7 by one frame and supplies the delayed display image signal to the corrected display image signal calculation means 17. Further, the source image signal without delay is also supplied from the image source 7 to the corrected display image signal calculating means 17. The correction display image signal calculating means 17 can be a look-up table (LUT) storing a correction level amount set according to, for example, the source image signal and the source image signal delayed by one frame. 7 and the correction level amount is supplied to the light valve 15 in accordance with the input from the frame memory 16. As a result, the light valve 15 drives the liquid crystal panel with the drive signal after the level correction (see the output So in FIG. 9B), so that the response is improved.
[0045]
The response delay of the liquid crystal panel cannot be ignored as the change in the gradation level of the pixel to be displayed is large. In the present embodiment, the level correction has an assigned gradation value that has a large difference from the gradation value of the pixel of the source image among the two types of assigned gradation values generated by the color unevenness correction image processing. Apply to the other pixel. For example, in the case shown in FIG. 8B, the tone value of a specific pixel of the source image is X, and the assigned tone values of the two types of pixels generated by the color shading correction image processing are Xw and Xb, respectively. is there. Since the tone value X of the pixel of the source image is close to white, level correction is performed on the image signal (drive signal for driving the liquid crystal panel) corresponding to the assigned tone value Xb closer to black. Improve response. On the other hand, the level correction is not performed on the image signal corresponding to the assigned gradation value Xw having a small difference between the gradation values. Similarly, in the example of FIG. 8C, the drive signal corresponding to the assigned gradation value Yw is subjected to level correction to improve the response, and the image signal corresponding to the assigned gradation value Yb is improved. No level correction is performed. As a result, it is possible to improve the response and the display quality by applying the level correction to the assigned gradation value having a larger change from the gradation value of the pixel of the source image.
[0046]
FIG. 11 shows a flowchart of the color unevenness correction image processing according to the present embodiment. In FIG. 11, first, the liquid crystal projector 10a receives source image data from the image source 7 (step S12), and calculates an assigned gradation value for each pixel (step S14). In this case, the calculation of the assigned gradation value may be twice the gradation value of the target pixel as in the first embodiment, or may be performed in consideration of the γ characteristic of the liquid crystal panel as in the third embodiment. May be determined.
[0047]
Next, the corrected display image signal calculation means 17 in the liquid crystal projector 10a determines the level correction amount and generates a corrected display image signal (Step S16). Then, the corrected display image signal generated for the pixel for which the level correction is to be performed is supplied from the corrected display image signal calculating means 17 to the light valve 15, and the pixel for which the level correction is not to be performed is displayed from the control unit 12. The image signal is supplied to the light valve 15 (Step S18). The light valve 15 drives the liquid crystal panel 100 based on the input image signal to display an image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid crystal projector according to a first embodiment.
FIG. 2 shows a schematic configuration of a light valve.
FIG. 3 is an explanatory diagram of color unevenness correction image processing according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of color unevenness correction image processing according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of color unevenness correction image processing according to a second embodiment.
FIG. 6 shows an example of a pixel arrangement of a liquid crystal panel according to a second embodiment.
FIG. 7 schematically shows a relative arrangement example of a liquid crystal panel according to a second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of color unevenness correction image processing according to a third embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating an outline of level correction according to a fourth embodiment.
FIG. 10 shows a schematic configuration of a liquid crystal projector according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a flowchart of color unevenness correction image processing according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
7 image source, 10 liquid crystal projector, 12 control unit,
13 CPU, 14 program ROM, 15 light valve,
16 frame memory, 17 correction display image signal calculation means

Claims (10)

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。
In a color shading correction image processing device mounted on a projection type image display device including a display control unit,
Input means for receiving source image data composed of image data of each color of RGB;
A gradation value allocating unit for allocating two different types of allocated gradation values to the pixels constituting the image data for each of the RGB image data, in accordance with the gradation values of the pixels;
A pixel conversion unit configured to convert each of the pixels into a combination pixel in which a plurality of pixels having the two different assigned gradation values are arranged adjacent to each other;
An output unit that outputs display image data of each of the RGB colors composed of the combination pixels to the display control unit.
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。The tone value assigning means assigns, for each pixel, a first assigned tone value larger than the tone value of the pixel and a second assigned tone value smaller than the tone value of the pixel. The color non-uniformity correction image processing apparatus according to claim 1. 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。3. The color unevenness correction image processing apparatus according to claim 2, wherein a half of a sum of the first assigned tone value and the second assigned tone value is equal to a tone value of the pixel. . 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。The color unevenness correction image processing apparatus according to claim 2, wherein the gradation value allocating unit determines the allocated gradation value based on a display characteristic of an electro-optical panel used in the display control unit. . 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。The pixel conversion means includes a combination pixel including a total of four pixels in which two pixels having the first assigned gradation value and two pixels having the second assigned gradation value are arranged diagonally. The color unevenness correction image processing apparatus according to claim 2, wherein the image is generated. 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。
An uneven color correction image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A display control unit that combines light that has passed through the electro-optical panel for each color of RGB that is driven according to the display image data of each color of RGB and projects the light on a screen,
Among the electro-optical panels for each of the RGB colors, the electro-optical panel for one specific color is shifted by half a pixel in the vertical direction and / or the horizontal direction relative to the electro-optical panel for the other two colors. A projection-type image display device, wherein the projection-type image display device is arranged at a position where the image is displayed.
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。7. The projection type image display device according to claim 6, wherein the specific one color is green. 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。
An uneven color correction image processing apparatus according to any one of claims 2 to 5,
A display control unit that combines light that has passed through the electro-optical panel for each color of RGB that is driven according to the display image data of each color of RGB and projects the light on a screen,
The display control unit includes a driving unit that drives the electro-optical panel with a driving signal according to the display image data,
The driving unit is configured to control a rising edge of a driving signal corresponding to a pixel having an assigned gradation value having a larger difference from a gradation value of a pixel before conversion among pixels included in each combination pixel in the display image data. A projection-type image display device, which performs a level correction for increasing a time level.
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。
In the color unevenness correction image processing method executed in the projection type image display device including the display control unit,
An input step of receiving source image data composed of image data of RGB colors;
A gradation value allocating step of allocating two different types of allocated gradation values to the respective pixels constituting the image data for the image data of each of the RGB colors, according to the gradation values of the pixels;
A pixel conversion step of converting each of the pixels into a combination pixel in which a plurality of pixels having the two different assigned gradation values are arranged adjacent to each other;
An output step of outputting display image data of each of the RGB colors composed of the combination pixels to the display control unit.
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。
A color non-uniformity correction image processing program executed by a computer mounted on a projection-type image display device including a display control unit,
Input means for receiving source image data composed of image data of each of RGB colors;
A gradation value allocating unit for allocating two different types of allocated gradation values to the respective pixels constituting the image data for the RGB image data,
A pixel conversion unit configured to convert each of the pixels into a combination pixel in which a plurality of pixels having the two different assigned gradation values are arranged adjacent to each other;
A color non-uniformity correction image processing program that causes the computer to function as output means for outputting display image data of each of the RGB colors composed of the combination pixels to the display control unit.
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