JP2009058810A - 補正情報作成装置、画像表示装置、補正情報作成方法、および画像補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、画像形成装置にて形成される画像を良好に維持できる補正情報作成装置を提供すること。
【解決手段】補正情報作成装置５は、光源装置２１と、光源装置２１から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置２２と、光源装置２１および画像形成装置２２を制御する制御装置４とを備えたプロジェクタ１に用いられ、制御装置４に画像情報を補正させるための補正情報を作成する。この補正情報作成装置５は、光源装置２１から射出される光束の輝度に関する輝度情報を取得する輝度情報取得部４４１と、輝度情報に基づいて、光源装置２１から射出される光束の時間的な光源輝度変化に応じた画像の輝度変化を補正するための補正情報を作成する補正情報作成部４４２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、補正情報作成装置、画像表示装置、補正情報作成方法、および画像補正方法に関する。

従来、入射光束を画像情報に応じて変調する液晶パネル等を有する画像形成装置を備えたプロジェクタ等の画像表示装置では、画像形成装置に光束を射出する光源装置として、一対の電極間で放電発光が行われる放電発光型の光源ランプが多用される（例えば、特許文献１参照）。
そして、このような放電発光型の光源ランプを採用した場合には、電極の磨耗を抑制し光源ランプの長寿命化を図るために、光源ランプを所定の駆動周波数で交流点灯駆動する構成が多用される。

特開２００６−４９１９号公報

しかしながら、光源ランプを所定の駆動周波数で交流点灯駆動した場合には、一対の電極間に所定方向に電流が流れる半周期と、一対の電極間に前記所定方向と逆方向に電流が流れる半周期との間で、電流値が異なるものとなりやすい。このように、一対の電極間に流れる電流値が時間的に異なると、光源ランプから射出される光束の輝度が時間的に変化し、光源ランプから射出される光束に基づいて画像形成装置にて形成される画像の輝度が時間的に変化し、いわゆるちらつきが生じてしまう、という問題がある。
また、光源ランプを所定の駆動周波数で交流点灯駆動した場合には、一対の電極間を流れる電流の向きが切り替わる時に瞬間的に光源ランプの輝度が変化し、再び所定の輝度に戻ることとなる。そして、例えば画像形成装置が１画面の白画像を形成する場合を例にとって説明すると、光源ランプの駆動周波数と、画像形成装置の駆動周波数（フレーム周波数（垂直同期周波数））とが異なっている場合には、一対の電極間を流れる電流の向きが切り替わるタイミングで所定の走査線上の各画素に形成される画像の輝度と、前記タイミングを除く他のタイミングで他の走査線上の各画素に形成される画像の輝度とが異なり、画像形成装置の駆動周波数の１周期毎に他の走査線上へと順次、移動する、いわゆるスクロールノイズが生じてしまう、という問題がある。
したがって、光源装置から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、画像形成装置にて形成される画像を良好に維持できる技術が要望されている。

本発明の目的は、光源装置から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、画像形成装置にて形成される画像を良好に維持できる補正情報作成装置、画像表示装置、補正情報作成方法、および画像補正方法を提供することにある。

本発明の補正情報作成装置は、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置に用いられ、前記制御装置に前記画像情報を補正させるための補正情報を作成する補正情報作成装置であって、前記光源装置から射出される光束の輝度に関する輝度情報を取得する輝度情報取得部と、前記輝度情報に基づいて、前記光源装置から射出される光束の時間的な光源輝度変化に応じた前記画像の輝度変化を補正するための前記補正情報を作成する補正情報作成部とを備えていることを特徴とする。

ここで、輝度情報取得部による輝度情報の取得方法としては、光センサ等の輝度検出部と電気的に接続しておき、補正情報を作成する際に、光源装置から射出される光束が輝度検出部にて受光され、輝度検出部から出力される信号に基づいて、輝度情報を取得する構成が例示できる。また、上記方法の他、既に計測された、あるいは、光源装置の規格として予め設定された輝度情報を、操作部等の入力手段を介して取得する、あるいは、信号線や通信手段を介して外部から取得する構成が例示できる。
また、補正情報作成装置としては、画像表示装置内部に搭載する構成の他、画像表示装置とは別体とする構成が例示できる。

本発明では、補正情報作成装置は、輝度情報取得部および補正情報作成部を備える。このことにより、輝度情報取得部にて取得された光源装置から射出される光束の輝度に関する輝度情報に基づいて、補正情報作成部にて、例えば画像情報の輝度値（階調値）を補正して光源輝度変化に応じた画像の輝度変化を補正するための補正情報を作成できる。そして、画像表示装置を構成する制御装置が前記補正情報を用いて画像情報を補正することで、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズを抑制できる。
したがって、光源装置から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、画像形成装置にて形成される画像を良好に維持でき、本発明の目的を達成できる。

本発明の補正情報作成装置では、前記画像表示装置内部に配設され、前記光源装置から射出される光束の輝度を検出する輝度検出部を備え、前記輝度情報取得部は、前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報を取得することが好ましい。
本発明では、補正情報作成装置は、画像表示装置内部に配設され、光源装置から射出される光束の輝度を検出する輝度検出部を備える。そして、輝度情報取得部は、輝度検出部からの信号を入力することで、輝度情報を取得する。このことにより、例えば、光源装置の規格として予め設定された輝度情報を外部から取得し、該輝度情報に基づいて補正情報を作成する構成と比較して、画像表示装置に搭載された光源装置固有の光源輝度変化（輝度情報）を取得でき、該輝度情報に基づいて補正対象とする画像表示装置固有の良好な補正情報を作成できる。したがって、画像表示装置を構成する制御装置が前記補正情報を用いて画像情報を補正することで、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズを効果的に抑制できる。

本発明の補正情報作成装置では、前記制御装置は、前記光源装置に所定の駆動周波数の駆動パルスを出力し、前記光源装置を交流点灯駆動させ、前記輝度情報取得部は、所定の周期で前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報をそれぞれ取得し、前記補正情報作成部は、各前記輝度情報に基づいて、前記駆動パルスの１周期分の各前記補正情報をそれぞれ作成することが好ましい。
本発明では、輝度情報取得部は、所定の周期で輝度検出部からの信号を入力することで、輝度情報をそれぞれ取得する。そして、補正情報作成部は、各輝度情報に基づいて、光源装置に出力される駆動パルスの１周期分の各補正情報をそれぞれ作成する。そして、画像表示装置を構成する制御装置は、前記１周期分の各補正情報を順次、繰り返し用いて、画像情報を補正する。このことにより、光源装置を交流点灯駆動させる構成とした場合には、光源輝度変化は光源装置に出力される所定の駆動周波数の駆動パルスの１周期毎に同様のものとなるため、補正情報作成装置にて、最低限必要とされる駆動パルスの１周期分の各補正情報を作成できる。このため、補正情報を不要に多く作成する必要がなく、補正情報を容易にかつ短時間で作成できる。また、作成した補正情報を記憶させるメモリ等にそれほど大きい容量を必要としない。

本発明の補正情報作成装置では、前記所定の周期は、前記制御装置が前記画像情報に応じた画像を前記画像形成装置に形成させる際に用いる水平同期信号の周期であることが好ましい。
本発明では、輝度情報取得部は、水平同期信号の周期で輝度情報をそれぞれ取得する。すなわち、補正情報作成部は、各輝度情報に基づいて、駆動パルスの１周期内における水平同期信号のパルス数と同数の補正情報を作成する。ここで、例えば、補正情報作成装置が所定のタイミング（駆動パルスの立上りまたは立下り）から駆動パルスの１周期分の各補正情報を作成する。また、画像表示装置を構成する制御装置が、前記所定のタイミングに同期して前記各補正情報を順次、繰り返し用いる構成とする。このように構成すれば、画像表示装置を構成する制御装置は、画像形成装置の走査線に画像情報を供給する水平同期信号の周期毎に、水平同期信号の周期毎の光源装置から射出される光束の輝度値に応じた補正値を用いて、走査線に供給する画像情報をそれぞれ補正でき、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズをより効果的に抑制できる。

本発明の画像表示装置は、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置であって、上述した補正情報作成装置を備え、前記制御装置は、前記補正情報作成装置にて作成された補正情報を用いて前記画像情報を補正する画像補正部を備えていることを特徴とする。

本発明の画像表示装置では、前記制御装置は、前記補正情報作成装置にて作成された前記補正情報を記憶する補正情報記憶部と、前記光源装置に所定の駆動周波数の駆動パルスを出力し、前記光源装置を交流点灯駆動させる光源装置制御部とを備え、前記補正情報作成装置は、前記光源装置から射出される光束の輝度を検出する輝度検出部を備え、前記輝度情報取得部は、前記制御装置が前記画像情報に応じた画像を前記画像形成装置に形成させる際に用いる水平同期信号の周期で前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報をそれぞれ取得し、前記補正情報作成部は、各前記輝度情報に基づいて、所定のタイミングから前記駆動パルスの１周期分の各前記補正情報をそれぞれ作成し、前記１周期分の前記各補正情報を前記補正情報記憶部に記憶させ、前記画像補正部は、前記所定のタイミングに同期して前記補正情報記憶部から順次、前記各補正情報を読み出し、読み出した補正情報を用いて前記画像情報を補正することが好ましい。

本発明によれば、画像表示装置は、上述した補正情報作成装置を備えているので、上述した補正情報作成装置と同様の作用および効果を享受できる。

本発明の画像表示装置では、前記画像形成装置は、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、上述した電子機器をプロジェクタとすることで、上述した効果を好適に図れる。

本発明の補正情報作成方法は、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置に用いられ、前記制御装置に前記画像情報を補正させるための補正情報を作成する補正情報作成装置を利用した補正情報作成方法であって、前記光源装置から射出される光束の輝度に関する輝度情報を取得する輝度情報取得ステップと、前記輝度情報に基づいて、前記光源装置から射出される光束の時間的な光源輝度変化に応じた前記画像の輝度変化を補正するための前記補正情報を作成する補正情報作成ステップとを備えていることを特徴とする。

本発明の画像補正方法は、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置を利用した画像補正方法であって、上述した補正情報作成方法において作成された補正情報を用いて前記画像情報を補正する画像補正ステップを備えていることを特徴とする。

本発明の補正情報作成方法および画像補正方法は、上述した補正情報作成装置および画像表示装置を利用したものであるため、上述した補正情報作成装置および画像表示装置と同様の作用および効果を享受できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図１は、画像表示装置としてのプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン（図示略）上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、画像投射装置２と、輝度検出部３と、制御装置４等で大略構成されている。
なお、プロジェクタ１は、具体的な図示は省略したが、上述した各構成要素２〜４の他、プロジェクタ１の各構成要素に電力を供給する電源ユニットや、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等を含んで構成される冷却ユニットを有している。
画像投射装置２は、制御装置４による制御の下、画像光を形成してスクリーンに拡大投射する。この画像投射装置２は、図１に示すように、光源装置２１と、画像形成装置２２等を備える。

図２は、光源装置２１の概略構成を示す図である。
光源装置２１は、画像形成装置２２を構成する後述する光変調装置に向けて光束を射出する。この光源装置２１は、図１または図２に示すように、光源ランプ２１１と、ランプドライバ（バラスト）２１２等を備える。
光源ランプ２１１は、図２に示すように、一対の電極２１１１間で放電発光が行われる放電発光型の光源ランプで構成されている。
ランプドライバ２１２は、制御装置４による制御の下、光源ランプ２１１を所定の駆動周波数で交流点灯駆動させる。このランプドライバ２１２は、図２に示すように、ダウンチョッパ２１２１と、インバータ２１２２と、イグナイタ２１２３とを備える。

ダウンチョッパ２１２１は、前記電源ユニットと接続して直流電圧を入力し、入力電圧を適切な直流電圧に降圧させてインバータ２１２２に供給する。このダウンチョッパ２１２１は、具体的な図示は省略したが、ダイオード、チョークコイル、コンデンサ、スイッチング素子等で構成される一般的なチョッパ回路で構成されている。すなわち、制御装置４による制御の下、前記スイッチング素子のデューティ比（単位時間あたりのＯＮ時間と単位時間あたりのＯＦＦ時間との比率）が調整されることで、インバータ２１２２（光源ランプ２１１）に供給される電流（駆動電流）あるいは電力（駆動電力）が制御される。

インバータ２１２２は、ダウンチョッパ２１２１から供給される直流電流を所定の周波数のパルス電流（駆動電流）に変換して光源ランプ２１１に供給する。このインバータ２１２２は、具体的な図示は省略したが、フルブリッジ接続された４個のスイッチング素子等で構成される一般的なフルブリッジ回路で構成されている。そして、インバータ２１２２は、制御装置４から出力される所定の駆動周波数の駆動パルスに応じて、２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦし、前記駆動周波数の駆動電流を光源ランプ２１１に供給する。
イグナイタ２１２３は、図示しない昇圧回路を備えており、制御装置４による制御の下、光源ランプ２１１の始動時に、一対の電極２１１１間に高電圧のパルス電圧を印加して絶縁破壊し、放電経路を作る。

画像形成装置２２は、制御装置４による制御の下、光源ランプ２１１から射出された光束を画像光に変調して、スクリーン等に拡大投射する。この画像形成装置２２は、図１に示すように、光変調装置２２１と、投射光学装置２２２等を備える。
光変調装置２２１は、制御装置４から供給された画像信号に基づいて、光源ランプ２１１から射出された光束を画像光に変調して投射光学装置２２２に射出する。この光変調装置２２１は、具体的な図示は省略したが、一般的なアクティブマトリクス型の液晶パネルで構成されている。具体的に、光変調装置２２１は、水平方向に沿って延びる複数本の走査線と、垂直方向に沿って延びる複数本のデータ線との交差部にマトリクス状に配列された画素を備えている。そして、マトリクス状に配列された複数の画素（液晶セル）には、ゲートが走査線に接続され、ソースがデータ線に接続されたＴＦＴ(Thin Film Transistor)素子等のスイッチング素子と、スイッチング素子のドレインに接続した画素電極等がそれぞれ形成されている。また、光変調装置２２１は、画像表示領域外に、走査ドライバ、サンプリング回路、データドライバ等が形成されている。
ここで、本実施形態では、光変調装置２２１は、ＸＧＡに対応した表示フォーマット（1024×768）で構成されている。
投射光学装置２２２は、光変調装置２２１から射出された画像光をスクリーン等に向けて拡大投射する。

輝度検出部３は、受光した光量（輝度）に応じた信号を出力するいわゆる光センサで構成されている。この輝度検出部３は、光源ランプ２１１近傍に配設され、光源ランプ２１１から射出された光束を受光し、受光した光量に応じた信号を制御装置４に出力する。
輝度検出部３としては、プロジェクタ１を利用してスクリーン等に投影画像を形成している際には、投影画像に輝度検出部３が入り込まないように光路外に配設する必要がある。そこで、例えば、輝度検出部３を用いる必要がある場合（後述する補正情報作成モード時）に限って輝度検出部３を光路内（光源ランプ２１１の光路後段）に移動させる構成としてもよい。あるいは、光源ランプ２１１の光路後段にハーフミラーを配設し、光源ランプ２１１から射出された光束のうちハーフミラーにて反射または透過した一部の光束を、光路外に配設した輝度検出部３にて検出する構成としてもよい。

制御装置４は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を含んで構成され、メモリ４５に記憶された制御プログラムにしたがって、プロジェクタ１全体を制御する。この制御装置４は、図１に示すように、光源装置制御部４１と、光変調装置制御部４２と、モード移行部４３と、作成装置本体４４と、メモリ４５等を備える。
光源装置制御部４１は、ランプドライバ２１２に所定の制御信号を出力して光源ランプ２１１を交流点灯駆動させる。この光源装置制御部４１は、図１に示すように、駆動周波数制御部４１１と、駆動電流制御部４１２等を備える。

図３は、光源装置制御部４１によるランプドライバ２１２の制御構造を説明するための図である。具体的に、図３（Ａ）は、光源装置制御部４１から出力される駆動パルスの波形を示す図である。図３（Ｂ）は、光源ランプ２１１に供給される駆動電流の波形を示す図である。
駆動周波数制御部４１１は、インバータ２１２２に所定の駆動周波数の駆動パルスを出力してインバータ２１２２の前記２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦするタイミングを調整し、ランプドライバ２１２から光源ランプ２１１に供給される駆動電流の周波数を制御する。そして、図３に示すように、駆動パルスの立上りのタイミングＴ１で前記４個のスイッチング素子のうち所定の一対のスイッチング素子がＯＮし、他の一対のスイッチング素子がＯＦＦすることで、一対の電極２１１１間に所定方向に電流が流れる。また、駆動パルスの立下りのタイミングＴ２で逆に前記他の一対のスイッチング素子がＯＮし、前記所定の一対のスイッチング素子がＯＦＦすることで、一対の電極２１１１間に前記所定方向とは逆方向に電流が流れる。
なお、本実施形態では、駆動周波数制御部４１１は、137Hzの駆動周波数の駆動パルスを出力する、すなわち、137Hzの駆動周波数で光源ランプ２１１を交流点灯駆動させるものとする。

駆動電流制御部４１２は、ダウンチョッパ２１２１の前記スイッチング素子のデューティ比を調整し、ランプドライバ２１２から光源ランプ２１１に供給される駆動電流を制御する。より具体的に、駆動電流制御部４１２は、図３に示すように、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間において、タイミングＴ１での駆動電流波形のピーク値に対してタイミングＴ２での駆動電流波形のピーク値が大きくなるように、徐々に駆動電流を増加させる電流変動制御を実施する。同様に、駆動電流制御部４１２は、タイミングＴ２〜タイミングＴ１間において、タイミングＴ２での駆動電流波形のピーク値に対してタイミングＴ１での駆動電流波形のピーク値が大きくなるように、徐々に駆動電流を増加させる電流変動制御を実施する。

ところで、光源ランプ２１１を交流点灯駆動する際には、一対の電極２１１１間に流れる電流の向きが異なるため、所定方向に流れる駆動電流の電流値と前記所定方向とは逆方向に流れる駆動電流の電流値とが同一となるように制御した場合であっても、各電流値は一致しないものである。このため、図３（Ｂ）では、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間での駆動電流波形と、タイミングＴ２〜タイミングＴ１間での駆動電流波形とが非対称となるように図示している。具体的に、図３（Ｂ）では、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間での駆動電流波形の高さＨ１が、タイミングＴ２〜タイミングＴ１間での駆動電流波形の高さＨ２よりも大きくなるように図示している。

図４は、光変調装置制御部４２による画像信号の処理構造を説明するための図である。具体的に、図４（Ａ）は、光変調装置制御部４２に入力した画像信号の波形を示す図である。図４（Ｂ）は、光変調装置制御部４２にて倍速変換された後の画像信号の波形を示す図である。図４（Ｃ）は、光変調装置制御部４２にて倍速変換および極性反転された後の画像信号の波形を示す図である。なお、図４では、説明を簡略化するために、画像信号として、光変調装置２２１に全白画像を形成させる画像信号を採用している。
光変調装置制御部４２は、入力した画像情報（画像信号）に対して所定の処理を施し、処理を施した画像信号を光変調装置２２１に出力して、所定の画像光を光変調装置２２１に形成させる。この光変調装置制御部４２は、図１に示すように、ＡＤ変換部４２１と、スケーラ４２２と、画像補正部４２３等を備える。
ＡＤ変換部４２１は、外部の映像機器からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して出力する。
スケーラ４２２は、ＡＤ変換部４２１にて変換されたデジタル画像信号を駆動対象とする光変調装置２２１の表示フォーマット(1024×768)に適合したデジタル画像信号に変換する。また、スケーラ４２２は、光変調装置２２１を倍速駆動する（ＡＤ変換部４２１に入力される画像信号の２倍の周波数で１画面の画像を形成させる）ために、例えば、ＡＤ変換部４２１から出力されたデジタル画像信号を２相に相展開（シリアル−パラレル変換）する等により、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示すように、フレーム周波数を入力したデジタル画像信号のフレーム周波数（例えば、60Hz）の２倍のフレーム周波数（例えば、120Hz）に変換（倍速変換）してデジタル画像信号を画像補正部４２３に出力する。

画像補正部４２３は、スケーラ４２２から出力されたデジタル画像信号に対して所定の画像データ処理を施すとともに、処理を施したデジタル画像信号（以下、処理済画像信号（処理済画像情報））を出力する。そして、画像補正部４２３から出力された処理済画像信号は、例えば、図示しないＤＡ変換回路や極性反転回路等により、アナログ画像信号に変換された後、図４（Ｃ）に示すように、極性反転（画像信号の振幅中心電位を基準電位として、その電圧レベルを交互に反転させる）され、光変調装置２２１に供給される。
ここで、前記画像データ処理としては、輪郭強調処理、白黒伸長処理、色変換処理、γ補正処理、ＶＴ−γ補正処理、形状補正処理等が例示できる。なお、これら各種画像処理は、周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
また、画像補正部４２３は、メモリ４５に記憶された後述する補正情報を用いて、スケーラ４２２から出力されたデジタル画像信号に対して、光源ランプ２１１から射出される光束の時間的な輝度変化に応じた光変調装置２２１にて形成される画像光の輝度変化を補正する輝度補正処理を実施する。
ここで、画像補正部４２３は、図１に示すように、上述した各種画像データ処理及び輝度補正処理を実施する際の記憶領域として、画像データ記憶部４２３Ａを有している。この画像データ記憶部４２３Ａは、スケーラ４２２から出力されたデジタル画像信号（デジタル画像データ）をバッファリングする部分であり、例えば、１画面分のデジタル画像データを全て記憶するフレームバッファ等を採用できる。

モード移行部４３は、プロジェクタ１の外装筐体等に設けられた操作パネルや、プロジェクタ１を遠隔操作するリモートコントローラ等の操作部に対して通常動作モード、補正情報作成モードへの各モード移行の入力操作が利用者により実施された場合に、該入力操作に応じたモードに移行し、プロジェクタ１全体をモードに応じて動作させる。
例えば、モード移行部４３は、通常動作モードに移行させる旨の入力操作が実施された場合には、プロジェクタ１を通常動作させる通常動作モードに設定する。
また、例えば、モード移行部４３は、補正情報作成モードに移行させる旨の入力操作が実施された場合には、作成装置本体４４にて補正情報を作成可能とする補正情報作成モードに設定する。

作成装置本体４４は、補正情報作成モード時において、輝度検出部３から出力される信号を入力し、該信号に基づいて、光源ランプ２１１から射出される光束の時間的な輝度変化（以下、光源輝度変化）に応じた光変調装置２２１にて形成される画像光の輝度変化を補正するための補正情報を作成する。すなわち、上述した輝度検出部３および作成装置本体４４は、本発明に係る補正情報作成装置５（図１）に相当する。
なお、図３（Ｂ）に示すように、一対の電極２１１１間に流れる電流の向きが切り替わるタイミング（タイミングＴ１，Ｔ２）時での輝度変化、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間やタイミングＴ２〜タイミングＴ１間において徐々に駆動電流を増加させる上述した電流変動制御による輝度変化、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間での駆動電流波形とタイミングＴ２〜タイミングＴ１間での駆動電流波形とが非対称であることによる輝度変化等が上述した光源輝度変化に相当するものである。
この作成装置本体４４は、図１に示すように、輝度情報取得部４４１と、補正情報作成部４４２とを備える。

輝度情報取得部４４１は、輝度検出部３から出力される信号を所定の周期で順次、入力し、入力した各信号に基づいて、光源ランプ２１１から射出される光束の輝度値（輝度情報）を順次、取得（算出）する。そして、輝度情報取得部４４１は、各輝度値を算出した順に、順次、メモリ４５に記憶させる。
補正情報作成部４４２は、輝度情報取得部４４１にて算出された各輝度値に基づいて、画像データの輝度値（階調値）を補正するための補正値（補正情報）を順次、算出する。そして、補正情報作成部４４２は、所定期間、補正値を算出した後、該所定期間の各補正値を算出した順に並べてメモリ４５に記憶させる。

メモリ４５は、制御プログラム、上記各構成要素４１〜４４の処理に必要な情報、補正情報作成部４４２にて作成された輝度値、補正値等を記憶する。すなわち、メモリ４５は、本発明に係る補正情報記憶部に相当する。

〔プロジェクタの動作〕
次に、上述したプロジェクタ１の動作を図面に基づいて説明する。
なお、以下では、プロジェクタ１の動作のうち、補正情報作成モード時における補正情報作成方法、および、通常動作モード時における輝度補正処理（画像補正方法）を順に説明する。

〔補正情報作成方法〕
図５は、プロジェクタ１による補正情報作成方法を説明するフローチャートである。
図６は、補正情報作成方法および画像補正方法を説明するための図である。具体的に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）と同様の図である。図６（Ｃ）は、輝度検出部３から出力される信号の波形を示す図である。図６（Ｄ）は、輝度補正処理を実施しない場合での画像補正部４２３から出力される画像信号の波形を示す図である。図６（Ｅ）は、輝度補正処理を実施した場合での画像補正部４２３から出力される画像信号の波形を示す図である。なお、図６（Ｄ），図６（Ｅ）では、説明を簡略化するために、画像信号として、光変調装置２２１に全白画像を形成させる画像信号を採用している。
なお、以下では、利用者により補正情報作成モードに移行させる旨の入力操作が実施され、モード移行部４３によりプロジェクタ１が補正情報作成モードに設定されているものとする。

プロジェクタ１が補正情報作成モードに設定されると、光源装置制御部４１は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、ランプドライバ２１２に所定の制御信号を出力して光源ランプ２１１を137Hzの駆動周波数で交流点灯駆動させる（ステップＳ１）。
ステップＳ１に並行して、光源装置制御部４１が光源ランプ２１１を点灯させてから所定時間、経過後、すなわち、光源ランプ２１１から射出される光束の輝度が安定した後、以下に示すように、補正情報の作成を開始する。

先ず、輝度情報取得部４４１は、光源装置制御部４１から出力される駆動パルスの立上りのタイミングＴ１（以下、入力開始タイミングＴ１Ｓ（図６））から順次、光変調装置２２１に画像光を形成する際の水平同期信号の周期で、輝度検出部３から出力される信号を入力する。
本実施形態では、表示フォーマット(1024×768)の光変調装置２２１を倍速駆動させる構成としている。このため、水平同期信号のパルス数は、１垂直走査期間（フレーム周波数：120Hz）で、光変調装置２２１の走査線数（768本）にブランキング期間でのパルス数（16本）を加えた784本、存在することとなる。したがって、輝度情報取得部４４１は、フレーム周波数(120Hz)に水平同期信号のパルス数(784本)を掛けた約90kHzの周波数（約1/90k(s)の周期）で輝度検出部３から出力される信号を入力する。
そして、輝度情報取得部４４１は、輝度検出部３から順次、入力した信号に基づいて、該信号のレベルを０〜１Ｖとし、8bitでサンプリングしてリニア補正した値を輝度値としてそれぞれ算出する（ステップＳ２：輝度情報取得ステップ）。輝度情報取得部４４１は、各輝度値を算出した順に、順次、メモリ４５に記憶させる。

ステップＳ２に並行して、作成装置本体４４は、メモリ４５に記憶された各輝度値を認識し、光源装置制御部４１から出力される駆動パルスの１周期（入力開始タイミングＴ１Ｓから駆動パルスの次の立上りのタイミングＴ１（以下、入力終了タイミングＴ１Ｅ（図６）までの期間）に亘って輝度値を算出したか否かを判定する（ステップＳ３）。本実施形態では、上述したように、輝度情報取得部４４１は、水平同期信号の周期(約1/90k(s))で順次、輝度値を算出する。ここで、光源装置制御部４１は137Hzの周波数で駆動パルスを出力するので、駆動パルスの１周期(1/137(s))に亘って輝度情報取得部４４１が輝度値を算出した場合には、駆動パルスの周期を水平同期信号の周期で除算した686個の輝度値を算出することとなる。そして、ステップＳ３において、作成装置本体４４は、メモリ４５に686個の輝度値が存在するか否かを認識することで、輝度情報取得部４４１が駆動パルスの１周期に亘って輝度値の算出を実施したか否かを判定する。

そして、輝度情報取得部４４１は、ステップＳ３において「Ｙ」と判定されるまで、ステップＳ２において輝度値の算出を継続する。
ステップＳ３において、作成装置本体４４は、「Ｙ」と判定した場合には、以下に示すように、補正値を算出する（ステップＳ４）。
先ず、補正情報作成部４４２は、メモリ４５に記憶された各輝度値のうち、最大輝度値を認識する。例えば、最大輝度値としては、図６に示すように、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間での駆動電流波形の高さＨ１がタイミングＴ２〜Ｔ１間での駆動電流波形の高さＨ２よりも大きくなるように電流変動制御が実施されているため、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間でのタイミングＴ２で算出された輝度値に相当する。

そして、補正情報作成部４４２は、メモリ４５から686個の輝度値を輝度情報取得部４４１にて算出された順に順次、読み出し、最大輝度値から読み出した輝度値を差し引いた値を補正値として順次、算出する。補正情報作成部４４２は、算出した各補正値(686個)を、該各補正値を算出する際に用いた各輝度値の算出順（入力開始タイミングＴ１Ｓ〜入力終了タイミングＴ１Ｅの順）に並べてメモリ４５に記憶させる。

ステップＳ４の後、作成装置本体４４は、メモリ４５に記憶された各補正値を認識し、上述したステップＳ２〜Ｓ４の処理を所定回数（本実施形態では、５回）、実施したか否かを判定する（ステップＳ５）。
そして、作成装置本体４４は、ステップＳ５において「Ｙ」と判定されるまで、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返し実施する。
ステップＳ５において、「Ｙ」と判定された場合には、補正情報作成部４４２は、メモリ４５に記憶された各補正値(686個×5回分)のうち、対応する５つの各補正値（同一のタイミングで算出された５つの各輝度値に基づく５つの各補正値）を算出した順に順次、読み出し、平均化する（ステップＳ６）。そして、補正情報作成部４４２は、平均化した各補正値(686個)をステップＳ４と同様に、順に並べてメモリ４５に記憶させる（ステップＳ７）。すなわち、メモリ４５には、格納アドレス「000001」に入力開始タイミングＴ１Ｓで算出された５つの各輝度値に基づく５つの各補正値が平均化された補正値が格納され、格納アドレス「000002」〜「000686」まで、入力開始タイミングＴ１Ｓ〜入力終了タイミングＴ１Ｅで順次、算出された５つの各輝度値に基づく５つの各補正値が平均化された補正値がそれぞれ格納されている。
すなわち、上述したステップＳ４〜Ｓ７が本発明に係る補正情報作成ステップに相当する。

〔画像補正方法〕
図７は、プロジェクタ１による画像補正方法を説明するフローチャートである。
なお、以下では、利用者により通常動作モードに移行させる旨の入力操作が実施され、モード移行部４３によりプロジェクタ１が補正情報作成モードに設定されているものとする。
プロジェクタ１が通常動作モードに設定されると、上述した補正情報作成方法におけるステップＳ１と同様に、光源装置制御部４１は、ランプドライバ２１２に所定の制御信号を出力して光源ランプ２１１を137Hzの駆動周波数で交流点灯駆動させる（図６（Ａ），図６（Ｂ））。
ステップＳ１に並行して、画像補正部４２３は、以下に示すように、輝度補正処理を実施する（ステップＳ８：画像補正ステップ）。

すなわち、画像補正部４２３は、図６（Ｅ）に示すように、光源装置制御部４１から出力される駆動パルスの立上りのタイミングＴ１（以下、補正開始タイミングＴ１Ｃ）に同期して、メモリ４５に記憶された補正値を読み出す。そして、画像補正部４２３は、読み出した補正値を用いて、以下の式（１）により、同期信号（垂直同期信号、水平同期信号、ドットクロック）に同期して光変調装置２２１の１つの走査線に供給する画像信号（１つの走査線上の各画素に供給する各画素データ）の輝度値（階調値）を補正する輝度補正処理を施し、処理済画像信号（１つの走査線上の各画素に供給する各処理済画素データ）を光変調装置２２１に供給する（ステップＳ８Ａ）。

［数１］
CPd＝Pd−Cor×（Pd/2¹⁰）

なお、上記式（１）中、CPdは、処理済画素データの輝度値（階調値）である。また、Pdは、画素データの輝度値（階調値）である。さらに、Corは、補正値である。また、本実施形態では、画素データの輝度値（階調値）を10bitとしている。

すなわち、画像補正部４２３は、駆動パルスの立上りのタイミングＴ１に同期して、メモリ４５の格納アドレス「000001」に記憶された補正値を読み出し、読み出した補正値を用いて、上記式（１）により、輝度補正処理を施す。
また、画像補正部４２３は、駆動パルスの立上りのタイミングＴ１以降、順次、格納アドレスをインクリメントして（ステップＳ８Ｂ）、ステップＳ８Ａ，Ｓ８Ｂを繰り返し実施する。
以上の輝度補正処理により、一対の電極２１１１間に流れる電流の向きが切り替わるタイミング（タイミングＴ１，Ｔ２）時での光源輝度変化、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間やタイミングＴ２〜タイミングＴ１間において徐々に駆動電流を増加させる上述した電流変動制御による光源輝度変化、タイミングＴ１〜タイミングＴ２間での駆動電流波形とタイミングＴ２〜タイミングＴ１間での駆動電流波形とが非対称であることによる光源輝度変化を相殺する処理済画像信号（図６（Ｅ））が光変調装置２２１に供給されることとなる。

上述した本実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、補正情報作成装置５は、輝度情報取得部４４１および補正情報作成部４４２を備える。このことにより、輝度情報取得部４４１にて取得された光源ランプ２１１から射出される光束の輝度値に基づいて、補正情報作成部４４２にて、画像信号の輝度値（階調値）を補正して光源輝度変化を相殺するための補正値を作成できる。そして、プロジェクタ１を構成する光変調装置制御部４２が前記補正値を用いて画像信号を補正することで、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズを抑制できる。
したがって、光源ランプ２１１から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、光変調装置２２１にて形成される画像を良好に維持できる。

また、補正情報作成装置５は、輝度検出部３を備え、プロジェクタ１内部に搭載されている。このことにより、例えば、光源ランプ２１１の規格として予め設定された輝度値を外部から取得し、該輝度値に基づいて補正値を作成する構成と比較して、適宜、補正情報作成モードに移行することで、プロジェクタ１内部に搭載された光源ランプ２１１固有の光源輝度変化（輝度値）を取得でき、該輝度値に基づいて補正対象とするプロジェクタ１固有の良好な補正値を作成できる。したがって、光変調装置制御部４２が前記補正値を用いて画像信号を補正することで、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズを効果的に抑制できる。

また、輝度情報取得部４４１は、所定の周期で輝度検出部３からの信号を入力することで、輝度値をそれぞれ取得する。そして、補正情報作成部４４２は、各輝度値に基づいて、光源装置２１に出力される駆動パルスの１周期分の各補正値をそれぞれ作成する。そして、光変調装置制御部４２は、１周期分の各補正値を順次、繰り返し用いて、画像信号を補正する。このことにより、光源ランプ２１１を交流点灯駆動させる構成とした場合には、光源輝度変化は光源装置２１に出力される所定の駆動周波数の駆動パルスの１周期毎に同様のものとなるため、補正情報作成装置５にて、最低限必要とされる駆動パルスの１周期分の各補正値を作成できる。このため、補正値を不要に多く作成する必要がなく、補正値を容易にかつ短時間で作成できる。また、作成した補正値を記憶させるメモリ４５にそれほど大きい容量を必要としない。

また、輝度情報取得部４４１は、水平同期信号の周期で輝度値をそれぞれ取得する。すなわち、補正情報作成部４４２は、各輝度値に基づいて、駆動パルスの１周期（立上りのタイミングＴ１（入力開始タイミングＴ１Ｓ）〜入力終了タイミングＴ１Ｅ）内における水平同期信号のパルス数(686個)と同数の補正値を作成する。また、光変調装置制御部４２は、駆動パルスの立上りのタイミングＴ１（補正開始タイミングＴ１Ｃ）に同期して前記各補正値を順次、繰り返し用いる。このことにより、光変調装置制御部４２は、光変調装置２２１の走査線に画像信号を供給する水平同期信号の周期毎に、水平同期信号の周期毎の光源ランプ２１１から射出される光束の輝度値に応じた補正値を用いて、走査線に供給する画像信号をそれぞれ補正でき、光源輝度変化に応じた画像のちらつきやスクロールノイズをより効果的に抑制できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、補正情報作成装置５は、プロジェクタ１内部に搭載されていたが、これに限らず、プロジェクタ１とは別体で用いる構成とし、信号線や通信手段によりプロジェクタ内部のメモリ４５に作成した各補正値を記憶させる構成としても構わない。
前記実施形態では、補正情報作成装置５は、輝度検出部３を備えた構成としていたが、これに限らず、輝度検出部３を省略した構成としても構わない。このような構成とした場合には、輝度情報取得部４４１は、既に計測された、あるいは、光源ランプ２１１の規格として予め設定された各輝度値を、操作部等の入力手段を介して取得する、あるいは、信号線や通信手段を介して外部から取得する構成とする。

前記実施形態において、画像補正部４２３は、駆動パルスの立上りのタイミングＴ１に同期してメモリ４５から補正値を読み出していたが、これに限らない。例えば、補正情報作成部４４２が駆動パルスの立下りのタイミングＴ２〜次の立下りのタイミングＴ２の期間に亘って各補正値を作成した場合には、画像補正部４２３は、駆動パルスの立下りのタイミングＴ２に同期してメモリ４５から補正値を読み出す構成とする。

前記実施形態では、光変調装置制御部４２は、光変調装置２２１を倍速駆動する構成としていたが、これに限らず、フレーム周波数を倍速変換せずに入力した画像信号のフレーム周波数で画像信号を光変調装置２２１に供給する構成としても構わない。さらに、光変調装置制御部４２は、極性反転した画像信号を光変調装置２２１に供給する構成としていたが、極性反転回路を設けない構成としても構わない。

前記実施形態において、補正情報作成装置５は、水平同期信号の周期で輝度値を取得、すなわち、水平同期信号の周期で補正値を算出していたが、これに限らず、その他の周期で補正値を算出する構成としても構わない。すなわち、１つの補正値を用いて、１つの走査線に供給する画像信号を補正する構成に限らず、１つの補正値を用いて、複数の走査線に供給する各画像信号を補正する構成としても構わない。
前記実施形態において、補正情報作成方法および画像補正方法は、図５および図７に示すフローに限らず、適宜、処理順序を変更しても構わない。

前記実施形態では、光変調装置２２１として液晶パネルを説明したが、光変調装置２２１としては、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネルの他、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)(米国テキサスインスツルメント社の商標)等を採用してもよい。
前記実施形態では、画像表示装置としてフロント投射型のプロジェクタ１を採用していたが、これに限らず、液晶ディスプレイ等の液晶表示装置、背面投射型のリアプロジェクタ等の各種の画像表示装置として構成しても構わない。

本発明の補正情報作成装置は、光源装置から射出される光束の輝度が時間的に変化する場合であっても、画像形成装置にて形成される画像を良好に維持できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタ等の画像表示装置に利用できる。

本実施形態における画像表示装置としてのプロジェクタの概略構成を示す模式図。 前記実施形態における光源装置の概略構成を示す図。 前記実施形態における光源装置制御部によるランプドライバの制御構造を説明するための図。 前記実施形態における光変調装置制御部による画像信号の処理構造を説明するための図。 前記実施形態におけるプロジェクタによる補正情報作成方法を説明するフローチャート。 前記実施形態における補正情報作成方法および画像補正方法を説明するための図。 前記実施形態におけるプロジェクタによる画像補正方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１・・・プロジェクタ（画像表示装置）、３・・・輝度検出部、４・・・制御装置、５・・・補正情報作成装置、２１・・・光源装置、２２・・・画像形成装置、４１・・・光源装置制御部、４５・・・メモリ（補正情報記憶部）、２２１・・・光変調装置、２２２・投射光学装置、４２３・・・画像補正部、４４１・・・輝度情報取得部、４４２・・・補正情報作成部、Ｓ２・・・輝度情報取得ステップ、Ｓ４〜Ｓ７・・・補正情報作成ステップ、Ｓ８・・・画像補正ステップ。

Claims (9)

1. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置に用いられ、前記制御装置に前記画像情報を補正させるための補正情報を作成する補正情報作成装置であって、
   前記光源装置から射出される光束の輝度に関する輝度情報を取得する輝度情報取得部と、
   前記輝度情報に基づいて、前記光源装置から射出される光束の時間的な光源輝度変化に応じた前記画像の輝度変化を補正するための前記補正情報を作成する補正情報作成部とを備えている
   ことを特徴とする補正情報作成装置。
2. 請求項１に記載の補正情報作成装置において、
   前記画像表示装置内部に配設され、前記光源装置から射出される光束の輝度を検出する輝度検出部を備え、
   前記輝度情報取得部は、
   前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報を取得する
   ことを特徴とする補正情報作成装置。
3. 請求項２に記載の補正情報作成装置において、
   前記制御装置は、前記光源装置に所定の駆動周波数の駆動パルスを出力し、前記光源装置を交流点灯駆動させ、
   前記輝度情報取得部は、
   所定の周期で前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報をそれぞれ取得し、
   前記補正情報作成部は、
   各前記輝度情報に基づいて、前記駆動パルスの１周期分の各前記補正情報をそれぞれ作成する
   ことを特徴とする補正情報作成装置。
4. 請求項３に記載の補正情報作成装置において、
   前記所定の周期は、前記制御装置が前記画像情報に応じた画像を前記画像形成装置に形成させる際に用いる水平同期信号の周期である
   ことを特徴とする補正情報作成装置。
5. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置であって、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の補正情報作成装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記補正情報作成装置にて作成された補正情報を用いて前記画像情報を補正する画像補正部を備えている
   ことを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項５に記載の画像表示装置において、
   前記制御装置は、
   前記補正情報作成装置にて作成された前記補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
   前記光源装置に所定の駆動周波数の駆動パルスを出力し、前記光源装置を交流点灯駆動させる光源装置制御部とを備え、
   前記補正情報作成装置は、
   前記光源装置から射出される光束の輝度を検出する輝度検出部を備え、
   前記輝度情報取得部は、
   前記制御装置が前記画像情報に応じた画像を前記画像形成装置に形成させる際に用いる水平同期信号の周期で前記輝度検出部からの信号を入力することで、前記輝度情報をそれぞれ取得し、
   前記補正情報作成部は、
   各前記輝度情報に基づいて、所定のタイミングから前記駆動パルスの１周期分の各前記補正情報をそれぞれ作成し、前記１周期分の前記各補正情報を前記補正情報記憶部に記憶させ、
   前記画像補正部は、
   前記所定のタイミングに同期して前記補正情報記憶部から順次、前記各補正情報を読み出し、読み出した補正情報を用いて前記画像情報を補正する
   ことを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の画像表示装置において、
   前記画像形成装置は、
   前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を拡大投射する投射光学装置とを備えている
   ことを特徴とする画像表示装置。
8. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置に用いられ、前記制御装置に前記画像情報を補正させるための補正情報を作成する補正情報作成装置を利用した補正情報作成方法であって、
   前記光源装置から射出される光束の輝度に関する輝度情報を取得する輝度情報取得ステップと、
   前記輝度情報に基づいて、前記光源装置から射出される光束の時間的な光源輝度変化に応じた前記画像の輝度変化を補正するための前記補正情報を作成する補正情報作成ステップとを備えている
   ことを特徴とする補正情報作成方法。
9. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する画像形成装置と、前記光源装置および前記画像形成装置を制御する制御装置とを備えた画像表示装置を利用した画像補正方法であって、
   請求項８に記載の補正情報作成方法において作成された補正情報を用いて前記画像情報を補正する画像補正ステップを備えている
   ことを特徴とする画像補正方法。

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