JP2001092437A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調の補正を行う際に、補正中心点と補正領
域を設定して補正をおこなう方式では、補正中心点から
離れている部分では補正がほとんどかからない。また、
補正領域を重複させると、補正のかかりにくい階調が減
るが、重複部分を多くすれば階調方向のデータ数が増え
てしまうという問題がある。 【解決手段】 本発明では、画面上の色むらを補正する
ための、出力補正のデジタルデータを複数階調分、格納
した記憶手段と、前記記憶手段から読み出した前記デジ
タルデータを補間する補間手段と、前記補間したデータ
を映像信号に合成する合成手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像の色むらを補
正する色むら補正装置を備えた画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像表示装置、特に３枚の液晶パネルな
どを用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂを重ねてスクリーンに投射する
ような投射型の画像表示装置においては、パネルの電圧
−透過特性が完全に一致しないために、画像の位置によ
っては意図した色が再現されない、いわゆる色むらが発
生する。

【０００３】その他、色むらの原因には、光学系のＲ、
Ｇ、Ｂ特性の不揃いなど、さまざまある。

【０００４】色むらを補正するための画像表示装置に関
し、以下のような従来例がある。

【０００５】特開平１０−３４１４５１号公報によれ
ば、デジタルデータの加工によって色むらを補正する技
術を記載している。

【０００６】図１２に示す構成において、アナログ映像
入力信号は、Ａ／Ｄ変換回路１２３によってデジタル変
換される。

【０００７】同期信号より補正すべき画素のアドレス
を、画面アドレス生成回路１２１によって生成する。

【０００８】生成されたアドレスを用いて、色むらを補
正するためのデジタル振幅補正データを輝度むら補正メ
モリ１２２から読み出し、該デジタル振幅補正データを
用いて輝度むら補正演算メモリ１２５においてデジタル
映像信号を補正する。

【０００９】以上の動作により各画素の色むらを補正す
る。

【００１０】さらに、補正データ量を小さくするため
に、表示画素数より少ない補正データを持って、補正デ
ータのない画素に対しては補正データの補間によって補
正をおこなう方法も提案されている（例えば、特開平９
−１４６４９６号公報）。

【００１１】ところが、上記したような従来例は、画面
の位置に対する補正はおこなうが、信号の入力レベルに
対しての補正は、一パターンの補正データのゲインを入
力レベルに応じて変化させて処理するようにしているた
め、階調によって色むらの画像上のパターンが違う場合
には、入力階調によっては、色むらが残ってしまうこと
があった。

【００１２】そこで、上記したような階調によって色む
らが残ってしまう問題を改善することができる画像表示
装置には以下のような従来例がある。

【００１３】特開平１１−１１３０１９号公報によれ
ば、画素位置だけでなく入力階調に対して補間をおこな
って、各階調に対応する補正をおこなう技術が記載され
ている。

【００１４】ここでは、当該従来例のうち、階調方向の
補間についてのみ説明する。

【００１５】図１３は階調方向の距離を示す図である。

【００１６】Ｚ１、Ｚ２は補正の及ぶ領域、Ｚｃは補正
中心点で、Ｚｃに補正値Ｃｃを持っている。Ｚａは補正
すべき階調である。この場合Ｚａの補正値はＣｃ＊（Ｚ
ａ−Ｚ１）／（Ｚｃ−Ｚ１）となる。

【００１７】階調と補正量の関係をグラフに示したのが
図１４である。

【００１８】これによると補正量は、階調方向に関し
て、補正中心を頂点とする山形になっており、階調方向
に関して補間して補正をかけることができるとしてい
る。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、階調の
補正を行う際に、前記特開平１１−１１３０１９号公報
で示された装置のように、補正中心点と補正領域を設定
して補正をおこなう方式では、図１４に示す通り、補正
中心点から離れている部分では補正がほとんどかからな
い。

【００２０】また、補正領域を重複させると図１５にあ
るように、補正のかかりにくい階調が減るが、重複部分
を多くすれば階調方向のデータ数が増えてしまうという
問題がある。

【００２１】本発明は、そのような状況に鑑みてなされ
たもので、あらゆる階調で精度よく色むら補正をおこな
うことができるようにするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明はこうした課題を
解決するための手段を提供するものである。

【００２３】上記目的を達成するために、第１の本発明
では、画面上の色むらを補正するための、出力補正のデ
ジタルデータを複数階調分、格納した記憶手段と、前記
記憶手段から読み出した前記デジタルデータを補間する
補間手段と、前記補間したデータを映像信号に合成する
合成手段と、を具備したことを特徴とする。

【００２４】第２の本発明では、出力補正のデジタルデ
ータのゲインを赤色、緑色、青色の各色独立に、あるい
は同時に調整できること、また、補正データの階調ごと
にゲインを設定できることを特徴とする。

【００２５】第３の本発明では、出力補正のデジタルデ
ータのバイアスを赤色、緑色、青色の各色独立に、ある
いは同時に調整できること、また、補正データの階調ご
とにバイアスを設定できることを特徴とする。

【００２６】第４の本発明では、出力補正のデジタルデ
ータのレンジオーバーを防止することを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明による画像表示装置の第一
の実施の形態を図１乃至図４に基づいて以下に説明す
る。

【００２８】図１は、その構成の一例であり、Ａ／Ｄ変
換手段１１、補正データ合成手段１２、アドレス生成手
段１３、３次元補間手段１４、補正データ記憶手段１
５、Ｄ／Ａ変換手段１６から構成されている。

【００２９】以上のように構成された画像表示装置の動
作について説明する。

【００３０】まず、アナログ映像信号がＡ／Ｄ変換手段
１１、同期信号がアドレス生成手段１３に入力される。

【００３１】Ａ／Ｄ変換手段１１の出力は補正データ合
成手段１２と３次元補間手段１４に入力される。

【００３２】一方、入力された同期信号とＡ／Ｄ変換手
段１１の出力信号を元にして、補正すべき画素のアドレ
スをアドレス生成手段１３において生成する。

【００３３】３次元補間手段１４は生成された該アドレ
スを使って、必要な補正データを補正データ記憶手段１
５から読み出した上で補間処理をおこない、該アドレス
用の補正データを作成する。

【００３４】補間処理の内容については後述する。

【００３５】３次元補間手段１４で作成された補正デー
タは補正データ合成手段１２でデジタル映像信号と合成
され、Ｄ／Ａ変換手段１６によってアナログ信号に変換
され、表示素子駆動手段（図示せず）へ出力される。

【００３６】なお、デジタル信号のまま処理できる表示
素子駆動手段の場合はＤ／Ａ変換手段１６を省略しても
よい。

【００３７】また、Ａ／Ｄ変換手段１１と補正データ合
成手段１２の間、Ａ／Ｄ変換手段１１とアドレス生成手
段１３の間の双方にデジタルガンマ補正や、デジタルブ
ライト調整、デジタルゲイン調整などの処理をはさんで
もよい。

【００３８】ここで、補間手段について詳述する。

【００３９】補正データ記憶手段１５には図２に示すよ
うなデータが格納されている。ある階調に関してｍ＊ｎ
個の補正データを持つ。

【００４０】ここで２≦ｍ≦（表示素子の水平方向の画
素数）、２≦ｎ≦（表示素子の垂直方向の画素数）であ
る。このようなデータを複数階調分持っている。

【００４１】アドレス生成手段１３に水平同期信号、垂
直同期信号、Ａ／Ｄ変換手段１１からの出力データが入
力され、３次元（水平、垂直、階調）の、補正される画
素のアドレスが生成される。

【００４２】該アドレスを持つ点Ａと、点Ａの直近の補
正データを持つ点を示したものが図３である。

【００４３】該補正データを持つ点の座標はＸ１、Ｘ
２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２の組み合わせで表すとす
る。

【００４４】補正データは図に示したａ〜ｈで表すとす
る。補正される画素の座標をＡ（ｘ，ｙ，ｚ）とする。

【００４５】水平、垂直、階調の順に補正をかけるとし
て、水平の補間計算をＧ１、垂直の補間計算をＧ２、階
調の補間計算をＧ３で表した場合、例えば補間計算Ｇが
直線補間の場合、 Ｇ１（ａ，ｂ）＝（（ｘ−Ｘ１）＊ｂ＋（Ｘ２−ｘ）＊
ａ）／（Ｘ２−Ｘ１） Ｇ１（ｃ，ｄ）＝（（ｘ−Ｘ１）＊ｄ＋（Ｘ２−ｘ）＊
ｃ）／（Ｘ２−Ｘ１） Ｇ１（ｅ，ｆ）＝（（ｘ−Ｘ１）＊ｆ＋（Ｘ２−ｘ）＊
ｅ）／（Ｘ２−Ｘ１） Ｇ１（ｇ，ｈ）＝（（ｘ−Ｘ１）＊ｈ＋（Ｘ２−ｘ）＊
ｇ）／（Ｘ２−Ｘ１） Ｇ２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（（ｙ−Ｙ１）＊Ｇ１（ａ，
ｂ）＋（Ｙ２−ｙ）＊Ｇ１（ｃ，ｄ））／（Ｙ２−Ｙ
１） Ｇ２（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）＝（（ｙ−Ｙ１）＊Ｇ１（ｅ，
ｆ）＋（Ｙ２−ｙ）＊Ｇ１（ｇ，ｈ））／（Ｙ２−Ｙ
１） Ｇ３（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）＝（（ｚ−Ｚ
１）＊Ｇ２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＋（Ｚ２−ｚ）＊Ｇ２
（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ））／（Ｚ２−Ｚ１） となる。

【００４６】なお、ここでは補間計算の順番を水平、垂
直、階調とした場合の例としたが、式を変更することで
補間計算の順番を変えることは可能である。

【００４７】この補間計算によって、ある画素における
階調方向の補間の様子を図４に示す。

【００４８】ここで、ａは理想的な補正値である。階調
Ｚ１と階調Ｚ２において補正データを持っているとした
場合、特開平１１−１１３０１９号公報による補間方法
では補正値はｂのようになる。

【００４９】本発明の第一の実施形態例による補間方法
では補正量はｃのようになり、理想的な補正量のグラフ
ａに対しては本発明の方がより近くなることがわかる。

【００５０】以上、本発明における第一の実施形態例に
ついて述べたが、図１から図４に図示したものはＲ、
Ｇ、Ｂのうちの一色に関する処理に相当するが、補正は
全ての色にかけてもよいし、いくつかの色にかけてもよ
いことは言うまでもない。

【００５１】本発明による画像表示装置の実施形態の第
二の実施例を図５乃至図７に基づいて以下に説明する。

【００５２】図５は補正データのゲインを変更する部分
のブロック図である。本発明の第一の実施形態例におい
ては補正データ記憶手段１５と３次元補間手段１４は直
結していたが、第二の実施形態例では、図５のように、
ゲイン変更手段５１、入出力テーブル５２、ゲイン数値
設定手段５３、階調認識手段５４が新たに追加される。

【００５３】補正データのゲイン変更動作について説明
する。

【００５４】３次元補間手段１４は補間動作を行うため
に、補間に必要な（水平、垂直、階調）アドレスを持つ
補正データを補正データ記憶手段１５から読み出す要求
を出す。

【００５５】ゲイン変更手段５１は補正データ記憶手段
１５から補正データを受け取り、さらにゲイン数値設定
手段５３からゲイン数値を受け取り、そのゲインに応じ
たテーブルを入出力テーブル５２から選ぶ。

【００５６】テーブルは図６のようにゲインごとの入出
力参照テーブルになっており、ゲイン変更手段５１から
の補正データ入力を、テーブルによって変換して出力す
る。

【００５７】ゲイン変更手段５１はそのようにして変換
された補正データを３次元補間手段１４へ出力すること
によってゲイン変更が達成される。

【００５８】なお、ゲイン数値設定手段５３は各階調で
一定の値でもよいし、３次元補間手段１４から 階調認
識手段５４が受け取って判別した階調ごとにゲイン数値
設定手段５３によってゲイン数値を変更してもよい。

【００５９】このようにして階調ごとのゲイン変更も行
うことができる。ゲイン変更をした場合の水平方向の補
正量の図を図７に示す。

【００６０】また、ゲイン変更手段５１はテーブル参照
型の処理ではなく、補正データとゲインの乗算による処
理を行ってもよい。

【００６１】本発明による画像表示装置の第三の実施の
形態を図８乃至図９に基づいて以下に説明する。

【００６２】図８は補正データのバイアスを変更する部
分のブロック図である。

【００６３】本発明の第一の実施の形態においては補正
データ記憶手段１５と３次元補間手段１４は直結してい
たが、第三の実施の形態では、図８のように、バイアス
変更手段８１、バイアス値設定手段８３、階調認識手段
５４が新たに追加される。

【００６４】補正データのバイアス変更動作について説
明する。３次元補間手段１４は補間動作を行うために、
補間に必要な（水平、垂直、階調）アドレスを持つ補正
データを補正データ記憶手段１５から読み出す要求を出
す。

【００６５】バイアス変更手段８１は補正データ記憶手
段１５から補正データを受け取り、さらにバイアス値設
定手段８３からバイアス数値を受け取り、そのバイアス
に応じて加算または減算を行う。

【００６６】バイアス変更手段８１はそのようにして変
換された補正データを３次元補間手段１４へ出力するこ
とによってバイアス変更が達成される。

【００６７】なお、バイアス値設定手段８３は各階調で
一定の値でもよいし、３次元補間手段１４から階調認識
手段５４が受け取って判別した階調ごとにバイアス値設
定手段８３によってバイアス数値を変更してもよい。

【００６８】このようにして階調ごとのバイアス変更も
行うことができる。

【００６９】バイアス変更をした場合の水平方向の補正
量の図を図９に示す。

【００７０】また、バイアス変更手段８１は加算あるい
は減算の処理ではなく、テーブル参照型による処理を行
ってもよい。

【００７１】本発明による画像表示装置の第四の実施の
形態を図１０乃至図１１に基づいて以下に説明する。

【００７２】ここでは、バイアス変更時にリミッタをか
ける場合について説明する。

【００７３】図１０は補正データのバイアスを変更する
部分のブロック図である。

【００７４】本発明の第三の実施の形態においては補正
データ記憶手段１５と バイアス変更手段８１は直結し
ていたが、第四の実施の形態では、図１０のように、リ
ミッタ手段１０１が新たに追加される。

【００７５】バイアス値設定手段８３で設定されるバイ
アスの値によっては バイアス変更手段８１の計算で図
１１（ａ）のようにオーバーレンジを起こすことがあり
うる。

【００７６】そこで バイアス値設定手段８３から得ら
れるバイアス値に応じてリミッタ手段１０１が一定以上
の値、一定以下の値の場合にはバイアス変更手段８１の
計算でオーバーレンジにならないように図１１（ｂ）の
ように入力を制限するようにする。

【００７７】これによって、出力補正のデジタルデータ
のレンジオーバーを防止することができる。

【００７８】

【発明の効果】上記にて説明された本発明により以下の
効果がもたらされる。

【００７９】本願請求項１に記載の発明に係る画像表示
装置は、上述したような構成としているので、あらゆる
階調で精度よく色むらを補正することが可能となる。

【００８０】本願請求項２に記載の発明に係る画像表示
装置は、上述したような構成としているので、出力補正
のデジタルデータのゲインを赤色、緑色、青色の各色独
立に、あるいは同時に調整できること、また、補正デー
タの階調ごとにゲインを設定することが可能となる。

【００８１】本願請求項３に記載の発明に係る画像表示
装置は、上述したような構成としているので、出力補正
のデジタルデータのバイアスを赤色、緑色、青色の各色
独立に、あるいは同時に調整できること、また、補正デ
ータの階調ごとにバイアスを設定することが可能とな
る。

【００８２】本願請求項４に記載の発明に係る画像表示
装置は、上述したような構成としているので、出力補正
のデジタルデータのレンジオーバーを防止することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像表示装置の第一の実施の形態
を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明による画像表示装置の第一の実施の形態
における、補正データの格納の様子を示す図である。

【図３】本発明による画像表示装置の第一の実施の形態
における、補正される画素と、直近の補正データを示す
図である。

【図４】本発明による画像表示装置の第一の実施の形態
における、階調方向の補間の効果を示すグラフである。

【図５】本発明による画像表示装置の第二の実施の形態
における、ゲイン変更部分を示す機能ブロック図であ
る。

【図６】本発明による画像表示装置の第二の実施の形態
における、ゲイン変更のための入出力テーブルを示す表
である。

【図７】本発明による画像表示装置の第二の実施の形態
における、ゲイン変更の効果を示すグラフである。

【図８】本発明による画像表示装置の第三の実施の形態
における、バイアス変更部分を示す機能ブロック図であ
る。

【図９】本発明による画像表示装置の第三の実施の形態
における、バイアス変更の効果を示すグラフである。

【図１０】本発明による画像表示装置の第四の実施の形
態における、リミッタ部分を示す機能ブロック図であ
る。

【図１１】本発明による画像表示装置の第四の実施の形
態における、リミッタによる計算結果を示す表である。

【図１２】色むらをデジタルデータによって補正する従
来例を示す機能ブロック図である。

【図１３】従来例における階調の距離計算を示す図であ
る。

【図１４】従来例における階調の補間計算の効果を示す
グラフである。

【図１５】従来例における階調の補間計算の効果を示す
グラフである。

【符号の説明】

１１ Ａ／Ｄ変換手段 １２ 補正データ合成手段 １３ アドレス生成手段 １４ ３次元補間手段 １５ 補正データ記憶手段 １６ Ｄ／Ａ変換手段 ５１ ゲイン変更手段 ５２ 入出力テーブル ５３ ゲイン数値設定手段 ５４ 階調認識手段 ８１ バイアス変更手段 ８３ バイアス値設定手段 １０１ リミッタ手段 １２１ 画面アドレス生成回路 １２２ 輝度むら補正メモリ １２３ Ａ／Ｄ変換回路 １２５ 輝度むら補正演算メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面上の色むらを補正するための、出力
   補正のデジタルデータを複数階調分、格納した記憶手段
   と、 前記記憶手段から読み出した前記デジタルデータを補間
   する補間手段と、 前記補間したデータを映像信号に合成する合成手段と、
   を具備したことを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像表示装置において、
   出力補正のデジタルデータのゲインを赤色、緑色、青色
   の各色独立に、あるいは同時に調整できること、また、
   補正データの階調ごとにゲインを設定できることを特徴
   とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像表示装置において、
   出力補正のデジタルデータのバイアスを赤色、緑色、青
   色の各色独立に、あるいは同時に調整できること、ま
   た、補正データの階調ごとにバイアスを設定できること
   を特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の画像表示装置にお
   いて、出力補正のデジタルデータのレンジオーバーを防
   止することを特徴とする画像表示装置。