JP2004015471A

JP2004015471A - プロジェクタ装置及びそのガンマ調整方法

Info

Publication number: JP2004015471A
Application number: JP2002166741A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamaguchi; 山口　貴幸; Satoru Otomo; 大伴　知; Toshiyuki Kimoto; 木本　敏幸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】単面のプロジェクタ装置、および、マルチスクリーン表示装置において、測定器具を使用せずに精度の高いガンマ調整を行う。
【解決手段】任意に選択することが可能な２つの輝度をそれぞれ持つ図形２１、２２で構成されており、この２つの図形の面積比が図形２０中において１：１であることにより、遠方から観測した場合、図形２１と図形２２の持つ輝度の中間の輝度に錯視される図形２０を参照し、図形２０に隣接した図形１９の輝度を目視で調整するガンマ調整方法である。さらに、このガンマ調整方法では、図形２１もしくは図形２２に同調整方法によってすでに調整済みの輝度を、輝度調整の基準となる図形に用いることにより、複数の階調の調整を行う。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は拡大した画像を投射するプロジェクタ装置に係り、特に、測定器具を使用せずにプロジェクタ装置のガンマ調整を精度良く行うことができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像表示デバイスとして主流であるＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）では、映像入力信号レベルに対する表示映像の明るさは非線形特性を有している。
図１は表示装置のガンマ特性を説明するための特性図であり、横軸は映像入力信号レベル、縦軸は表示映像の明るさを示す。図１（ａ）はＣＲＴ固有の映像信号に対する明るさの非線形特性を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の非線形特性を補正するための非線形特性を示し、図１（ｃ）は映像信号に対する明るさが直線になるように補正された場合の特性を示す特性図である。
ＣＲＴの映像入力信号レベルに対する表示映像の明るさは、図１（ａ）に示すような非線形特性を有している。そのため、ＣＲＴを用いている一般的なＴＶ受像機においては、表示映像の明るさに図１（ｃ）に示すような線形特性を持たせるために、図１（ａ）に示す非線形特性を打ち消す図１（ｂ）に示す逆の特性を放送局から送信される映像信号やＶＴＲからの映像信号に付加させている。図１（ａ）に示すような特性をガンマ特性、図１（ｂ）に示すような特性を逆ガンマ特性と呼ぶ。
【０００３】
近年になり、プロジェクタ装置に用いられる映像表示デバイスの主流は、焼きつきがなく、導入コストが低い等の理由により、ＣＲＴから液晶表示デバイスに移行している。しかし、液晶表示デバイスが持っている映像入力信号レベルに対する表示映像の明るさの特性は、ＣＲＴとは異なった概形の非線形特性である。そのため、図１（ｂ）に示すな逆ガンマ特性を有している放送局からの映像信号やＶＴＲからの映像信号を受信し、表示映像の明るさに図１（ｃ）のような線形特性を持たせるためには、液晶表示デバイスに、液晶表示デバイス自身の持つＣＲＴとは異なった概形の非線形特性の補正特性も含み、かつ図１（ａ）のような映像入力信号レベル対輝度の入出力特性を示すガンマ特性を持たせる必要がある。そこで、液晶表示デバイスの制御部にガンマ特性調整回路を設けて調整を行い、液晶表示デバイスに対して、電気的にガンマ特性を持たせている。このような調整を、ガンマ調整と呼び、この調整の対象となる変数である液晶表示デバイスに印加する電圧のディジタル値をガンマ補正値と呼ぶ。液晶表示デバイスに印加する電圧は、通常用いられるノ−マリ−ホワイトモ−ドの液晶表示デバイスでは増加させると表示映像は暗く、減少させると明るくなるが、これは感覚的に理解しづらいため、ガンマ補正値を増加させることで表示映像を明るく、減少させると表示映像を暗くなるように、ガンマ特性調整回路内部で変換している。また、この調整されたガンマ補正値を用いて入力映像信号に補正を行うことをガンマ補正と呼ぶ。
【０００４】
このガンマ調に関する従来の手法を、図２を用いて説明する。
図２は表示映像の明るさを階段状に示したグレースケールの平面図である。従来の手法では、ガンマ調整を行うにあたり、プロジェクタ装置にグレースケールと呼ばれる表示映像の明るさを階段状に表現する図２に示すような図形を表示させ、紙に印刷した目標となるガンマ特性を有するグレースケールを参照し、その目標となるガンマ特性を有するグレースケール上の、ある所定の階段図形の輝度と、プロジェクタ装置に表示させているグレースケール上の、前記所定の階段図形が示す輝度が目視で一致するように調整を行っている。
このガンマ調整は、複数のプロジェクタ装置と複数のスクリーンを配置したマルチスクリーン表示装置でも同様に行なわれていた。
図３は複数のプロジェクタ装置と複数のスクリーンを配置したマルチスクリーン表示装置の概略図である。図３に示すように複数のプロジェクタ装置１ａ〜１ｄと複数のスクリーン２ａ〜２ｄを配置し、複数のスクリーン２ａ〜２ｄで１つの映像表示領域を構成して画像情報を提供するマルチスクリーン表示装置でも同様に行われる。プロジェクタ装置１ａ〜１ｄの各々について、別途用意した目標となるガンマ特性を有するグレースケールを参照して目視によりガンマ調整を行い、さらに、マルチスクリーン表示装置全体で映像の明るさに一体感が生まれるように、各スクリーン２ａ〜２ｄに表示される映像の明るさの調整を行っている。
【０００５】
図４は従来の液晶表示デバイスを有するプロジェクタ装置を用いたプロジェクタの概略の構成を示すブロック図である。プロジェクタ装置４０で用いられている液晶表示デバイスは、３板式透過型液晶パネルと呼ばれるものである。また、図４のプロジェクタ装置４０は、内部信号制御部１３、外部信号制御部１４を有し、内部信号と外部信号の２系統の映像信号は切替部１２で切り替えられる。内部信号制御部１３では、内蔵する表示パターン映像信号生成部１５で生成された図２で表されるようなグレースケールをデジタルデータとして切替部１２へ出力する。また、外部制御信号部１４では、外部から入力される外部入力アナログ信号１８を内蔵するＡ／Ｄコンバータ１６を用いてデジタルデータに変換し、切替部１２へ出力する。切替部１２で内部信号が選択された場合は、内部信号制御部１３より出力された映像信号がガンマ補正値制御部１１でガンマ補正が行われる。切替部１２で外部信号が選択された場合は、外部信号制御部１４により出力された映像信号がガンマ補正値制御部１１でガンマ補正され、液晶パネル制御部９に入力される。
【０００６】
この液晶パネル制御部９はＲ液晶パネル４ａ、Ｇ液晶パネル４ｂ、Ｂ液晶パネル４ｃをそれぞれ駆動し、３板式透過型液晶パネル部４を透過する光源３からの光を、映像信号で変化させる光変調を行う。スクリーン５に表示される映像の明るさは、Ａ／Ｄコンバータ１６がアナログデータを８ｂｉｔでデジタルデータに変換することができる場合、２５６階調で表現される。
また、ガンマ補正値制御部１１は調整者が扱えるリモート制御部８と接続されている。調整者は、以下の手順でガンマ調整を行う。
（１）調整者（ユーザー）による指示で調整モードに入る。
（２）内部信号（グレ−スケ−ル）が出力されるように切替部１２の入力切替を行う。ガンマ補正値制御部１１はガンマ補正値記憶部１０に記憶されているガンマ補正値を用いてガンマ補正を行い、図２に示すようなグレースケール６をスクリーン５上に出力させる。
（３）紙に印刷した基準となるガンマスケールとの比較を目視で行う。
（４）リモ−ト制御部８を介してガンマ補正値制御部１１を制御し、ガンマ補正値を増減させ、基準となるガンマスケールと一致するように調整する。
以上の手順により、調整されたガンマ補正値は直ちにガンマ補正値記憶部１０に記憶される。
【０００７】
ガンマ補正値記憶部１０には、ガンマ調整により、下記表１で示されるようなガンマ補正値が表示映像の明るさの階調毎に独立して記憶されている。
【０００８】
【表１】

この表１では、Ａ／Ｄコンバータ１６が８ｂｉｔでデジタルデータに変換することができるものとし、それに追従するように２５６階調の各階調がそれぞれガンマ補正値、すなわち、各階調値に対する所定のガンマ特性に調整された輝度値を持っている。
また、プロジェクタ装置の動作に係わるこれらすべての電気回路は、マイコン１７と、その内部組込ソフトウエアによって制御されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す従来のプロジェクタ装置においては、調整者がリモート制御部８を用い、スクリーン５に表示されるグレースケール６を目視しながら、グレースケール６が別途用意した目標となるグレースケールと一致するようにガンマ補正値を変化させることで表示映像の明るさ（以下、輝度）を増減させ、調整を行っていた。しかしながら、この調整方法は各階調の調整をそれぞれ行うため時間がかかり、また、目視で行っているため調整者の熟練度に調整結果が大きく左右されることになる。さらに図３に示すような複数のプロジェクタ装置１ｉ（ｉは複数のプロジェクタ装置を区別する添字）をマトリクス状に配置し、複数のスクリーン２ｉ（プロジェクタ装置１ｉに対応するスクリ−ン）で一つの映像表示領域を構成し画像情報を提供するマルチスクリーン表示装置においては、マルチスクリーン表示装置全体で表示映像の一体感を持たせるため、複数のスクリーン２ｉに表示される輝度を揃える必要があるため、さらに調整に時間が必要であった。しかし、その長時間の調整をもってしても、マルチスクリーン表示装置全体として、表示映像の輝度が十分に揃っている結果を得ることができてはいない。そこで、輝度計等の測定器具を用いて、各階調の輝度を測定して調整を行う方法も存在するが、これは調整を行うまでの装置の設置等、準備が煩雑であり、かつ、目視による調整よりさらに時間が必要であった。
【００１０】
そこで、特開平１１−２５２５８９号公報には、ある図形を画面上に表示させ、肉眼で観測し、正確なガンマ調整を容易に行う方法が開示されているが、これは予め指定された１階調での調整を行うものであり、正確な調整を行えるとは言えない。
【００１１】
本発明の目的は、上記した課題を解決し、測定器具を使用せず、複数の階調を調整するガンマ調整を行うことが可能なプロジェクタ装置及びプロジェクタ装置のガンマ調整技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、複数のプロジェクタ装置によって構成されるマルチスクリーン表示装置全体においてのガンマ調整も行うことが可能なプロジェクタ装置のガンマ調整技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、第１の発明では、プロジェクタ装置のガンマ調整方法は、所定の面積を有し、輝度を校正するための第１の図形と、相異なる輝度を表し、所定の面積を有する第２の図形と第３の図形とが交互に配置されており、所定ガンマ値のガンマ特性に対応した１つの平均輝度を示す基準用の第４の図形とを隣接して配置したガンマ調整用パターンをプロジェクタ装置のスクリ−ンに表示するステップと、該第２の図形の輝度として前回に輝度校正された該第１の図形の輝度を設定し、該第３の図形の輝度として予め定められた所定の黒輝度を設定するステップと、該第４の図形の平均輝度と今回輝度校正対象である該第１の図形の輝度とが目視で等しくなるように該第１の図形の輝度を調整するステップとを備える。
【００１３】
第２の発明では、第１の発明において、該ステップの各々を逐次所定回数繰り返してガンマ調整するステップと、該所定のガンマ値と該逐次繰り返えして行うガンマ調整の調整回数とを任意に決定できるステップとを備える。
【００１４】
第３の発明では、第１の発明において、該交互に配置された該第２の図形と該第３の図形が該スクリ−ンの縦方向に配列されたストライプ状である。
【００１５】
第４の発明では、マルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法は、複数のプロジェクタ装置のスクリ−ンをマトリックス状に配置し、該スクリ−ン全体で１つの画面を構成するマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法であって、第１乃至３のいずれかの発明に記載のプロジェクタ装置のガンマ調整方法で複数の該プロジェクタ装置のガンマ特性を各々調整するステップと、各該プロジェクタ装置の最大表示輝度を各該プロジェクタ装置のスクリ−ン上に表示し、最も低い輝度を示すプロジェクタ装置の最大表示輝度を該マルチスクリ−ン表示装置の最大表示輝度Ｙｓｍａｘとするステップと、次に、最も低い輝度を示すプロジェクタ装置を除く各プロジェクタ装置で該最大表示輝度Ｙｓｍａｘと等しくなるように輝度を調整するステップと、該最大表示輝度Ｙｓｍａｘと等しくなる映像信号レベルＰＬｓｍａｘを第１乃至３のいずれかに記載の発明で調整した該ガンマ特性から算出し、該映像信号レベルＰＬｓｍａｘを新たな映像信号の最大レベルとして該ガンマ特性を補正するステップとを備え、マルチスクリ−ン表示装置を構成する各該プロジェクタ装置間の輝度のバタツキを低減するようにする。
【００１６】
第５の発明では、請求項４記載のマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法において、該プロジェクタ装置の映像信号がディジタル映像信号であって、該ディジタル映像信号の最大階調値をＤＬｍａｘとし、該映像信号のレベルＰＬｓｍａｘに対応する該ディジタル映像信号の階調値をＤＬｓｍａｘとする時、該ガンマ特性の補正とは、
【００１７】
【数２】

ｘ’＝ｘ×（ＤＬｍａｘ／ＤＬｓｍａｘ）・・・（数２）
ただし、ｘは任意の階調値、ｙは該プロジェクタ装置の表示し得る映像信号の最大階調値の輝度を１として規格化されガンマ特性のｘ階調値の輝度、ｚはガンマ値、
である上記（数１）と（数２）の両式を満足するように新たな階調値ｘ’と輝度ｙとの関係式であるガンマ特性を定める。
【００１８】
第６の発明では、プロジェクタ装置は、所定の面積を有し、輝度を校正するための第１の図形と、相異なる輝度を表し、所定の面積を有する第２の図形と第３の図形とが交互に配置されており、所定ガンマ値のガンマ特性に対応した１つの平均輝度を示す基準用の第４の図形とを隣接して配置し、該第２の図形の輝度として前回に輝度校正された該第１の図形の輝度を設定し、該第３の図形の輝度として予め定められた所定の黒輝度を設定するたガンマ調整用パターンを生成するパターン映像信号生成部と、該パターン映像信号生成部で生成された該ガンマ調整用パターンをスクリーンに表示する手段と、該第４の図形の平均輝度と今回輝度校正対象である該第１の図形の輝度とが目視で等しくなるように該第１の図形の輝度を調整するガンマ補正値制御部とを備える。
【００１９】
第７の発明では、第６の発明において、該ガンマ補正値制御部から得られた補正されたガンマ補正値を記憶する記憶部を備える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について実施例を用い、図を参照して説明する。
図５は本発明によるガンマ調整用パターンの一実施例を示す平面図であり、ガンマ調整用パターン５１はガンマ調整が行われる図形１９と、この図形に隣接して配置されたガンマ調整用の基準図形２０が示されている。図５において、図形１９はガンマ補正値を校正するための校正対象となる図形であり、輝度が校正される。図形２０は校正対象の図形１９を校正調整するために用いられる基準図形であり、図形１９に図５のように隣接して配置されている。図形２０は縦ストライプ状の図形であり、輝度が異なるくし型の図形２１及び図形２２が交互に配列されている。図形２２の輝度としては、以下の実施形態では最低輝度を用いる。
【００２１】
図６は本発明によるガンマ調整方法の処理手順の一実施例を示すフローチャートである。
図７は本発明による液晶表示デバイスを有するプロジェクタ装置を用いたプロジェクタの一実施例を示す概略のブロック図である。
図４に示す従来の液晶デバイスを用いたプロジェクタ装置４０と図７に示すプロジェクタ装置７１の相違点は、スクリーン５上に、図５で示されるような、ガンマ調整用パターン５１が投射される。ガンマ調整用パターン５１では、校正対象の図形１９とこの図形を校正調整するための基準図形２０とが隣接して例えば上下に配置された図形となっており、スクリーン５にガンマ調整用パターン５１が表示されている。
【００２２】
本実施例によるガンマ調整では、表示された縦ストライプ状の輝度が異なる図形２１と図形２２からなる図形２０の平均輝度と図形１９の輝度が目視で一致するように図形１９の輝度を調整して図形１９の輝度を校正する。即ち、ガンマ補正値の校正を行う。そして、第１ステップの校正がおわると、校正された図１９の輝度値を図形２１に設定し、新たな図形２０の平均輝度と新たな図形１９の輝度がひとしくなるように校正する第２ステップを行う。以下、同様なステップを逐次繰り返し、ガンマ補正値の精度を向上させる。
【００２３】
図７において、上記した図形１９と図形２０とからなるガンマ補正用パターン５１がスクリ−ン上に投射される。１５ａは図５で示すガンマ調整用パターン５１を生成する表示パターン映像信号生成部、１３ａは内蔵する表示パターン映像信号生成部１５ａで生成された図５で示されるようなガンマ補正用パターン信号を切替部１２へ出力する内部信号制御部である。１７ａはマイコンで、プロジェクタ装置７１の映像表示に係わる回路すべてを制御するものであり、マイコン１７と比較して、内部信号制御部１３ａの制御に係わる内部組込ソフトウエアが異なる。なお、図７において、図４に同一な部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
ところで、ガンマ値とは、プロジェクタ装置の表示し得る最大階調値の輝度を１とした時の各階調と輝度の関係を表す（数１）のｚである。
【００２５】
【数３】

ここで、ｘは映像信号の任意の階調値、ｙはプロジェクタ装置の表示し得る映像信号の最大階調値の輝度を１として規格化されたｘ階調値の輝度を示す。なお、（数１）で示されるガンマ特性を以下規格化されたガンマ特性と称する。
【００２６】
また、（数１）の表す規格化されたガンマ特性であるｘとｙの関係の概略図を図８、図９に示す。
図８は（数１）の表す規格化されたガンマ特性である階調値ｘと輝度ｙの関係を示す特性図である。
図９は（数１）の表す規格化されたガンマ特性である階調値ｘと輝度ｙの関係を示す特性図である。
図８及び図９において、横軸は入力信号のディジタルの階調値ｘを、縦軸は輝度ｙを表す。
図８、図９において、２３ａ、２３ｂはプロジェクタ装置の表示し得る最大階調値とその輝度を、２４ａ、２４ｂはプロジェクタの表示し得る最小階調値とその輝度を、２５ａ、２５ｂはプロジェクタ装置の表示し得る最大輝度に対する１／２の輝度をもつ階調値とその輝度を示す。また、図９において、２６ａ、２６ｂはプロジェクタ装置の表示し得る最大輝度に対する１／４の輝度をもつ階調値とその輝度を示す。
【００２７】
ここで、プロジェクタ装置は２５６階調の輝度表現が可能なものであり、ガンマ値ｚがテレビ局から送信される映像信号のガンマ値である２．２であるとすると、（数１）において最大階調値＝２５５、ｚ＝２．２となり、階調値と輝度の対応を示す概略図は図１０のようになる。
図１０は最大階調値が２５５、ガンマ値が２．２の場合の規格化されたガンマ特性図である。図において、横軸は階調値ｘを、縦軸は最大輝度を１として規格化された輝度ｙを示す。
図８、図９と図１０特性を比較すると、図９（図８）と図１０の階調値ｘと輝度ｙとの対応関係は（２３ａ，２３ｂ）＝（２５５，１．００）であり、（２５ａ，２５ｂ）＝（１８６，０．５０）、（２６ａ，２６ｂ）＝（１３６，０．２５）、（２４ａ，２４ｂ）＝（０，０）である。
【００２８】
以下、順を追って、図５、図７、図８、図９及び図１０を参照しながら図６を用いて校正の調整手順を説明する。
まず、調整を行うにあたり、ステップ６１で、調整者はリモート制御部８を用い、ガンマ補正値制御部１１に、ガンマ値ｚと（数２）に示す調整回数Ｎを決定する。調整回数Ｎは前記したガンマ校正調整の逐次ステップの総回数を示すものである。
【００２９】
【数４】

但し、ｎ＝１，２，３，…Ｎである。
ここで、ｎは前記したガンマ校正調整の逐次ステップが最初から数えて何回目であるかを示すものである。従って、ｎの最大値は調整回数Ｎに等しくなる。
【００３０】
この調整回数Ｎについて、図１０に示す例を用いて説明すると、Ｎ＝１である場合、輝度ｙが１／２となる階調値ｘ＝１８６の１回のみ調整するものであり、Ｎ＝２の場合は、輝度ｙが１／２となる階調値ｘ＝１８６と輝度ｙが１／４となる階調値１３６の２回の調整を行うものである。放送局から送信される映像信号やＶＴＲからの映像信号のガンマ値は一般的に２．２であるが、他のガンマ値をもつ映像信号も存在するため、このガンマ値は任意に設定することが可能である。
また、調整を行っていない階調のガンマ補正値は、調整を行った階調のガンマ補正値をもとに補間式により演算で求めるため、調整回数Ｎを増加させることで正確な調整を行うことが可能になるが、その分、調整に時間がかかる。
【００３１】
次に、ステップ６２において、プロジェクタ装置の持つ最大階調値２３ａの輝度２３ｂをＲ、Ｇ、Ｂ共ともに表示させ、Ｒ、Ｇ、Ｂの輝度を変化させ、本調整の基準となる最大階調値２３ａでの「白バランス」を決定する。本調整手法はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを独立で行うため、ステップ６３では、調整を行う色を調整者が決定する。そして、ステップ６４で、校正調整が一回目であることを示すためにｎ＝１とし、図５に示すガンマ調整用パターン５１を表示パターン映像信号生成部１５ａで生成し、図７のスクリーン５に投射する。
ここで、図５に示すガンマ調整用パターン５１を９０°回転させ、図形２１と図形２２とが横方向のストライプになるように配置すると、液晶パネルの特性上、幅の狭い横のラインを繰り返し表示させるとフリッカを引き起こす可能性があるため、ガンマ調整用の基準図形２０に、幅が１ドットの縦のライン（ストライプ）を持つ図形を採用し、輝度の異なる図形２１と２２を交互に配置している。また、図形２１と図形２２は異なる輝度を持っており、これら図形２１と図形２２は図形２０中において面積比が１：１であり、それぞれ幅１ドットの縦線であるため、スクリーン遠方からこの図形２０を観測すると、図形２１の輝度と図形２２の輝度との中間の輝度に錯視される。この肉眼の特性を利用し、図形２１にプロジェクタ装置が表示し得る最大階調値２３ａの輝度２３ｂ、図形２２にプロジェクタ装置が表示し得る最小階調値２４ａの輝度２４ｂを表示させることにより、最小階調値２４ａは０、輝度２４ｂは０ｃｄ／ｍ^２であるため、プロジェクタ装置における最大輝度２３ｂに対して１／２となる輝度２５ｂを図形２０上に擬似的に表示させることができる。なお、この図形２１と図形２２の平均輝度である図形２０の輝度と図形１９の輝度が一致すれば図形１９の輝度は校正されたことになる。
【００３２】
ここで、２５ａの値は、数１より次式で求めることが可能である。
【００３３】
【数５】

そこで、図形１９の階調値を数３で算出した２５ａ、図形２１の輝度を最大輝度の２３ｂ、図形２２の輝度を最小輝度の２４ｂとし、ステップ６５で図形１９の輝度２５ｂが図形２０の輝度と同じであるか判定する。Ｙｅｓならステップ６７に移行し、もし、Ｎｏで同一でないと判定される場合には、ステップ６６に移行する。調整者がリモート制御部８を用いてガンマ補正値制御部１１を操作し、ガンマ補正値記憶部１０に記憶されているガンマ補正値テーブル表１の階調値２５ａに対応するガンマ補正値を変更させることで、輝度２５ｂを変更し、図形１９と図形２０が同輝度と観測されるようにする。これで、階調値２５ａの調整を終了し、ステップ６７に移行する。
ステップ６７では、ステップ６１で設定した調整回数Ｎと校正調整が何回目であるかを示すｎとが等しいか判定する。Ｙｅｓならステップ６８に移行し、Ｎｏであればステップ６９でｎ＝ｎ＋１としてステップ６５へ移行する。
ステップ６５では、今回は図形２１に前回の調整の終了した階調値２５ａの輝度２５ｂを、図形２２に階調２４ａの輝度２４ｂ＝０ｃｄ／ｍ^２を表示させることにより、プロジェクタ装置における、階調値２５ａの校正調整済輝度２５ｂに対して１／２となる輝度２６ｂをスクリーン５上の図形２０に擬似的に表示することができる。
ここで、階調値２６ａの輝度２６ｂは、階調値２３ａの輝度２３ｂの（１／２）×（１／２）倍になるため、
【００３４】
【数６】

の関係が成立する。しかる後、図形１９の階調値を数４で算出した２６ａとして、ガンマ補正値の変更を上記と同様におこなう。
このように、ｎ−１番目に行った調整結果を用いて、ｎ番目の階調の調整を行う。これらの操作をｎ＝調整回数Ｎとなるまで逐次繰り返す。
これらの調整結果を表１に示すガンマ補正値記憶部１０中のガンマ補正値テーブル表に上書きする。
【００３５】
ここで、例として、プロジェクタ装置の持つ最大階調値２３ａが２５５、調整回数Ｎ＝４であるとすると、調整の順序は表２、図１０のようになる。
【００３６】
【表２】

表２はプロジェクタ装置の表示することができる表示映像の明るさの最大階調値が２５５、調整者の決定した調整回数が４であるときの、図形１９、２１、２２に表示させる階調値を示す。
図１０に示すように、より、１回目の調整で行った階調値ｘ１の輝度を、２回目の調整時基準図形２０における図形２１の輝度に用い、２回目の調整で行った階調値ｘ２の輝度を、３回目における調整時基準図形２０の図形２１の輝度に用いる。そして、３回目の調整で行った階調値ｘ３の輝度を、４回目における調整時基準図形２０の図形２１の輝度に用いる。その後、実際に調整を行った階調値以外の階調のガンマ補正値は、調整を行ったガンマ補正値を用いて補間式により演算で求める。
【００３７】
ステップ６７で、Ｎ＝ｎとなったら、１色の調整が終了となる。その後、ステップ６８で残りの２色についても同様にステップ６４からステップ６７の調整を行う。以上で、単面のプロジェクタ装置のガンマ調整は終了となる。
このようにプロジェクタ装置のガンマ調整を行うことで、測定器具を使用せずに、複数の階調を調整することができ、精度の高いガンマ特性を得ることができる。
【００３８】
次に、上記調整終了後のプロジェクタ装置を用いて、図３に示すようなマルチスクリーン表示装置に本調整手法を適用した実施例について図３、図１１、図１２を用いて説明する。
図１１はマルチスクリーン表示装置において、各プロジェクタ装置のガンマ調整後、プロジェクタ装置の表示し得る表示映像の明るさにおける最大階調値の輝度を変化させた時の、各階調における補正値の最決定を示す特性図であり、横軸に階調値ｘを、縦軸に規格化された輝度ｙを示す。
なお、この図１１において、３０は図１０で示したガンマ値が２．２，最大階調値が２５５の時の規格化されたガンマ特性曲線であり、３１は後述する補正されたガンマ特性曲線である。
図１２はマルチスクリーン表示装置のガンマ調整処理動作の一実施例を示すフローチャートである。
【００３９】
図１２において、マルチスクリ−ン表示装置ガンマ調整を開始する場合、まず、ステップ１２１でスクリーン２ａ〜２ｎに各プロジェクタ装置１ａ〜１ｎの表示し得る輝度の最大階調値２３ａ（２５５）の輝度２３ｂ（規格化された輝度１）を表示させる。各プロジェクタ装置のスクリーン２ａ〜２ｎを目視により比較し、最も輝度が低いと思われるプロジェクタの輝度をマルチスクリ−ン表示装置の新たな最大輝度と決定し、その他の各プロジェクタ装置（２ｊ、但し、ｊはプロジェクタを区別する添字）でその輝度が新たな最大輝度と同一であると観察されるように、目視しながら階調値を可変して各々検索する。階調値２３ａｊ’（ｊはプロジェクタを区別する添字）の時に新たな最大輝度と一致した場合、階調値２３ａｊ’と新たな最大輝度２３ｂｊ’とを図６のフローチャートにおけるステップ６１〜ステップ６８で決定されたガンマ補正値テーブル表１に上書きせずに、ガンマ補正値記憶部１０の他領域に保存する。
【００４０】
次に、各々のプロジェクタ装置（２ｊ）において、ステップ１２１によって得られた階調値２３ａｊ’以外のガンマ補正値を、ステップ６１〜ステップ６８で決定された例えばガンマ補正値テ−ブル表１で示されるような正規化されたガンマ特性のガンマ補正値と比較し、同値となるポイントを演算検索する。
例えば、ステップ１２１で図１１の正規化されたガンマ特性３０で階調値２３０の時マルチスクリ−ン表示装置の新たな最大輝度と一致した場合、０から合致したポイントの階調値２３ａｊ’＝２３０まで（０≦ｘ≦２３０）を２３ａ（２５５）等分割して新たな２５６階調の階調値ｘ’を数５で算出する。
ｘ’＝ｘ×（２３ａ／２３ａｊ’）＝ｘ×（２５５／２３０）………（数５）
ここで、ｘは階調値２３０以下の元の正規化された（数１）を満足するガンマ特性３０の階調値である。そして、ステップ１２２で、ｘに対応するガンマ補正値ｙ（輝度）と（数５）で算出したｘ’を１対１に対応させて新たな階調値ｘ’（０、１、…２３ａ）の新たなガンマ補正値とする。このような演算はガンマ補正値記憶部１０に既に記憶されているガンマ補正値テ−ブル表１のデ−タとガンマ補正値記憶部１０の他領域に保存されている２３ａｊ’とを用いて容易に行うことができる。
【００４１】
図１１のガンマ特性曲線３１はこのようにして補正されたものである。また、この図は図１０の正規化されたガンマ特性を用いて導くことができる。これは、図１０では正規化されているので、階調値２５５の輝度が１／２となる階調値は１８６であり、その輝度が１／２となる階調値は１３６であり、さらにその輝度が１／２となる階調値は９９となり、そしてその輝度が１／２となる階調値は７２となる特性を利用する。
即ち、まず正規化されたガンマ特性曲線３０の階調値２３０、輝度０．８に対応して輝度は０．８のまま階調値２５５にプロットする。次にこの輝度０．８の１／２となる輝度０．４を上記特性から階調値１８６にプロットする。次にこの輝度の１／２となる輝度０．２を同様に１３６にプロットし、さらに、この輝度の１／２となる輝度０．１を同様に９９にプロットし、そしてこの輝度の１／２となる輝度０．０５を同様に７２にプロットする。上記以外のガンマ補正値は、プロットしたガンマ補正値を用いて補間式により演算で求めるのは、単体の場合と同様である。
【００４２】
これらの演算結果の新たなガンマ補正値は、ガンマ補正値記憶部１０に記憶されている各プロジェクタ装置の表１のデ−タに上書き保存される。以上で、マルチスクリーン表示装置のガンマ調整は終了となる。
このように、マルチスクリ−ン表示装置を構成する各プロジェクタ装置単体で行われたガンマ調整の再調整を行うことにより、マルチスクリ−ン表示装置を構成する各プロジェクタ装置間の輝度のバラツキを低減することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、測定器具、及びそれらに類する外部機器に頼ることなく、調整者が肉眼で観測することにより、複数階調のガンマ調整を行うことができる。
また、調整後のプロジェクタ装置を用いてマルチスクリーン表示装置を構成した場合、プロジェクタ装置の表示し得る最大階調値の調整のみを行うことにより、マルチスクリーン表示装置全体で整合の取れたガンマ調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置のガンマ特性を説明するための特性図である。
【図２】表示映像の明るさを階段状に示したグレースケールの平面図である。
【図３】複数のプロジェクタ装置と複数のスクリーンを配置したマルチスクリーン表示装置の概略図である。
【図４】従来の液晶表示デバイスを有するプロジェクタ装置を用いたプロジェクタの概略の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明によるガンマ調整用パターンの一実施例を示す平面図である。
【図６】本発明によるガンマ調整方法の処理手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図７】本発明による液晶表示デバイスを有するプロジェクタ装置を用いたプロジェクタの一実施例を示す概略のブロック図である。
【図８】（数１）の表す規格化されたガンマ特性である階調値ｘと輝度ｙの関係を示す特性図である。
【図９】（数１）の表す規格化されたガンマ特性である階調値ｘと輝度ｙの関係を示す特性図である。
【図１０】最大階調値が２５５、ガンマ値が２．２の場合の規格化されたガンマ特性図である。
【図１１】マルチスクリーン表示装置において、各プロジェクタ装置のガンマ調整後、プロジェクタ装置の表示し得る表示映像の明るさにおける最大階調値の輝度を変化させた時の、各階調における補正値の最決定を示す特性図である。
【図１２】マルチスクリーン表示装置のガンマ調整処理動作の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…プロジェクタ装置、２…スクリーン、３…光源、４…３板式透過型液晶パネル部、４ａ…Ｒ液晶パネル、４ｂ…Ｇ液晶パネル、４ｃ…Ｂ液晶パネル、５…スクリーン、６…グレースケール、８…リモート制御部、９…液晶パネル制御部、１０…ガンマ補正値記憶部、１１…ガンマ補正値制御部、１２…切替部、１３…内部信号制御部、１３ａ…内部信号制御部、１５…表示パターン映像信号生成部、１５ａ…表示パターン映像信号生成部、１６…Ａ／Ｄコンバータ、１４…外部信号制御部、１７…マイコン、１７ａ…マイコン、１８…外部入力アナログ信号、１９…校正対象の図形、２０…基準図形、２１、２２…標準図形を構成するためのストライプ状の図形、２３ｂ…プロジェクタ装置の表示し得る最大輝度、２３ａ…プロジェクタ装置の表示し得る最大階調値、２４ａ…プロジェクタ装置の表示し得る最小階調値、２４ｂ…プロジェクタ装置の表示し得る最小輝度、２５ａ…最大輝度に対する１／２の輝度を持つ階調値、２５ｂ…最大輝度に対する１／２の輝度、２６ａ…最大輝度に対する１／４の輝度を持つ階調値、２６ｂ…最大輝度に対する１／４の輝度、３０…ガンマ特性曲線、３１…補正されたガンマ特性曲線、５１…ガンマ調整用パターン。

Claims

所定の面積を有し、輝度を校正するための第１の図形と、相異なる輝度を表し、所定の面積を有する第２の図形と第３の図形とが交互に配置されており、所定ガンマ値のガンマ特性に対応した１つの平均輝度を示す基準用の第４の図形とを隣接して配置したガンマ調整用パターンをプロジェクタ装置のスクリ−ンに表示するステップと、該第２の図形の輝度として前回に輝度校正された該第１の図形の輝度を設定し、該第３の図形の輝度として予め定められた所定の黒輝度を設定するステップと、該第４の図形の平均輝度と今回輝度校正対象である該第１の図形の輝度とが目視で等しくなるように該第１の図形の輝度を調整するステップとを備えることを特徴とするプロジェクタ装置のガンマ調整方法。
請求項１記載のプロジェクタ装置のガンマ調整方法において、該ステップの各々を逐次所定回数繰り返してガンマ調整するステップと、該所定のガンマ値と該逐次繰り返えして行うガンマ調整の調整回数とを任意に決定できるステップとを備えることを特徴とするプロジェクタ装置のガンマ調整方法。
請求項１記載のプロジェクタ装置のガンマ調整方法において、該交互に配置された該第２の図形と該第３の図形が該スクリ−ンの縦方向に配列されたストライプ状であることを特徴とするプロジェクタ装置のガンマ調整方法。
複数のプロジェクタ装置のスクリ−ンをマトリックス状に配置し、該スクリ−ン全体で１つの画面を構成するマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法であって、請求項１乃至３のいずれかに記載のプロジェクタ装置のガンマ調整方法で複数の該プロジェクタ装置のガンマ特性を各々調整するステップと、各該プロジェクタ装置の最大表示輝度を各該プロジェクタ装置のスクリ−ン上に表示し、最も低い輝度を示すプロジェクタ装置の最大表示輝度を該マルチスクリ−ン表示装置の最大表示輝度Ｙｓｍａｘとするステップと、最も低い輝度を示すプロジェクタ装置を除く各プロジェクタ装置で該最大表示輝度Ｙｓｍａｘと等しくなるように輝度を調整するステップと、該最大表示輝度Ｙｓｍａｘと等しくなる映像信号レベルＰＬｓｍａｘを請求項１乃至３のいずれかに記載のプロジェクタ装置のガンマ調整方法で調整した該ガンマ特性から算出し、該映像信号レベルＰＬｓｍａｘを新たな映像信号の最大レベルとして該ガンマ特性を補正するステップとを備え、マルチスクリ−ン表示装置を構成する各該プロジェクタ装置間の輝度のバタツキを低減するようにしたことを特徴とするマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法。
請求項４記載のマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法において、該プロジェクタ装置の映像信号がディジタル映像信号であって、該ディジタル映像信号の最大階調値をＤＬｍａｘとし、該映像信号のレベルＰＬｓｍａｘに対応する該ディジタル映像信号の階調値をＤＬｓｍａｘとする時、該ガンマ特性の補正とは、

ｘ’＝ｘ×（ＤＬｍａｘ／ＤＬｓｍａｘ）・・・（数２）
ただし、ｘは任意の階調値、ｙは該プロジェクタ装置の表示し得る映像信号の最大階調値の輝度を１として規格化されガンマ特性のｘ階調値の輝度、ｚはガンマ値、
である上記（数１）と（数２）の両式を満足するように新たな階調値ｘ’と輝度ｙとの関係式であるガンマ特性を定めることであることを特徴とするマルチスクリ−ン表示装置のガンマ調整方法。
所定の面積を有し、輝度を校正するための第１の図形と、相異なる輝度を表し、所定の面積を有する第２の図形と第３の図形とが交互に配置されており、所定ガンマ値のガンマ特性に対応した１つの平均輝度を示す基準用の第４の図形とを隣接して配置し、該第２の図形の輝度として前回に輝度校正された該第１の図形の輝度を設定し、該第３の図形の輝度として予め定められた所定の黒輝度を設定するたガンマ調整用パターンを生成するパターン映像信号生成部と、該パターン映像信号生成部で生成された該ガンマ調整用パターンをスクリーンに表示する手段と、該第４の図形の平均輝度と今回輝度校正対象である該第１の図形の輝度とが目視で等しくなるように該第１の図形の輝度を調整するガンマ補正値制御部とを備えることを特徴とするプロジェクタ装置。
請求項６記載のプロジェクタ装置において、該ガンマ補正値制御部から得られた補正されたガンマ補正値を記憶する記憶部を備えることを特徴とするプロジェクタ装置。