JP2007300461A - 画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 - Google Patents
画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007300461A JP2007300461A JP2006127473A JP2006127473A JP2007300461A JP 2007300461 A JP2007300461 A JP 2007300461A JP 2006127473 A JP2006127473 A JP 2006127473A JP 2006127473 A JP2006127473 A JP 2006127473A JP 2007300461 A JP2007300461 A JP 2007300461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- image
- green
- red
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Color Image Communication Systems (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
【課題】スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正する。
【解決手段】ガンマ変換部103は、色信号RD,GD,BD(画像出力素子のガンマ特性とは逆の特性で予めガンマ変換処理されている)を、画像出力素子が有するガンマ特性でガンマ変換する。位相補正処理部104は、線形領域に戻された各色信号に対して、スクリーン150上に表示される赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、デジタル信号処理により位相補正を行う。ガンマ変換部105は、位相補正処理された色信号RD′,GD′,BD′に対して、画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理を行って再び非線形領域に戻し、画像出力素子が持つガンマ特性に対処しておく。
【選択図】図1
【解決手段】ガンマ変換部103は、色信号RD,GD,BD(画像出力素子のガンマ特性とは逆の特性で予めガンマ変換処理されている)を、画像出力素子が有するガンマ特性でガンマ変換する。位相補正処理部104は、線形領域に戻された各色信号に対して、スクリーン150上に表示される赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、デジタル信号処理により位相補正を行う。ガンマ変換部105は、位相補正処理された色信号RD′,GD′,BD′に対して、画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理を行って再び非線形領域に戻し、画像出力素子が持つガンマ特性に対処しておく。
【選択図】図1
Description
この発明は、赤、緑および青の色信号に基づいて発生されたカラー画像を投写レンズによりスクリーンに投写する画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法に関する。詳しくは、この発明は、赤、緑および青の色画像の位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行うことによって、スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正できるようにした画像表示装置等に係るものである。
フロントプロジェクタは、画像発生部で発生された画像を投写レンズによりスクリーンに投写して、このスクリーン上に拡大された画像を表示する構成となっている。画像発生部では、例えばCRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid CrystalDisplay)パネルモジュール、DLP(digital light processing)パネルモジュール等の画像出力素子を用いて画像を発生している。
画像発生部で発生される画像がカラー画像である場合、投写レンズの色収差によって、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化する。
また、赤、緑および青の色画像をそれぞれ別個の画像出力素子から出力させて合成する構成のプロジェクタにあっては、レジストレーションずれがあるとき、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化する。
例えば、特許文献1には、赤、緑および青の色画像を出力する液晶パネル(LCDパネルモジュール)と、これら各色画像を合成するダイクロイックプリズムとを、レジストレーション調整後に、硬化型樹脂剤を用いて一体化した光学装置が記載されている。
特開2005−215066号公報
上述の特許文献1に記載される光学装置を使用したプロジェクタでは、レジストレーション調整後に、硬化型樹脂剤を用いて液晶パネルおよびダイクロイックプリズムを一体化しているため、基本的にはレジストレーションずれは回避される。
しかし、何らかの要因でレジストレーション調整が完全でなかった場合には、レジストレーションずれが発生し、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化したものとなる。また、レジストレーションずれがなくとも、投写レンズの色収差によって、同様に、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化したものとなる。
この発明の目的は、スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、比較的安価に、かつ精度よく補正可能とすることにある。
この発明の概念は、
入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、該画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置であって、
少なくとも上記投写レンズまたは上記画像発生部における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正の処理を行う位相補正処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置にある。
入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、該画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置であって、
少なくとも上記投写レンズまたは上記画像発生部における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正の処理を行う位相補正処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置にある。
この発明においては、カラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像が発生される。このカラー画像が投写レンズによりスクリーンに投写され、スクリーン上に拡大されたカラー画像が表示される。この場合、投写レンズ、画像発生部等の光学系の歪みにより、何も手当をしないときには、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれて色にじみとなり、画質の低下を招く。
例えば、赤、緑および青の色フィルタがストライプ状あるいはモザイク状に配置されてなるカラーLCDパネルモジュールを用いてカラー画像を得る場合には、色信号に固定の位相ずれが生じており、さらに投写レンズの色収差のために、スクリーン上で赤、緑および青の色画像に位相ずれが発生する。
また例えば、3つのLCDパネルモジュールから赤、緑および青の色画像を出力させ、各色画像を合成することでカラー画像を得る場合には、レジストレーションずれの発生あるいは投写レンズの色収差のために、スクリーン上で赤、緑および青の色画像に位相ずれが発生する。
上述した光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づいて、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、カラー画像を発生させるための赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理が行われる。レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正でき、スクリーン上に表示されるカラー画像の画質向上が図られる。
例えば、位相補正処理は以下のように行われる。まず、それぞれ基本のクロックでサンプリングされて得られた画素データからなる赤、緑および青の色信号が入力される。そして、この赤、緑および青の色信号のいずれかが基準色信号とされると共に他の色信号が補正色信号とされ、この補正色信号の画素データが所定倍にアップサンプリングされて補間データが作成される。
そして、この補間データから、光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、基準色信号を構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データが抜き出されて、補正色信号を構成する画素データが取得される。そして、このように取得された画素データからなる補正色信号と上述の基準色信号とが、位相補正処理された赤、緑および青の色信号として出力される。
このように基本クロックの所定倍のアップサンプリング処理によって補間データを得た後に、赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づいて適宜な位置の補間データを抜き出す構成で位相補正処理を行うことによって、位相補正の処理が容易となると共に精度よく行うことができる。
なお、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性で各色信号に対してガンマ変換処理をしてから位相補正処理部に入力するようにしてもよい。
上述した光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれは、画像出力素子から出力された後の赤、緑および青の色画像に対して発生する。この状態では、各色信号(赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル)は、線形領域に戻されている。
また、赤、緑および青の色信号(カラー画像信号の各種伝送規格に従ってガンマ変換処理されている)が入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理されてから位相補正処理部に入力されることで、位相補正処理も線形領域に戻された各色信号に対して行われる。
そのため、位相ずれを補正するための位相補正処理が、赤、緑および青の色画像に光学系の歪みによる位相ずれが発生する状態と同様に、赤、緑および青の色信号が線形領域に戻された状態で行われるため、位相補正処理を輝度や色を変えることなく高精度に行うことが可能となる。
この発明によれば、赤、緑および青の色画像の位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行うものであり、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相ずれを、比較的安価に、かつ精度よく補正できる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態としてのフロントプロジェクタ100の構成を示している。
このプロジェクタ100は、入力端子101と、入力信号インターフェース102と、ガンマ変換部103と、位相補正処理部104と、ガンマ変換部105と、画像発生部106と、投写レンズ107とを有している。
入力端子101は、カラー画像信号CVSを入力するための端子である。ここで、カラー画像信号CVSの形態としては、アナログのコンポジットビデオ信号、輝度信号と色差信号、あるいは3原色信号からなるアナログのコンポーネントビデオ信号、またはSDI(シリアルデジタルインターフェース)規格のデジタルビデオ信号等、種々の形態をとり得る。
入力信号インターフェース102は、入力端子101に入力されるカラー画像信号CVSの形態に応じて、アナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換処理、コンポジットビデオ信号、あるいは輝度信号と色差信号のコンポーネントビデオ信号から3原色信号を得る処理、SDI規格のデジタルビデオ信号のデコード処理等を行って、赤、緑および青のデジタル色信号RD,GD,BDを出力する。
これら色信号RD,GD,BDは、それぞれ、画像発生部106に用いられる画像出力素子、例えばLCDパネルモジュール等の画素数で決まる基本クロックでサンプリングされて得られた画素データ(サンプリングデータ)からなっている。なお、画像出力素子はガンマ特性(例えば、γ=2.22)を持っており、また色信号RD,GD,BDは、例えば撮像時点で、カラー画像信号の伝送規格に従って予めガンマ変換処理されている。このガンマ特性には、テレビの信号規格のほかに、パソコンの信号の規格、デジタルシネマの規格、フィルムを模したような特殊なガンマなど、いくつか種類がある。
ガンマ変換部103は、入力信号インターフェース102で得られる色信号RD,GD,BDに対して、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をする。これにより、色信号RD,GD,BDは、ガンマ変換部103の入力側では非線形領域にあるが、ガンマ変換部103の出力側では線形領域に戻される。なお、このガンマ変換部103におけるガンマ変換処理は、ルックアップテーブルによる方法や折れ線近似法などにより行われる。後述するガンマ変換部105においても同様である。
位相補正処理部104は、画像発生部106および投写レンズ107のいずれかまたは双方、本実施の形態においては双方における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、ガンマ変換部103で得られる色信号RD,GD,BDに対して位相補正の処理を行う。この位相補正処理部104に詳細構成については後述する。
例えば、画像発生部106で、赤、緑および青の色フィルタがストライプ状あるいはモザイク状に配置されてなるカラーLCDパネルモジュールを用いてカラー画像を得る場合には、投写レンズ107の色収差のために、スクリーン150上で赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbに位相ずれが発生する。
また例えば、画像発生部106で、3つのLCDパネルモジュールから赤、緑および青の色画像を出力させ、各色画像を合成することでカラー画像を得る場合には、レジストレーションずれの発生あるいは投写レンズの色収差のために、スクリーン150上で赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbに位相ずれが発生する。
ガンマ変換部105は、位相補正処理部104で得られる色信号RD′,GD′,BD′に対して、上述した画像発生部106の画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理をする。これにより、色信号RD′,GD′,BD′は、ガンマ変換部105の入力側では線形領域にあるが、ガンマ変換部105の出力側では再び非線形領域に戻される。
画像発生部106は、ガンマ変換部105で得られる色信号RD′,GD′,BD′に基づいてカラー画像を発生する。この画像発生部106は、上述したようにガンマ特性を有する画像出力素子、例えばLCDパネルモジュール等を用いて、カラー画像を発生する。この画像発生部106で発生されるカラー画像を構成する赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル(各色信号)は、画像出力素子のガンマ特性によって、線形領域に戻されている。
投写レンズ107は、画像変換部106で発生されたカラー画像をスクリーン150に投写する。ここで、スクリーン150上に表示されるカラー画像は、赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbで構成されている。
次に、位相補正処理部104の詳細構成を説明する。図2は、位相補正処理部104の構成を示している。この位相補正処理部104は、色信号入力部104a、補間データ作成部104b、画素データ取得部104cおよび色信号出力部104dを有している。
色信号入力部104aは、上述したガンマ補間部103でガンマ変換されて線形領域に戻された色信号RD,GD,BDが入力される。これら色信号RD,GD,BDは、それぞれ、上述したように画像発生部106に用いられる画像出力素子、例えばLCDパネルモジュール等の画素数で決まる基本クロックでサンプリングされて得られた画素データ(サンプリングデータ)からなっている。
色信号入力部104aに入力された色信号RD,RG,RBのいずれか、本実施の形態では緑色信号GDを基準色信号とし、赤、青の色信号RD,BDを、位相補正処理をすべき補正色信号とする。補間データ作成部104bは、色信号RD,BDの画素データを所定倍、例えば数十倍〜数百倍にアップサンプリングした後に補間フィルタを通して補間データを作成する。
画素データ取得部104cは、補間データ作成部104bで作成された、色信号RD,BDの補間データ(元々存在する画素データも含む)から、上述したように画像発生部106および投写レンズ107における光学系の歪みによる、スクリーン150上に表示される緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれの情報に基づき、緑色信号GDを構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データを抜き出して、位相補正処理された色信号RD′,BD′を構成する画素データを取得する。
なお、投写レンズ107の色収差による緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれのずれ量は、レンズ中央からの距離の関数として、例えば、以下の(1)式で近似できる。ここで、Xはレンズ中央からの距離(画素数で表される)を示し、Yは緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれのずれ量(単位は画素間隔)を示している。また、a,b,c,dはレンズに固有の係数であって、赤、青で別個のものとなる。
Y=aX^3+bX^2+cX+d (1)
この(1)式は、投写レンズ107の色収差による位相ずれ量を求める式であるが、この(1)式に、画像発生部106におけるレジストレーションずれによる位相ずれ量を含めることもできる。その場合、レジストレーションずれによる位相ずれ量は画素位置によらずに画面全体で一定であるので、その一定値を、上述の(1)式のdに含めるようにすればよい。
上述の(1)式でXをレンズ中央からの水平方向の距離とすることで、各水平画素位置における、緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれのずれ量Yを求めることができ、水平方向の位相補正を行うことができる。同様にして、上述の(1)式でXをレンズ中央からの垂直方向の距離とすることで、各垂直画素位置における、緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれのずれ量Yを求めることができ、垂直方向の位相補正を行うことができる。本実施の形態において、位相補正処理部104では、例えば水平方向の位相補正のみ行っている。
色信号出力部104dは、色信号入力部104aに入力された緑色信号GD′(GD)および画素データ取得部104cで取得された画素データからなる赤、青の色信号RD′,BD′を、色補正処理部104の出力として出力する。
図2に示す位相補正処理部104の動作を説明する。ガンマ補間部103でガンマ変換されて線形領域に戻された色信号RD,GD,BDは、色信号入力部104aに入力される。そして、この色信号入力部104aから色信号出力部104dには、基準色信号としての緑色信号GDが供給される。一方、この色信号入力部104aから補間データ作成部104bには、位相補正処理をすべき色信号としての赤、青の色信号RD,BDが供給される。
補間データ作成部104bでは、色信号RD,BDの画素データが数十倍〜数百倍にアップサンプリングされて、元々の水平方向の画素データの間に多数の補間データが作成される。画素データ取得部104cでは、補間データ作成部104bで得られる色信号RD,BDの補間データから、スクリーン150上に表示される緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの水平方向の位相ずれ量((1)式で近似される)に基づき、緑色信号GDを構成する各画素データに対応して、その位相ずれ量に最も近い位置の補間データが抜き出されて、位相補正処理された赤、青の色信号RD′,BD′を構成する画素データが取得される。
データ取得部104cで取得された画素データ、従って位相補正された赤、青の色信号RD′,BD′は色信号出力部104dに供給される。そして、この色信号処理部104dから、位相補正処理部104の出力として、色信号入力部104aから供給される色信号GD′(GD)および画素データ取得部104cから供給される赤、青の色信号RD′,BD′が出力される。
このように位相補正処理部104では、基本クロックの所定倍のアップサンプリング処理によって赤、青の色信号RD,BDの補間データを得た後に、緑色画像Pgに対する赤、青の色画像Pr,Pbの位相ずれの情報に基づいて、適宜な位置の補間データを抜き出して位相補正処理された赤、青の色信号RD′,BD′を得るようにしているので、位相補正処理を容易かつ精度よく行うことができる。
次に、図1に示すフロントプロジェクタ100の動作を説明する。
入力端子101にカラー画像信号CVSが入力される。このカラー画像信号CVSは入力信号インターフェース102に供給される。このインターフェース102では、カラー画像信号CVSの形態に応じて、当該カラー画像信号CVSに対して種々の処理が行われることで、赤、緑および青のデジタル色信号RD,GD,BDが得られる。これら色信号RD,GD,BDは、それぞれ、画像発生部106で用いられるLCDパネルモジュール等の画像出力素子の画素数等で決まる基本のクロックでサンプリングされて得られたものであり、また入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性で予めガンマ変換処理されたものである。
インターフェース102から出力される色信号RD,GD,BDはガンマ変換部103に供給される。このガンマ変換部103では、色信号RD,GD,BDに対して、それぞれ、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理が行われる。このようにガンマ変換処理が行われることで、色信号RD,GD,BDは、ガンマ変換部103の入力側では非線形領域にあるが、ガンマ変換部103の出力側では線形領域に戻されたものとなる。
ガンマ変換部103でガンマ変換処理が施された色信号RD,GD,BDは位相補正処理部104に供給される。この位相補正処理部104では、色信号RD,GD,BDに対して、スクリーン150上に表示される赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbに与えるように、位相補正処理が施される。
この位相補正処理部104から出力される位相補正処理された色信号RD′,GD′,BD′はガンマ変換部105に供給される。このガンマ変換部105では、色信号RD′,GD′,BD′に対して、上述した画像発生部106の画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理が行われる。このようにガンマ変換処理が行われることで、色信号RD′,GD′,BD′は、ガンマ変換部105の入力側では線形領域にあるが、ガンマ変換部105の出力側では再び非線形領域に戻されたものとなる。
ガンマ変換部105でガンマ変換処理が施された色信号RD′,GD′,BD′は画像発生部106に供給される。この画像発生部106では、これら色信号RD′,GD′,BD′に基づき、ガンマ特性を有する画像出力素子がドライブされて、カラー画像が発生される。このカラー画像を構成する赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル(各色信号)は、画像出力素子のガンマ特性によって、線形領域に戻されている。
このように画像発生部106で発生されるカラー画像(赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pb)は、投写レンズ107によりスクリーン150に投写される。これにより、スクリーン150上には、上述の入力端子101に入力されたカラー画像信号CVSに係る、拡大されたカラー画像が表示される。
図1に示すフロントプロジェクタ100においては、位相補正処理部104で、画像発生部106および投写レンズ107における光学系の歪み(色収差、レジストレーションずれ)による、スクリーン150上に表示される赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、色信号RD,GD,BDに対して位相補正処理を行っているので、光学系の歪みによる各色画像の位相ずれが、色信号の位相補正処理によって相殺される。したがって、スクリーン150上に表示される各色画像の位相ずれを効果的に補正でき、スクリーン150上に表示されるカラー画像の画質向上を図ることができる。
また、図1に示すフロントプロジェクタ100においては、位相補正処理部104で色信号RD,GD,BDに対してデジタル信号処理により位相補正を行うことによってスクリーン150上に表示される赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの位相ずれを補正するものである。したがって、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正でき、高解像度なフロントプロジェクタを実現できる。
また、図1に示すフロントプロジェクタ100においては、位相補正処理部104の入力側に入力カラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性で色信号RD,GD,BDに対してガンマ変換処理を行うガンマ変換部103が配置されると共に、その位相補正処理部104の出力側に画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性で色信号RD′,GD′,BD′に対してガンマ変換処理を行うガンマ変換部105が配置されている。
したがって、位相ずれを補正するための位相補正処理が、赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbに光学系の歪みによる位相ずれが発生する状態と同様に、赤、緑および青の色信号RD,GD,BDが線形領域に戻された状態で行われるため、位相補正の処理における赤、青の色信号RD,BDの補間データの値を精度よく得ることができ、赤、緑および青の色画像Pr,Pg,Pbの光学系の歪みによる位相ずれを、輝度や色を変化させることなく高精度に補正できる。
ここで、ガンマ変換部103,105を持ち、非線形演算の影響を考慮している図1に示すフロントプロジェクタ100と、ガンマ変換部103,105を持たず、非線形演算の影響を考慮していない図3に示すようなフロントプロジェクタ100Aとで、実際にどの程度の誤差が生じるかを計算した例を以下に示す。なお、図3において、図1と対応する部分には同一符号を付して示している。
上述のように、レンズの収差補正を高精度に補正するためには、数十倍から数百倍のアップサンプリング処理が必要になるが、ここではガンマ処理の必要性をわかりやすく説明するために、簡易的に4倍にアップサンプリング処理を行い、緑色画像(Pg)を中心に、赤色画像(Pr)および青色画像(Pb)の位相をそれぞれ1/4画素ずつずらす処理を例にとって説明する。
ここでは、4倍アップサンプリングの補間フィルタとして、図4に示すような簡易な特性のFIRフィルタを用いた。この図4において、横軸の単位はサンプリング周波数Fsである。また、ガンマ特性は、以下に示す、一般的なテレビ信号のガンマ特性(ITU-R BT.709規格)とした。
ITU-R BT.709規格
V = 1.099L^0.45 − 0.099 (1≧L≧0.018)
V = 4.5L (0.018>L≧0)
V = 1.099L^0.45 − 0.099 (1≧L≧0.018)
V = 4.5L (0.018>L≧0)
図6は、色信号(映像信号)の入力レベルが図5に示すように2画素の間に10%から90%までステップ状に変化した場合を例に計算した結果を示している。色信号は赤(R)、緑(G)、青(B)とも同じ値、すなわち白黒の信号とする。
図6Aは、入力映像信号(赤、緑および青の色信号)を示している(図5参照)。図6Bは、入力映像信号に対して、上述したガンマ特性(ITU-R BT.709規格)とは逆の特性でガンマ変換処理を行って、線形領域でアップサンプリングとフィルタ演算を行って得られた補間データのデータ列を示している。
図6Cは、緑(G)の各画素データに対して、赤(R)および青(B)の補間データから、それぞれ逆方向に1/4画素ずれた位置の補間データを抜き出して、ダウンサンプリングしたデータ列を示している。これが、図1のフロントプロジェクタ100における画像発生部106の画像出力素子(LCDパネルモジュール等)で光電変換された後の、線形領域での各画素の輝度レベルに相当する。
図6Dは、図6Aに示す入力映像信号を非線形領域でアップサンプリングとフィルタ演算を行い、画像出力素子(LCDパネルモジュール等)の光電変換で上述したガンマ特性(ITU-R BT.709規格)がかかった後の各画素の輝度レベルに相当するデータ列を示している。図6Eは、緑(G)の各画素データに対して、赤(R)および青(B)の補間データから、それぞれ逆方向に1/4画素ずれた位置の補間データを抜き出して、ダウンサンプリングしたデータ列を示している。これが、図3のフロントプロジェクタ100Aにおける画像発生部106の画像出力素子(LCDパネルモジュール等)で光電変換された後の、線形領域での各画素の輝度レベルに相当する。
図6Cと図6Eとを比較してみると、ステップ状に立ち上がるエッジ部分で映像レベルにして1〜2%程度の誤差が生じている。人間の目の特性にもガンマ特性があることが知られており、特に黒側は強調されるので、この誤差レベルはハイエンドプロジェクタや放送用マスターモニターでは問題になるレベルといえる。
以上のように、撮像のガンマを一旦、逆変換により線形領域に戻してから、光学系の歪み(投写レンズ107の色収差および画像発生部106におけるレジストレーションずれ)による赤、緑および青の色画像の位相ずれに対する位相補正処理を行うことで、輝度や色を変えることのない、誤差の少ない高精度な補正が可能となる。
なお、上述実施の形態においては、この発明をフロントプロジェクタに適用したものであるが、この発明は、LCDパネルモジュール等の画像出力素子を用いて発生されたカラー画像を、投写レンズを用いてスクリーンに投写して拡大画像を得るようにした、その他の画像表示装置にも同様に適用できることは勿論である。
この発明は、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正できるものであり、フロントプロジェクタ等の画像表示装置に適用できる。
100・・・フロントプロジェクタ、101・・・入力端子、102・・・入力信号インターフェース、103,105・・・ガンマ変換部、104・・・位相補正処理部、104a・・・色信号入力部、104b・・・補間データ作成部、104c・・・画素データ取得部、104d・・・色信号出力部、106・・・画像発生部、107・・・投写レンズ、150・・・スクリーン
Claims (7)
- 入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、該画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置であって、
少なくとも上記投写レンズまたは上記画像発生部における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正の処理を行う位相補正処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置。 - 上記位相補正処理部は、
それぞれ基本のクロックでサンプリングされて得られた画素データからなる上記赤、緑および青の色信号を入力する色信号入力部と、
上記色信号入力部に入力された赤、緑および青の色信号のいずれかを基準色信号とすると共に他の色信号を補正色信号とし、該補正色信号の画素データを所定倍にアップサンプリングして補間データを作成する補間データ作成部と、
上記補間データ作成部で作成された補間データから、上記光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、上記基準色信号を構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データを抜き出して、上記補正色信号を構成する画素データを取得する画素データ取得部と、
上記色信号入力部に入力された上記基準色信号および上記画素データ取得部で取得された画素データからなる上記補正色信号を出力する色信号出力部とを持つ
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 上記光学系の歪みは、上記投写レンズの色収差である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 上記画像発生部は、上記赤、緑および青の色信号のそれぞれによる赤、緑および青の色画像を出力する画像出力素子と、該赤、緑および青の色画像を合成してカラー画像を得る画像合成部とを有し、
上記光学系の歪みは、上記画像合成部におけるレジストレーションずれである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 上記位相補正処理部の入力側に配置され、該位相補正処理部に入力される各色信号に対して、上記入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をするガンマ変換部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、上述画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置における、光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれを補正する方法であって、
赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行う
ことを特徴とする画像表示装置の色位相ずれ補正方法。 - 上記赤、緑および青の色信号に対する位相補正処理が行われる前に、各色信号に対して、上記入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をする
ことを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置の色位相ずれ補正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006127473A JP2007300461A (ja) | 2006-05-01 | 2006-05-01 | 画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006127473A JP2007300461A (ja) | 2006-05-01 | 2006-05-01 | 画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007300461A true JP2007300461A (ja) | 2007-11-15 |
Family
ID=38769573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006127473A Pending JP2007300461A (ja) | 2006-05-01 | 2006-05-01 | 画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007300461A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009251007A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | 画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法 |
US8144168B2 (en) | 2007-11-12 | 2012-03-27 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus and image display method |
US8451389B2 (en) | 2008-08-01 | 2013-05-28 | Seiko Epson Corporation | Image processor, image display device, image processing method, image display method, and program |
WO2023071698A1 (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | 激光投影设备及投影图像的色散校正方法 |
-
2006
- 2006-05-01 JP JP2006127473A patent/JP2007300461A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8144168B2 (en) | 2007-11-12 | 2012-03-27 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus and image display method |
US8416259B2 (en) | 2007-11-12 | 2013-04-09 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus and image display method |
US8963941B2 (en) | 2007-11-12 | 2015-02-24 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus and image display method |
US9406111B2 (en) | 2007-11-12 | 2016-08-02 | Seiko Epson Corporation | Image display apparatus and image display method |
JP2009251007A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Seiko Epson Corp | 画像処理装置、画像表示装置及び画像処理方法 |
US8451389B2 (en) | 2008-08-01 | 2013-05-28 | Seiko Epson Corporation | Image processor, image display device, image processing method, image display method, and program |
WO2023071698A1 (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | 激光投影设备及投影图像的色散校正方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4777675B2 (ja) | 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、および記録媒体 | |
JP6128113B2 (ja) | 表示装置、画像処理装置及び画像処理方法、並びにコンピューター・プログラム | |
US7006704B2 (en) | Method of and apparatus for improving picture quality | |
EP2536152B1 (en) | Image processing device and image processing method | |
US6751006B2 (en) | Processing techniques for superimposing images for image projection | |
JP5200743B2 (ja) | 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラム | |
JP5660711B2 (ja) | 復元ゲインデータ生成方法 | |
JP2005535010A (ja) | 光学異常の電子補正のためのシステムおよび方法 | |
EP1931142A1 (en) | Projector and adjustment method of the same | |
JP2007300461A (ja) | 画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法 | |
JP2006153914A (ja) | 液晶プロジェクタ装置 | |
TWI387352B (zh) | 畫素插補電路、畫素插補方法及記錄媒體 | |
KR101267952B1 (ko) | 공간 광 변조(slm) 디스플레이 시스템에 의해 제공된 영상을 개선하는 방법 및 장치 | |
JP2005012561A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法および画像投射装置 | |
JP2015165622A (ja) | 画像投影装置及び画像投影方法 | |
JPH05134268A (ja) | 画像再生液晶デイスプレイ装置 | |
JP2010197449A (ja) | 画像投影システムと画像投影方法 | |
JP2013093871A (ja) | 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法、画像表示方法及びプログラム | |
JP4379029B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理方法および画像投射装置 | |
US20180376031A1 (en) | Projection apparatus that improves dynamic range of luminance of printed material, control method therefor, and storage medium | |
JP5321089B2 (ja) | 画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法 | |
WO2017154367A1 (ja) | 画像処理装置、および画像処理方法、撮像装置ならびにプログラム | |
JP2014137386A (ja) | プロジェクタ、その制御方法、及び画像投影システム | |
EP3065399A1 (en) | Image processing device, image processing method, and projection apparatus | |
JP2009300961A (ja) | 投写型表示装置 |