JP2011209514A - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルを用いた画像表示に関する技術を提供する。
【解決手段】画像データを入力し表示画像を表示する画像表示装置であって、複数の液晶セルから構成され、該液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性に基づいて制御されることにより画像を表示する液晶パネルと、光源から液晶パネルに入射する入射光の光量を調整する光量調整手段と、表示特性に基づく特性値を参照して、画像データに基づく液晶パネルへの入力信号を生成する信号生成部と、光量に応じて信号生成部が参照する特性値を変更する変更手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルを用いた画像表示の技術に関するものである。

液晶パネルを用いた画像表示装置、例えば３ＬＣＤ方式の液晶プロジェクターにおいて、調光機能を使用したものが知られている（例えば、下記特許文献１）

特開２００４−３５４８８２号公報

ところで、液晶パネルを用いた画像表示装置は、当該液晶パネルを構成する複数の液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性（例えば、印加電圧に対する透過率や反射率）にバラツキがある場合や、光源から液晶パネルへの分光照射強度が均一でないと、輝度ムラを生じる場合がある。原色（赤、緑、青）毎、つまり各液晶パネル毎の特性のバラツキ、特に液晶パネル面内の表示特性のバラツキは、投写されたカラー画像において「色ムラ」となる。このような色ムラを低減するために、色ムラ補正回路を搭載したプロジェクターが知られている。

こうした色ムラ補正回路は、各液晶パネル毎（赤、緑、青）の面内の表示特性のバラツキ（以下、「特性ムラ」とも言う）を補正する回路で、液晶プロジェクターに入力された画像信号に応じて、各液晶パネルを駆動するための信号を生成する過程で、液晶パネルを構成する各液晶セルの位置に関連した補正値を、画像信号に含まれる階調に対応したデータ値に加算することで特性ムラの低減を実現している。

しかし、液晶パネルを構成する各液晶セルの表示特性は、液晶パネルに入射する入射光の光量によっても異なる。液晶パネルに入射される入射光の光量の変化に伴う、液晶パネルの温度変化や、液晶パネルおよびその周辺に備えるデバイスの光学特性の変化に起因する。そのため、調光機能を使用した画像表示装置の場合、調光機能を使用して液晶パネルに入射する入射光の光量を変えると、光量の多い場合と少ない場合とで、色ムラの状態が異なる場合がある。そのため、光量の多い状態、つまり表示画像が明るい状態で色ムラ補正を行うと、光量が少ない状態、つまり表示画像が暗い状態になったときに色ムラ補正ができておらず、場合によっては色ムラがひどくなるという問題が指摘されていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。

［適用例１］
画像データを入力し表示画像を表示する画像表示装置であって、複数の液晶セルから構成され、該液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性に基づいて制御されることにより画像を表示する液晶パネルと、光源から前記液晶パネルに入射する入射光の光量を調整する光量調整手段と、前記表示特性に基づく特性値を参照して、前記画像データに基づく前記液晶パネルへの前記入力信号を生成する信号生成部と、前記光量に応じて前記信号生成部が参照する前記特性値を変更する変更手段とを備える画像表示装置。

液晶パネルを構成する液晶セルは、液晶パネルに入射する入射光の光量によって、表示特性が変化する。表示特性としては、例えば、液晶セルへの印加電圧に対する透過率が挙げられる。光量による表示特性の変化は、入射光による液晶セルの温度上昇や、その他デバイスの光学特性に起因する。この画像表示装置によると、入射光の光量に応じて信号生成部が参照する表示特性に基づく特性値を変更するので、入射光の光量に依らず、同一の表示特性を参照して液晶パネルを制御する場合と比較して、より精度の高い液晶パネルの制御をすることができる。

［適用例２］
適用例１記載の画像表示装置であって、さらに、前記光量に応じた複数の前記特性値を記憶した記憶部を備え、前記変更手段は、前記光量調整手段が調整した入射光の光量に応じて、前記記憶部に記憶している前記特性値を前記信号生成部が参照するように読み出す画像表示装置。

この画像表示装置によると、入射光の光量に応じた特性値を記憶部が記憶しているので、光量の変化に応じて、参照する特性値を随時変更可能である。

［適用例３］
適用例２記載の画像表示装置であって、前記記憶部は、前記液晶パネルの面内の２以上の特定の液晶セル毎に前記特性値を記憶し、前記変更手段は、前記画像データに対応する前記液晶セルの前記液晶パネル面内における位置に基づいて、前記記憶部が記憶した前記特性値を読み出し、前記信号生成部に参照させることにより、前記液晶パネル面内における前記表示特性のばらつきによるムラの発生を抑制する画像表示装置。

この画像表示装置によると、入射光の光量に応じて、かつ、液晶パネルの面内の２以上の特定の液晶セル毎に、参照する特性値を変更することによって、液晶パネル面内における各液晶セルの表示特性のバラツキによるムラの発生を抑制することができる。

［適用例４］
適用例２または適用例３に記載の画像処理装置であって、前記記憶部は、少なくとも２つ以上の特定の前記光量における前記特性値を記憶しており、前記変更手段は、前記光量調整手段が調整した入射光の光量が前記特定の光量ではない場合、該光量調整手段が調整した入射光の光量に応じて、前記記憶部に記憶している前記特定の光量における少なくとも２つ以上の前記特性値を読み出した上で、前記読み出した前記特性値を参照した補間演算によって算出した補間特性値を、前記信号生成部に前記特性値として参照させる画像表示装置。

この画像表示装置によると、入射光の光量が特定の光量ではない場合は、特定の光量における表示特性に基づく特性値を参照した補間演算によって参照する特性値を算出するので、光量調整手段が取りうる全ての光量に対応した特性値を記憶する必要がなく記憶部の記憶容量を軽減することができる。

［適用例５］
適用例４記載の画像表示装置であって、前記変更手段は、該光量調整手段が調整した入射光の光量に基づいた重み付け係数を用いた加重平均によって、前記補間演算を行う画像表示装置。

この画像表示装置によると、光量に基づいた重み付け係数を用いて加重平均を行うので、入射光の光量に応じて特性値を変更することができる。

［適用例６］
適用例２ないし適用例５のいずれか記載の画像表示装置であって、前記記憶部は、さらに、前記画像データの特定の階調値毎に前記特性値を記憶しており、前記変更手段は、前記入力した画像データの階調値に基づいて前記記憶部から前記特性値を読み出す画像表示装置。

この画像表示装置によると、記憶部は画像データの特定の階調値毎に特性値を記憶しているので、入力した画像データの階調値に応じて特性値を変更することができる。

［適用例７］
適用例４ないし適用例６のいずれか記載の画像表示装置であって、前記入射光の特定の光量は、前記光量調整手段によって調整された前記入射光の最大光量と最小光量の２つの光量である画像表示装置。

この画像表示装置によると、記憶部は入射光の最大光量と最小光量との２つの特定の光量に関して特性値を記憶しており、入射光がその２つの光量ではない場合は、その２つの光量における特性値を補間演算することで、変更手段が参照する特性値を算出するので、３種類以上の光量における特性値を記憶する場合と比較して、記憶部の記憶容量を少なくすることができる。

［適用例８］
複数の液晶セルから構成され、該液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性に基づいて制御されることにより画像を表示する液晶パネルを用いて、入力した画像データに基づいた表示画像を表示する画像表示方法であって、光源から前記液晶パネルに入射する入射光の光量を調整する工程と、前記表示特性に基づく特性値を参照して、前記画像データに基づく前記液晶パネルへの前記入力信号を生成する工程と、前記光量に応じて前記信号生成手段において参照する前記表示特性を変更する工程とを備える画像表示方法。

液晶パネルを構成する液晶セルは、液晶パネルに入射する入射光の光量によって、表示特性が変化する。表示特性としては、例えば、液晶セルへの印加電圧に対する透過率が挙げられる。光量による表示特性の変化は、入射光による液晶セルの温度上昇や、液晶パネルの周辺のデバイスの光学特性に起因する。この画像表示方法によると、入射光の光量に応じて、参照する特性値を変更するので、入射光の光量に依らず、同一の表示特性を参照して液晶パネルを制御する場合と比較して、より精度の高い液晶パネルの制御をすることができる。

プロジェクター１０の構成を示す説明図である。 データ変換処理の流れを説明するブロック図である。 色ムラ補正回路６１における処理を説明する説明図である。 色ムラ補正値Ｄｈｒｌを説明する説明図である。 プロジェクター１０の画像表示方法を説明するフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
Ａ．第１実施例：
（Ａ１）システム構成：
図１は、本発明の第１実施例としてプロジェクター１０の構成を示す説明図である。プロジェクター１０は、３ＬＣＤ方式の液晶プロジェクターである。プロジェクター１０は、入力インターフェース（入力ＩＦ）２０、色変換回路３０、調光制御部４０、ガンマ補正回路５０、色ムラ補正処理部６０、液晶パネル駆動部７０、液晶パネル９１〜９３、制御部１１０、メモリー１２０を備える。

色変換回路３０、調光制御部４０、ガンマ補正回路５０、色ムラ補正処理部６０は、画像処理専用に設けられた画像処理部１００に備えられている。画像処理部１００は画像処理専用プロセッサーであり、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いることができる。また、プロジェクター１０は、液晶パネル９１〜９３を照明するための照明光学系８０を備える。照明光学系８０は、光源８１と、調光装置８３と、調光装置を介した光源８１からの光（以下、入射光とも呼ぶ）をＲ，Ｇ，Ｂの照明光に分光する分光光学系８５とを備える。調光装置８３は、光源８１が発した光を当該調光装置８３を介すことで、液晶パネル９１〜９３に入射する光の光量を調整する装置である。調光装置としては、偏光素子を用いたものや、光源からの光を部分的に遮断するパネルを備えたシャッター方式のものなど種々の方式の調光装置を用いることが可能である。本実施例では、シャッター方式の調光装置を使用する。調光装置は公知の技術であるので詳細な説明は省略する。さらに、プロジェクター１０は、分光光学系８５で分光された３つの光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対して、それぞれ液晶パネル９１、９２、９３で変調した変調光を画像光に合成するダイクロイックプリズム９４およびレンズユニット９５を備える。ダイクロイックプリズム９４およびレンズユニット９５で合成された画像光は、スクリーンＳＣに表示画像として投射表示される。なお、液晶パネル９１〜９３をまとめて単に液晶パネル９０とも呼ぶ。

入力ＩＦ２０は、パーソナルコンピューターやＤＶＤ再生装置等の画像データ出力機器から入力される画像データをプロジェクター１０に入力するための処理部である。本実施例においては、入力ＩＦ２０は、画像データとして、Ｙ（明度）Ｕ（色差）Ｖ（色差）の色空間で表現された画像データ（以下、ＹＵＶデータとも呼ぶ）を入力する。

図５は、第１実施例のプロジェクター１０における画像表示方法を説明するフローチャートである。色変換回路３０は、入力ＩＦ２０から入力される画像データ（ＹＵＶデータ）を、プロジェクター１０で処理可能なＲＧＢで表現される階調データＤａ（以下、ＲＧＢデータＤａとも呼ぶ）に変換する回路である。入力されたＹＵＶデータに対して、色空間における座標変換（ＹＵＶ→ＲＧＢ）を行うことにより、色変換を行う（ステップＳ１１０）。調光制御部４０は、階調データＤａに対応した階調値が、画像として暗い画像か、明るい画像かを判定し（ステップＳ１２０）、暗い画像である場合に、後述する制御部１１０を介して調光装置８３で入射光の光量を調整する（ステップＳ１３０）。また、入射光の光量調整の有無に応じて、階調データＤａの階調値を補正（ゲイン調整）し（ステップＳ１４０）、階調データＤｂとしてガンマ補正回路５０に入力する。ガンマ補正回路５０は、液晶パネル９０に入力されるＲＧＢデータに対してガンマ補正を行う回路である。具体的には、階調データＤｂに対して、液晶パネル９０の透過率（Ｔ）が所定の特性になるように、液晶パネル９０のＶＴ特性（印加電圧−透過率特性）を考慮して、階調データＤｂを補正する（ステップＳ１５０）。なお、ガンマ補正後の階調データを階調データＤｃとする。

色ムラ補正処理部６０は、表示画像の色ムラの原因である液晶パネルの特性ムラを抑制するために、ガンマ補正回路５０でのガンマ補正後の階調データＤｃに対して色ムラ補正処理を行う（ステップＳ１６０）。上述したように、特性ムラは、液晶パネルの液晶層の厚さが不均一であったり、各液晶セルに対応したＴＦＴの動作特性が液晶パネル面内でバラついているために生じる液晶パネル面内方向および階調方向の表示特性のバラツキを言う。従って、色ムラ補正処理部６０は、液晶パネル面内方向、および階調方向に階調データＤｃに補正を行い、階調データＤｄとすることで、色ムラを低減している。色ムラ補正処理については後で詳しく説明する。液晶パネル駆動部７０は、階調データＤｄに対応した電圧を液晶パネルに印加し、液晶パネル９０（９１〜９３）の各画素の光透過率を調整して、分光された各色光の変調光を得る（ステップＳ１７０）。変調光は、ダイクロイックプリズム９４で合成され、画像光としてレンズユニット９５からスクリーンＳＣに投射される。以上の処理を所定の周期で繰り返し実行することにより、入力ＩＦ２０に入力される画像データに応じた画像が表示される。制御部１１０は、ＣＰＵを備えており、メモリー１２０に格納されているプロジェクター１０のドライバープログラムを読み込み、プロジェクター１０の動作を制御する機能を有している。

（Ａ２）データ変換処理：
次に、プロジェクター１０の、色変換回路３０→調光制御部４０→ガンマ補正回路５０→色ムラ補正処理部６０を介して行われるデータ変換処理について説明する。図２は、入力ＩＦ２０を介して入力されたＹＵＶデータが、データ変換処理によって液晶パネル９１〜９３に入力されるまでのデータの流れを説明するブロック図である。上述したように、ＹＵＶデータは色変換回路３０を介してＲＧＢデータである階調データＤａに変換される。階調データＤａの赤色成分データを階調データＤａｒ、緑色成分データを階調データＤａｇ、青色成分データを階調データＤａｂと呼ぶ。なお、以下で説明する階調データの符号の語尾が「ｒ」「ｇ」「ｂ」のデータはそれぞれ、赤色成分のデータ、緑色の成分データ、青色の成分データを示す。以下、本説明では、赤色の成分の階調データによってデータ変換処理を説明する。

図２に示すように、色変換回路３０はＹＵＶデータに対して色変換（ＹＵＶ→ＲＧＢ）を行い、階調データＤａ（ＲＧＢデータ）を出力する。階調データＤａｒは、階調データＤａの赤色成分のデータである。色変換回路３０は色変換によって生成した階調データＤａｒを調光制御部４０に入力する。調光制御部４０および調光装置８３は、プロジェクター１０に入力された画像データに基づく表示画像が全体的に暗い画像である場合の、階調表現の微細化、およびコントラスト比の向上を目的に設けられている。

一般に透過型液晶パネルを用いた画像表示装置は、液晶パネル面内に配設される画素毎に光源からの光の透過量を調整することを利用して画像を表示している。しかし液晶パネルの特性上、完全に光源からの光を遮ることはできない。つまり、液晶パネルで光源からの光を遮断したとしても、液晶パネルを透過する光（以下、「漏れ透過光）とも呼ぶ）は存在する。そこで、調光装置８３を設け、光源から液晶パネルに入射される入射光自体の光量を低減することによって、液晶パネルからの漏れ透過光の光量を抑制することができる。このようにすることで、液晶パネルによる透過光の遮断によって表現している「黒」を、漏れ透過光を低減することで、より一層、本来の「黒」に近い色として表現可能になる。つまり、コントラスト比を向上することができる。また液晶パネルに入射される入射光自体の光量を低減しているので、その光量を低減した入射光を基準に液晶パネルは本来の階調表現（例えば２５６階調）をすることができる。つまり暗い画像において、液晶パネルが本来備える階調表現ができるので、階調表現の微細化が可能となる。

調光装置８３は、入射光の光量自体を低減するので、表示画像全体が暗い画像となる。従って、調光装置８３によって入射光の光量を低減するのは、本来の表示画像が暗い画像のときである。よって、表示画像が暗い画像であるか否かを判断するために、調光制御部４０によって、表示画像に対応するＲＧＢ画像である階調データＤａを入力し、階調データＤａｒ，Ｄａｇ，Ｄａｂの各階調値を参照することで、表示画像全体の明度（以下、画像明度とも呼ぶ）を算出し、画像明度にあわせて、調光装置８３によって入射光の光量を調整する。本実施例における調光装置８３は、２５６段階に入射光の光量を調整可能である。

調光制御部４０は、映像信号検出回路４５と、ゲインコントロール回路４１〜４３を備える。映像信号検出回路４５は、調光制御部４０に入力されたＲＧＢデータの階調値を参照し、表示画像の画像明度を算出する。映像信号検出回路４５は、算出した画像明度が、予め設定した基準となる画像明度を下回る場合、つまり暗い画像であると判断した場合、算出した画像明度にあわせて、入射光の光量の低減度合いを示す光量ゲインＧｎを算出する。調光制御部４０は算出した光量ゲインＧｎを制御部１１０に入力し、制御部１１０が、調光装置８３、および、後述するゲインコントロール回路４１〜４３、色ムラ補正回路６１〜６３に出力する。調光装置８３は、制御部１１０を介して映像信号検出回路４５から光量ゲインＧｎを入力すると、光量ゲインＧｎの値に応じて、調光装置８３は光源からの光量を絞って、入射光の光量を低減する。例えば、入射光の光量を１／３倍にする場合には、Ｇｎ＝３として入力する。

一方、入射光の光量を低減したことに伴い、表示画像として同じ階調を表現する場合には、階調データの階調値を増幅させる必要がある。例えば、Ｇｎ＝３として調光装置８３によって入射光の光量を１／３倍にした場合には、階調データＤａの階調値を３倍にする。階調データの階調値を３倍にすることは、つまりは、液晶パネルの透過率を３倍にすることを意味する。つまり、光量を１／３倍、透過率を３倍にすることで、本来の画像データの有する階調値と同一の階調を表示画像として表現することができる。よって、映像信号検出回路４５は、制御部１１０を介してゲインコントロール回路４１〜４３に、光量ゲインＧｎを出力する。以下、光量ゲインＧｎによって階調データの階調値を増幅させることを階調増幅とも言う。

ゲインコントロール回路４１は赤色の階調データである階調データＤａｒを入力し、制御部１１０を介して映像信号検出回路４５から取得した光量ゲインＧｎに応じて階調増幅を行う回路である。そして、階調増幅後の階調データを階調データＤｂｒとしてガンマ補正回路５０に出力する。

ガンマ補正回路５０は、ガンマ補正回路５０は、ガンマ補正に用いるルックアップテーブルであるガンマＬＵＴ５１、ガンマＬＵＴ５２、ガンマＬＵＴ５３を備える。ガンマＬＵＴ５１には、階調データＤｂｒに対するガンマ補正後の階調値（ガンマ補正値）が記憶されている。ガンマ補正回路５０は、階調データＤｂｒの各階調値に応じてデータ読み込み用のアドレスを指定して、ガンマＬＵＴ５１のガンマ補正値を読み込み、階調データＤｃｒとして色ムラ補正処理部６０に入力する。

色ムラ補正処理部６０は、階調データＤｃに対して色ムラ補正処理を行い、表示画像の色ムラを抑制する処理部である。図２に示すように、色ムラ補正処理部６０は、色ムラ補正回路６１〜６３を備える。色ムラ補正回路６１は、階調データＤｃｒを処理する回路である。

図３は色ムラ補正回路６１における処理を説明するブロック図である。色ムラ補正回路６１は、色ムラ補正に用いるルックアップテーブルである色ムラ補正ＬＵＴ６１１、色ムラ補正ＬＵＴ６１２、補正値算出回路６１５、補正値加算回路６１７を備える。各色ムラ補正ＬＵＴ６１１，６１２には、階調データＤｃｒに色ムラ補正として加算する色ムラ補正値Ｄｈｒが記憶されている。色ムラ補正値Ｄｈｒは、赤色の階調データに対応した色ムラ補正値Ｄｈである。色ムラ補正ＬＵＴ６１１には、入射光の光量が最大光量、換言すれば、表示画像が明るいとき、つまりは調光装置８３で入射光の光量を低減していない場合に、液晶パネルに生じる色ムラに応じて色ムラ補正を行うための色ムラ補正値Ｄｈｒｌが記憶されている。一方、色ムラ補正ＬＵＴ６１２には、入射光の光量が最小光量、換言すれば、表示画像が暗いとき、つまりは調光装置８３で入射光の光量を最も低減した場合に、液晶パネルに生じる色ムラに応じて色ムラ補正を行うための色ムラ補正値Ｄｈｒｄが記憶されている。

色ムラ補正回路６１は、階調データＤｃｒに対応して色ムラ補正ＬＵＴ６１１、色ムラ補正ＬＵＴ６１２を参照して、色ムラ補正値Ｄｈｒｌ，Ｄｈｒｄを算出し、補正値算出回路６１５に入力する。補正値算出回路６１５は、上述したように制御部１１０を介して映像信号検出回路４５から光量ゲインＧｎを取得する。補正値算出回路６１５は、取得した光量ゲインＧｎに基づいて、後述する加重平均に用いる重み付け係数Ｋを算出する。

補正値算出回路６１５は、入射光に光量が最大光量時に対応した色ムラ補正値Ｄｈｒｌ、および、最小光量時に対応した色ムラ補正値Ｄｈｒｄから、実際に調光装置８３が調整した入射光の光量時に液晶パネルに生じる色ムラに則した色ムラ補正値Ｄｈｒを算出する。具体的には、色ムラ補正値Ｄｈｒｌと色ムラ補正値Ｄｈｒｄとを用いて、重み付け係数Ｋに基づいた加重平均による補間演算を行うことによって算出する。重み付け係数Ｋは、光量ゲインＧｎに基づいた係数である。光量ゲインＧｎに基づいて調光装置８３で入射光の光量を調整していることから、重み付け係数Ｋは、入射光の光量を反映した値である。

補正値算出回路６１５は、補間演算によって算出した色ムラ補正値Ｄｈｒを補正値加算回路６１７に入力する。補正値加算回路６１７は、階調データＤｃｒに色ムラ補正値Ｄｈｒを加算することによって、実際に調光装置８３が調整した入射光の光量時に液晶パネルに生じる特性ムラに則した色ムラ補正処理を行う階調データＤｄｒを算出する。

ここで、色ムラ補正回路６１が備える色ムラ補正ＬＵＴについて説明する。具体例として、色ムラ補正ＬＵＴ６１１を用いて説明する。上述したように、色ムラ補正ＬＵＴ６１１には、入射光の光量が最大光量のときに液晶パネルに生じる液晶パネル上の特性ムラに応じて色ムラ補正を行うための色ムラ補正値Ｄｈｒｌが記憶されている。図４は、色ムラ補正回路における色ムラ補正ＬＵＴ６１１、および、色ムラ補正ＬＵＴ６１１を用いて算出される色ムラ補正値Ｄｈｒｌを説明する説明図である。

図４の中央の格子は色ムラ補正ＬＵＴ６１１を示している。色ムラ補正ＬＵＴ６１１には、液晶パネル９１上の複数の特定の液晶セルに対する色ムラ補正値Ｄｈｒｌが記憶されている。以下、この複数の特定の液晶セルのセル位置に対応した色ムラ補正ＬＵＴ６１１の格子位置を特定位置とも呼ぶ。さらに、色ムラ補正ＬＵＴ６１１は、１つの特定位置に対応して入力される階調データＤｂｒの階調範囲に応じて、特定の８つの階調値毎に色ムラ補正値Ｄｈｒｌを記憶している。以下、この特定の８つの階調値に対応する色ムラ補正ＬＵＴ６１１の格子平面を特定階調値１〜８とも呼ぶ。つまり、色ムラ補正ＬＵＴ６１１は、各特定位置における各特定階調値ごとに色ムラ補正値Ｄｈｒｌを記憶している３次元のルックアップテーブル（以下、３Ｄ−ＬＵＴ）である。この色ムラ補正値Ｄｈｒｌを記憶している特定位置の特定階調値に対応する階調データＤｃｒを「記憶値階調データ」とも呼ぶ。

色ムラ補正回路６１は、入力された階調データＤｃｒが、液晶パネル９１の特定位置の特定階調値に対応する階調データの場合、つまり記憶値階調データであるの場合、その対応する色ムラ補正値Ｄｈｒｌを読み出し、補正値算出回路６１５に出力する。一方、入力された階調データＤｃｒが、記憶値階調データ以外の階調データＤｃｒの場合、入力された階調データＤｃｒの液晶面内方向および階調方向に隣接する８つの記憶値階調データの色ムラ補正値Ｄｈｒｌを読み出す。そして、階調データＤｃｒを挟む２つの特定階調値毎に、液晶パネル面内方向に、各面内４つの色ムラ補正値Ｄｈｒｌを用いて補間演算を行い２つの補間演算値α１、α２を算出する。図４の具体例の場合、入力された階調データＤｃｒは、特定階調値１と特定階調値２に挟まれた階調値で、かつ、液晶パネル面内の特定位置１，２，３，４に囲まれた液晶パネルの位置に対応する階調データである。よって、特定階調値１における液晶パネルの面内方向に、各記憶値階調データに記憶された色ムラ補正値Ｄｈｒｌ１〜４を用いて加重平均により補間演算値α１を算出する。

加重平均は、例えば、入力された階調データＤｃｒに対応する液晶パネル上の点（以下、入力データ点とも呼ぶ）と、特定位置１，２，３，４とで区分される面積の面積比を重み付け係数として用いた加重平均や、入力データ点と４つの特定位置との距離を重み付け係数とした加重平均を用いる。次に、特定階調値２における液晶パネルの面内方向に、各記憶値階調データ５〜８に記憶された色ムラ補正値Ｄｈｒ５〜８を用いて加重平均により補間演算値α２を算出する。

このようにして算出した補間演算値α１，α２を用いて、特定階調値１と特定階調値２との間で、階調方向に直線補間をすることによって、入力された階調データＤｃｒに対する補間演算値α０を算出する。その後、算出した補間演算値α０を、入力された階調データＤｃｒに対応する色ムラ補正値Ｄｈｒｌとして、補正値算出回路６１５に出力する。

このようにして、色ムラ補正回路６１は階調データＤｃｒに対して色ムラ補正値Ｄｈｒｌを算出し、補正値算出回路６１５（図３参照）に出力している。なお、補間演算値α０は、８つの格子点（本実施例では、色ムラ補正値Ｄｈｒｌ１〜８）を用いたバイキュービック法や、その他、バイリニア法を用いた補間により算出してもよい。

色ムラ補正回路６１が上記説明した処理によって階調データＤｄｒを算出すると、液晶パネル駆動部７０（図２参照）に入力する。液晶パネル駆動部７０は、駆動回路７１〜７３を備え、色ムラ補正処理部６０から入力される各階調データＤｄｒ，Ｄｄｇ，Ｄｄｂに対応した印加電圧を各液晶パネル９１〜９３に入力することによって、液晶パネル９１〜９３の各画素の光透過量を決定する。各階調データＤｄｒ，Ｄｄｇ，Ｄｄｂは、色ムラ補正処理が施されたデータであるので、各液晶パネル上では、入射光の光量に応じた特性ムラが低減された画像が形成される。

以上説明したように、本実施例における色ムラ補正処理部６０は、各色成分の階調データ毎に、調光装置８３によって調整された入射光が最大光量の場合の液晶パネルの表示特性のバラツキを補正する色ムラ補正値Ｄｈを記憶した色ムラ補正ＬＵＴ（図３参照）と、調光装置８３によって調整された入射光が最小光量の場合の液晶パネルの表示特性のバラツキを補正する色ムラ補正値Ｄｈを記憶した色ムラ補正ＬＵＴとの２種類の色ムラ補正ＬＵＴを備える。そして、それらの色ムラ補正ＬＵＴに格納された色ムラ補正値Ｄｈと、光量ゲインＧｎとを用いて、実際に調光装置８３によって調整された入射光の光量に応じた液晶パネルの表示特性のバラツキ（特性ムラ）を補正することができる。

また、色ムラ補正処理部６０が備える各色ムラ補正ＬＵＴ（図４参照）は、液晶パネル面内の複数の特定位置毎、階調データＤｃが取りうる複数の特定階調値毎に、色ムラ補正値Ｄｈを記憶している。よって、色ムラ補正処理部６０は、プロジェクター１０が入力した画像データに対応した、入射光の光量毎、液晶パネルの面内の位置毎、かつ、階調値毎に色ムラ補正処理を行うことができる。

特許請求の範囲との対応関係としては、調光制御部４０および調光装置８３が特許請求の範囲に記載の光量調整手段に相当し、色ムラ補正処理部６０および補正値加算回路６１７が特許請求の範囲に記載の信号生成部に相当し、色ムラ補正回路６１、各色ムラ補正ＬＵＴおよび補正値加算回路６１７が特許請求の範囲に記載の変更手段に相当し、さらに、各色ムラ補正ＬＵＴが特許請求の範囲に記載の記憶部に相当し、色ムラ補正値Ｄｈが特許請求の範囲に記載の特性値に相当する。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（Ｂ１）変形例１：
上記実施例では、色ムラ補正回路（図３参照）は各々、入射光の最大光量と最小光量とに対応する色ムラ補正ＬＵＴを備えるとしたが、それに限ることなく、さらの多くの色ムラ補正ＬＵＴを備えるとしてもよい。例えば、第１実施例においてプロジェクター１０が備える調光装置８３のように、２５６段階に入射光の光量を調整できる場合は、２５６段階を均等に４分割した光量（以下、特定光量とも呼ぶ）毎に、その光量に対応した色ムラ補正ＬＵＴを備えるとする。そして実際に調光装置８３が調整した光量を挟む２つの特定光量に対応する２つの色ムラ補正ＬＵＴのから各々補正値を読み出し補間演算によって色ムラ補正値Ｄｈを算出するとしてもよい。また、調光装置が調整可能な光量の段階数に対応した数だけ、各色ムラ補正回路が色ムラ補正ＬＵＴを備えるとしてもよい。例えば、調光装置が２５６段階に光量調整可能な場合に、各色ムラ補正回路が２５６個の色ムラ補正ＬＵＴを備えるとしてもよい。

（Ｂ２）変形例２：
上記実施例では、入射光の光量に応じた加重平均による補間演算によって、色ムラ補正値Ｄｈを算出したが、それに限ることなく、色ムラ補正値Ｄｈを記憶したＬＵＴを各色ムラ補正回路が１つずつ備え、調光装置の光量を変更する速度に追随して、高速で、各ＬＵＴ内の色ムラ補正値Ｄｈを書き換え、入射光の光量に応じた色ムラ補正値の読み出しを行うとしてもよい。第１実施例では調光制御部４０が調光装置８３を制御して入射光の光量を変更したが、ユーザーの指示に基づいて光量調整を行うことができるプロジェクターや液晶テレビ等の画像表示装置では、ユーザーが行った光量調整の指示に応じて、ＬＵＴ内の色ムラ補正値Ｄｈを書き換えることは可能である。

（Ｂ３）変形例３：
上記実施例では、データ変換処理を液晶プロジェクターに適用したが、それに限ることなく液晶パネルを用いる液晶テレビ、デジタルカメラの液晶表示部など、液晶パネルの透過率および反射率等の表示特性を利用して画像を表示する画像表示装置に適用可能である。

（Ｂ４）変形例４：
上記実施例では、透過型液晶パネルを３枚用いる３板方式の液晶プロジェクターに適用したが、それに限ることなく、１枚以上の透過型液晶パネルを用いる液晶プロジェクターに適用可能である。また、上記実施例で例示した透過型液晶パネルに限らず、反射型液晶パネルを用いる液晶プロジェクターにも適用可能である。

１０…プロジェクター
３０…色変換回路
４０…調光制御部
４１…ゲインコントロール回路
４５…映像信号検出回路
５０…ガンマ補正回路
６０…色ムラ補正処理部
６１…色ムラ補正回路
７０…液晶パネル駆動部
７１…駆動回路
８０…照明光学系
８１…光源
８３…調光装置
８５…分光光学系
９０…液晶パネル
９１…液晶パネル
９４…ダイクロイックプリズム
９５…レンズユニット
１００…画像処理部
１１０…制御部
１２０…メモリー
Ｋ…重み付け係数
Ｄｈｒ…色ムラ補正値
ＳＣ…スクリーン
Ｄａ…階調データ
Ｄｂ…階調データ
Ｄｃ…階調データ
Ｄｄ…階調データ
Ｇｎ…光量ゲイン

Claims (8)

1. 画像データを入力し表示画像を表示する画像表示装置であって、
   複数の液晶セルから構成され、該液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性に基づいて制御されることにより画像を表示する液晶パネルと、
   光源から前記液晶パネルに入射する入射光の光量を調整する光量調整手段と、
   前記表示特性に基づく特性値を参照して、前記画像データに基づく前記液晶パネルへの前記入力信号を生成する信号生成部と、
   前記光量に応じて前記信号生成部が参照する前記特性値を変更する変更手段と
   を備える画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置であって、
   さらに、前記光量に応じた複数の前記特性値を記憶した記憶部を備え、
   前記変更手段は、
   前記光量調整手段が調整した入射光の光量に応じて、前記記憶部に記憶している前記特性値を前記信号生成部が参照するように読み出す
   画像表示装置。
3. 請求項２記載の画像表示装置であって、
   前記記憶部は、前記液晶パネルの面内の２以上の特定の液晶セル毎に前記特性値を記憶し、
   前記変更手段は、前記画像データに対応する前記液晶セルの前記液晶パネル面内における位置に基づいて、前記記憶部が記憶した前記特性値を読み出し、前記信号生成部に参照させることにより、前記液晶パネル面内における前記表示特性のばらつきによるムラの発生を抑制する
   画像表示装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像処理装置であって、
   前記記憶部は、少なくとも２つ以上の特定の前記光量における前記特性値を記憶しており、
   前記変更手段は、前記光量調整手段が調整した入射光の光量が前記特定の光量ではない場合、該光量調整手段が調整した入射光の光量に応じて、前記記憶部に記憶している前記特定の光量における少なくとも２つ以上の前記特性値を読み出した上で、前記読み出した前記特性値を参照した補間演算によって算出した補間特性値を、前記信号生成部に前記特性値として参照させる
   画像表示装置。
5. 請求項４記載の画像表示装置であって、
   前記変更手段は、該光量調整手段が調整した入射光の光量に基づいた重み付け係数を用いた加重平均によって、前記補間演算を行う
   画像表示装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか記載の画像表示装置であって、
   前記記憶部は、さらに、前記画像データの特定の階調値毎に前記特性値を記憶しており、
   前記変更手段は、前記入力した画像データの階調値に基づいて前記記憶部から前記特性値を読み出す
   画像表示装置。
7. 請求項４ないし請求項６のいずれか記載の画像表示装置であって、
   前記入射光の特定の光量は、前記光量調整手段によって調整された前記入射光の最大光量と最小光量の２つの光量である
   画像表示装置。
8. 複数の液晶セルから構成され、該液晶セルが、入力信号に対する光学特性の変化として規定された表示特性に基づいて制御されることにより画像を表示する液晶パネルを用いて、入力した画像データに基づいた表示画像を表示する画像表示方法であって、
   光源から前記液晶パネルに入射する入射光の光量を調整する工程と、
   前記表示特性に基づく特性値を参照して、前記画像データに基づく前記液晶パネルへの前記入力信号を生成する工程と、
   前記光量に応じて前記信号生成手段において参照する前記表示特性を変更する工程と
   を備える画像表示方法。

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