JP2013085062A - ガンマ調整プログラムおよびガンマ調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】短時間で高精度にガンマ調整可能なガンマ調整プログラムを提供する。
【解決手段】ガンマ調整プログラムは、表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、ガマット情報を記憶する記憶ステップと、ガマット情報と表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、表示装置のガンマを算出する算出ステップと、算出されたガンマを表示装置に設定する設定ステップとを情報処理装置に実行させる。
【選択図】図1
【解決手段】ガンマ調整プログラムは、表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、ガマット情報を記憶する記憶ステップと、ガマット情報と表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、表示装置のガンマを算出する算出ステップと、算出されたガンマを表示装置に設定する設定ステップとを情報処理装置に実行させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクタのガンマを調整するガンマ調整プログラムおよびガンマ調整方法に関する。
従来から、光電センサを用いてプロジェクタなどの表示装置の色調整を行うシステムが知られている。特許文献1には、輝度計を用いたガンマ調整方法が開示されている。また特許文献2では、光源の強度、色度を測定してマルチ画面表示装置における色調整を行うシステムが開示されている。特許文献2のシステム構成により、複数のプロジェクタの色度および輝度を調整することができる。
しかしながら、特許文献1には、独立光路の輝度に対するガンマ特性の正規化は可能であるが、色度の調整方法については開示されていない。また、色まで含めてガンマを調整する方法についての開示もない。また、一般的にランプ光源は短時間で輝度が変化するが、この場合にガンマ調整の失敗を回避する手法についての開示はない。また特許文献2では、色の調整は可能であるが、具体的なガンマ調整方法については記載されていない。
そこで本発明は、短時間で高精度にガンマ調整可能なガンマ調整プログラムおよびガンマ調整方法を提供する。
本発明の一側面としてのガンマ調整プログラムは、表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、該表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、前記ガマット情報を記憶する記憶ステップと、前記ガマット情報と、前記表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、該表示装置のガンマを算出する算出ステップと、算出された前記ガンマを前記表示装置に設定する設定ステップと、を情報処理装置に実行させる。
本発明の他の側面としてのガンマ調整方法は、表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、該表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、前記ガマット情報を記憶する記憶ステップと、前記ガマット情報と、前記表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、該表示装置のガンマを算出する算出ステップと、算出された前記ガンマを前記表示装置に設定する設定ステップとを有する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、短時間で高精度にガンマ調整可能なガンマ調整プログラムおよびガンマ調整方法を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
まず、図1を参照して、本実施例のガンマ調整方法およびガンマ調整プログラムを実行可能なシステムについて説明する。図1は、本実施例のガンマ調整方法を実行するシステムの構成図である。図1に示されるシステムは、複数のプロジェクタのガマット情報を取得し、複数プロジェクタの色および照度を調整するように構成されている。本実施例において、「ガマット」とは、それぞれのプロジェクタで投射可能(表示可能)な色の領域(色域)を示しており、「共通ガマット」とは、複数のプロジェクタのガマットの共通領域を示す。
図1に示されるように、本実施例のシステムは、パソコン100(情報処理装置)、色彩照度計101(光電センサ)、および、複数のプロジェクタ102、103、104(表示装置)を備えて構成されている。ただし、本実施例のガンマ調整方法は、複数のプロジェクタを備えたシステムだけでなく、一つのプロジェクタを備えたシステムに対しても適用可能である。本実施例のガンマ調整プログラムは、例えばパソコン100(情報処理装置)にインストールされ、後述の各ステップをパソコン100に実行させるように構成されている。
色彩照度計101は、プロジェクタからの光の色および明るさを検出する。本実施例のシステムでは、少なくとも3種類の分光感度を有する色彩照度計101(照度センサ)が用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、少なくとも3種類の分光感度を有する色彩輝度計(輝度センサ)や、その他の特定の分光感度を有するセンサを用いて、プロジェクタ102、103、104の投射光または反射光を検出するように構成してもよい。特に、プロジェクタなどの表示装置は同じ製品であれば類似の分光特性を有し、XYZ表色系に変換するためのセンサの分光感度は比較的自由に設計可能である。また、それぞれの原色に対する反射率または透過率を変化させたときにそれぞれの原色の色度座標が変化しない場合、輝度または照度情報からXYZ表色系の座標を算出することができ、それを用いてガマットを取得することも可能である。
本実施例のシステムにおいて、パソコン100は、プロジェクタ102に内蔵された映像信号発生回路から特定のラスタパターン画像を投射するように制御する。このときパソコン100は、色彩照度計101からの色度情報および照度情報を用いて、プロジェクタ102のガマット情報を取得する(取得ステップ)。パソコン100で取得したプロジェクタ102のガマット情報は、パソコン100の内部に設けられたハードディスクにファイルとして記憶される(記憶ステップ)。
図2および図3は、それぞれ、プロジェクタ103、104のガマット情報を取得する際の配置図であり、プロジェクタ102のガマット情報を取得する際の構成図である図1と対応させて示している。色彩照度計101の配置は、本実施例では人間が介在することを前提としているが、プロジェクタの配置が決定していれば機械的に色彩照度計を移動させて自動化すること可能である。本実施例のシステムにおいて、パソコン100は図1〜図3に示される構成によりプロジェクタ102〜104の各々のガマット情報を取得する。これらのガマット情報は、プロジェクタ102〜104の各々のシリアル番号(識別情報)と関連付けて記憶される。なお、識別情報はシリアル番号に限定されるものではなく、製品名やシリアル番号に対応付けられた各種情報であればよい。そして、取得したガマット情報に共通して実現可能な共通ガマットを計算する。
これにより、原理的に何台のプロジェクタに対しても、それぞれのガマットを共通ガマットに調整することができる。また本システムでは、マルチプロジェクションを構成するプロジェクタ群に、新たにプロジェクタが追加された場合やプロジェクタの置き換えが生じた場合でも、追加プロジェクタのガマット情報のみキャプチャすれば調整対象である共通ガマットが確定する。このため、比較的容易にガマットの再調整が可能となる。本実施例では、ガンマ調整方法について詳述するが、3DLUTなどを搭載したプロジェクタであれば無彩色のみならず全色域の調整が容易に行うことができる。
図4は、本実施例におけるパソコン100に表示されるユーザインタフェース400(UI)である。ユーザインタフェース400は、接続デバイス検出ボタン401、ガマット取得ボタン402、調整ボタン403、微調整ボタン404、および、結果表示領域405を備えて構成されている。接続デバイス検出ボタン401は、パソコン100に接続されている色彩照度計101およびプロジェクタ102、103、104を検出するためのボタンである。本実施例では、一つの色彩照度計101と、プロジェクタ102、103、104のうちの一つが互いに接続されていることを前提として説明する。ただし、複数のプロジェクタ102、103、104を接続して色彩照度計101の応答を検出することにより、色彩照度計101の取得対象のガマット情報がいずれのプロジェクタのものであるかを自動的に判別可能に構成してもよい。
本実施例では、一つのプロジェクタが接続されているものとして説明している。これは、一つのプロジェクタがパソコン100に接続されている状態でそのプロジェクタのガマット情報を取得することを示している。本実施例では、複数のプロジェクタからそれぞれのガマット情報を取得して、実現可能な共通ガマット情報を生成する。それぞれのプロジェクタには、共通ガマットの実現に適したパラメータが設定される。
ユーザインタフェース400における接続デバイス検出ボタン401の押下により、色彩照度計101と、プロジェクタ102、103、104の一つが検出された場合、ガマット取得ボタン402の押下が可能となる。接続されたプロジェクタのガマット情報が既に存在する場合、調整ボタン403や微調整ボタン404の押下も可能となる。
ガマット取得ボタン402が押されると、本システムは、プロジェクタに内蔵された映像信号発生装置から特定のラスタパターン画像を投射し、その際得られる色彩照度計101からの色度情報および照度情報を取得する(取得ステップ)。そして、その色度情報および照度情報をガマット情報としてパソコン100のハードディスク内にファイルとして記憶する(記憶ステップ)。
調整ボタン403は、ガマット取得ボタン402の押下によって得られた複数のプロジェクタ102、103、104のガマット情報から、全てのプロジェクタに共通な共通ガマット(共通ガマット情報)を算出する。また、予め決められているプロファイル情報(後述)に従い、共通ガマット内で最大照度を満たすガンマを生成する。本実施例ではプロジェクタの実力黒を最小照度として採用するが、プロジェクタのコントラストの低下が許容範囲であれば、共通ガマット内での最小照度を黒としてガンマを実現してもよい。
図5は、本実施例のガンマ調整方法で用いられるプロジェクタのブロック図である。本実施例におけるプロジェクタ500は、大きく3つのブロックから構成されている。第一のブロックは、出力する特定ガマット(例えば、RGBそれぞれの光路における色度座標および照度の量産時の平均)を前提として各種の映像処理を行う映像処理部である。映像処理部は、色相やゲインなどのユーザによる色調整を実現する変換処理、入力映像信号の解像度をパネル解像度度に変換する解像度変換、および、台形補正などの幾何補正を行う。第二のブロックは、映像処理部が想定している色域に近い出力を実現するパネル正規化部である。第三のブロックは、パソコン100からの通信を仲介し、ガンマ補正回路へ書き込まれるガンマの管理など制御全般を行う制御部である。
本実施例における映像処理部は、映像処理回路501、映像信号発生回路502(SG)、および、外部映像と映像信号発生回路502からのラスタ映像とを切り替えるスイッチ503(SW)を備えて構成される。映像信号発生回路502から出力されるラスタパターンを制御することにより、パネルの特性が検出される。この検出方法の詳細については後述する。
本実施例におけるパネル正規化部は、ガンマ補正回路504、パネルドライバ505、および、パネル506を備えて構成される。パネル正規化部は、RGBそれぞれ独立した系を構成し、各ブロックはRGBそれぞれ同様に構成されている。本実施例では代表して、R信号の系について説明する。ガンマ補正回路504は、パネル506の電圧反射率特性(電圧透過率特性)をキャンセルすると共に、各イメージモードに対応した特性を合成したガンマ特性を実現する回路である。本実施例のガンマ補正回路504は、入力10ビット、出力12ビットの変換をLUTによって実現する。ガンマ補正回路504から出力された階調情報は、パネルドライバ505によってデジタル値からアナログ電圧値に変換される。変換の際、電圧的なオフセットを付与してもよい。パネルドライバ505により変換されたアナログ電圧値に応じて、パネルのITOと画素電極間に印加される電圧が決定する。そして、その電圧に応じて液晶分子が誘電分極により回転し、非図示のランプから照射された偏光に位相差を生じさせることで投射される照度の制御が可能となる。
本実施例における制御部は、各ICの初期化や制御などを行うCPU507、CPU507用のプログラムや固定データが記憶されたROM508、および、書き換え可能なメモリ領域で一時的な変数やプログラムを記憶するRAM509を備える。更に制御部は、各種イメージモードに対応してガンマ補正回路504に書き込まれるガンマテーブルなどを記憶する不揮発メモリ510、および、パソコン100とコマンドやデータを受送信するための通信モジュール511を備える。
図6は、本実施例におけるプロジェクタのVR特性(VT特性)を示すグラフであり、図6(a)、(b)、(c)はそれぞれ、Rパネル、Gパネル、Bパネルについて示している。VR特性とは、パネルに印加された電圧値に対するパネルの反射率(透過率)に関する特性である。図6に示されるグラフにおいて、横軸はD/A変換回路に設定される10ビット階調値、縦軸は色彩照度計101により取得されたXYZ表色系におけるXYZ座標のプロット値である。このVR特性(VT特性)は、固体毎に異なり、同一プロジェクタの場合でもITOに印加される電圧や環境温度などに応じて変化する。図6において、グラフの横軸である階調値の最大値は1024であるが、実際のプロット値は0〜1023である。また、図6(c)に示されるBパネルは、比較的低い階調でピークが出ているが、このような場合もありうるという例として故意にずらして調整されたものである。
図7は本システムでガマット情報を取得した場合のログであり、図7(a)、(b)、(c)はそれぞれ、Rパネル、Gパネル、Bパネルの特性を示している。ガマット情報を取得するために、パソコン100からプロジェクタの映像信号発生回路502を用いてテストパターンを表示しつつ色彩照度計101によりそのXYZ色度座標を取得する。本システムでは、Rパネルのデータを取得した後、順次、Gパネル、Bパネル、そして無彩色軸の情報を取得する。それぞれのパネルのVR特性を取得する際、最大反射率の方向の駆動値からデータの取得を開始し、各々のパネルで取得された最大照度に対して10%減光するまで一定階調数ずつ駆動値を減らす。そして、最大照度に対して10%減光した値以下になった場合、それよりも大きな値を減らすことでパネル特性の取得時間を短くする。これにより、最大反射率を実現する駆動値を正確に検出することが可能となる。暗部についても同様で、最大照度に対して5%以下の明るさになった場合、パネル駆動値の減産量を減らし、最低照度の検出精度を高める。
RGBそれぞれのパネル特性を取得した後、無彩色軸のXYZ色度情報を取得する。これは、プロジェクタの光源としてランプを用いる場合に必ずしもランプ出力が安定していないことがあり、そのランプ出力を補正するために用いられる。また、外光変化のキャンセルや、先に取得したRGBパネルの特性とある程度以上の乖離が生じた場合にデータ取得の失敗を検出するためにも用いられる。
図8は、本実施例におけるガマット取得処理を示すフローチャートである。本フローチャートは、パソコン100(情報処理装置)のCPUにより、パソコン100に記憶されたプログラム(ガンマ調整プログラム)に従って実行される。まず、ステップS800において、ガマット取得ボタン402の押下によりガマット取得処理が開始する。そしてステップS801において、プロジェクタに関する情報を取得し、そのプロジェクタに応じたコマンドセットが選択される。また、本ガマット取得処理に非対応のプロジェクタを検出した場合、何もせずに本フローチャートを終了する。
次にS802において、図7(a)に示されるRパネルの特性(データ)を取得する。データ取得の際には、最大照度を実現するのに近いパネル駆動値から順に暗い方のデータを取得する。続いて、ステップS803、S804において、Gパネルの特性(図7(b))およびBパネルの特性(図7(c))をそれぞれ、ステップS802と同様に取得する。Rパネル、Gパネル、Bパネルの特性を取得した後、ステップS805において無彩色パネルの特性(原色の混合色の特性)を取得する。無彩色パネルの特性は、RGBパネルそれぞれで検出した特性(原色の特性)の反射率比が一定となるように計算された値をそれぞれのパネルに設定し(原色の特性を補正し)、そのときのXYZ表色系座標を算出して得られる。これらの情報から、そのプロジェクタのガマット情報を生成する。
続いてステップS806において、プロジェクタに記録されているそれぞれの個体識別番号(シリアル番号:Target_Serial)を取得し、既に生成されたプロジェクタのガマット情報と関連付ける。これにより、複数のガマット情報を取得した後、接続されているプロジェクタと対応するガマット情報を的確に取り出すことが可能となる。そしてステップS807において、これまでに取得した情報(全取得データ)を一括してファイルとしてパソコン100(PC)内に保存する。ただし本実施例は一括保存に限定されるものではなく、各データを分離して保存してもよい。ステップS808において、ガマット取得処理は終了する。
図9は、各パネルのVR特性を取得する処理を示すフローチャートである。本フローチャートは、パソコン100(情報処理装置)のCPUにより、パソコン100に記憶されたプログラム(ガンマ調整プログラム)に従って実行される。本実施例では、図9のフローチャートを参照して、Rパネルの特性を取得する処理に関して説明するが、GパネルおよびBパネルの特性についても同様の処理となるため、GパネルおよびBパネルのVR特性に関する説明は省略する。
ステップS900にて本フローチャートを開始すると、ステップS901にてRパネルに最大駆動値を設定し、ステップS902、S903において、それぞれ、GパネルおよびBパネルに最小駆動値を設定する。これらの駆動値は、映像信号発生回路502(SG)に設定されるデータであり、本実施例では映像信号発生回路502が10ビットである。このため、映像信号発生回路502に設定されるRパネル駆動値は1023、また、GパネルおよびBパネルに設定されるパネル駆動値は0である。また、図9に記載されていないが、本処理においてガンマ補正回路504は無効(スルー)に設定される。この駆動値は必ずしもRパネルの最大照度を保証するものではなく、後述の処理で最大照度を実現する駆動値が検出される。
続いてステップS904では、色彩照度計101によりサンプリングした情報(XYZ)をVR特性の生成時に用いるデータとして保存する。そしてステップS905では、ステップS904で取得したXYZ座標のデータから、Y値をEv値として取得し、これをEv_Max値として保存する。この変数は、本処理中で検出される最大照度を保持するための変数である。MAX_DRIVEは、本実施例では10ビットバスを想定しているため1023である。この値をDrive_Valueとして保持する。Drive_Valueは、Rパネルを駆動する駆動値であり、映像信号発生回路502に設定されることで間接的にRパネルに印加する電圧を制御する。Detect_Maxは、最大照度を検出するルーチンを処理するか否かを示すフラグであり、後述する処理によって最大照度を検出した場合、FALSEに設定される。ここでは、Detect_MaxはTRUEに設定される。Detect_Darkは、最小照度を検出するルーチンを実行するか否かを示すフラグである。ここでは、Detect_DarkはFALSEに設定される。
続いてステップS910において、Rパネルの最大照度を検出するか否かを示すフラグであるDetect_Maxの値によって分岐処理が行われる。最大照度検出の完了は、それまでに検出された照度よりも特定照度だけ暗いデータを検出したことにより判定される。最大照度検出前であればステップS911に進む。一方、最大照度検出後であればステップS918に進む。ステップS911では、現在のRパネル駆動値に対して一定値V1=10だけ減算し、新たな駆動値としてDrive_Valueに設定する。図9のフローチャートには記載されていないが、この減算前に既にDrive_Valueが0である場合には、本フローは終了する。また、減算の結果、Drive_Valueが0より小さくなった場合、Drive_Valueとして0を設定する。この駆動値は、ステップS912にてパソコン100(PC)からの指示としてプロジェクタにコマンド送信され、映像信号発生回路502のRパネル駆動値として設定される。ステップS912にて設定されたパネル駆動値により、パネルに印加される電圧は変化してパネルが与える入射光の偏光に影響を与え、結果的にRパネル反射率が変化する。
これにより変化した照度および色度は、ステップS913においてXYZ座標として取得される。このXYZ座標は、前述の色彩照度計101から取得した情報であり、取得後のVR特性を示すテーブルを生成するために保存される。続いてステップS914では、ステップS913で取得したXYZ座標情報からY値をEv値と見なす。そして、このEv値がこれまで検出したEv値の最大値であるEv_Maxを超えた場合、ステップS915に進み、ステップS915においてEv値を最大照度情報Ev_Maxに代入する。Ev値の代入後、ステップS910に戻る。一方、ステップS914において最大Ev値が更新されない場合、ステップS916において、これまで検出した最大Ev値に対してステップS913で検出した最新のEv値が一定比未満(最大Ev値の90%未満)であるか否かを判定する。このEv値が一定比未満である場合、今後最大照度が更新される可能性が低いとして、ステップS917においてDetect_MaxフラグをFALSEに設定する。一方、一定比以上(最大Ev値の90%以上)の場合、ステップS910に戻る。以上が最大照度検出までの処理である。
ステップS910において最大照度が検出された場合(Detect_Max=FALSE)、ステップS918に進む。ステップS918では、黒を検出するための処理を実行するか否かを示すフラグであるDetect_Darkに応じて次の処理が決定する。フラグがFALSEである場合、ステップS919に進む。ステップS919以降の処理は、RパネルのVR特性として明部と暗部の間の階調情報を取得するルーチンであり、比較的粗くデータを取得してもよい。外光が比較的多くセンサに入射した場合、暗部検出ルーチンが実行されない場合もあるが、その際、黒を正確に検出する必要はないため問題にはならない。ステップS919では、Rパネルを駆動する値であるDrive_Valueの更新を行う。本実施例では、Drive_Valueの値からV2=20だけ減算する。図9には記載されていないが、減算前にDrive_Valueの値が0であった場合、本フローは終了する。また、減算後の値が0より小さくなる場合、Drive_Valueの値として0を設定する。
ステップS919にて算出されたRパネル駆動値は、ステップS920において映像信号発生回路502に設定される。これにより変化したプロジェクタの投射光は、ステップS921にて色彩照度計101によりXYZ座標として検出および記憶される。ステップS922では、検出された最新のEv値がここまでの最大照度Ev_Maxに対して0.5%より小さくなったか否かを判定する。このEv値が最大照度よりも小さい場合、Detect_DarkフラグをTRUEに設定する。Detect_DarkがTRUEに設定されると、ステップS918の分岐でステップS924に進む。
ステップS924では、最後にサンプリングしたXYZ座標のY値をEv値として、Last_Ev値に設定している。この変数は、検出Ev値が減少され続けていることを監視するために用いられる。ステップS925では、Rパネル駆動値Drive_Valueの減算を行う。本実施例において、減算値V3は10に設定されている。図9には記載されていないが、減算前にDrive_Valueの値が0である場合、本フローは終了する。また、減算後にDrive_Valueの値が0より小さい場合、この値を0に設定する。このようにして決定されたDrive_Valueの値は、ステップS926でパネルに設定され、ステップS927にて色彩照度計101によりXYZ座標として検出および記憶される。ステップS928では、ステップS927で検出されたEv値がLast_Ev値以下の場合、ステップS910に戻る。一方、Ev値がLast_Ev値より大きい場合、ステップS929に進み、本フローは終了する。以上が、Rパネル特性の取得フローであり、本フローにより図7(a)に示されるRパネルのVR特性が取得できる。GパネルおよびBパネルの特性データも同様に取得することが可能である。
図10は、図9に示される処理で取得したRパネルのVT特性を補間するスプライン変換式である。ただし、この他にも多くの補間方法が存在し、例えば線形補間を採用してもよい。本実施例における3次スプラインについて簡単に説明する。3次スプラインは、サンプリングしたデータを補間する技術である。サンプリングしたデータをノードと言うことにすると、それぞれのノード間(以降、区間という)にそれぞれ3次多項式を当てはめる。それぞれの区間に割り当てられた関数は、以下のように表される。
それぞれの区間の両端の点、および、隣接する区間多項式の1次勾配、2次勾配などが等しく、全区間を通して両端に位置するノードにおける2階微分値が0である条件から、各区間多項式の未知係数が一意に決まる。これを行列表記することにより図10が得られる。本処理により、図9に示される処理で取得したXYZデータの要素(X、Y、Z)毎の補間が可能となる。
図11は、それぞれ、図9の処理で取得した図7の生データに対して図10の補間処理を実施することにより得られた、電圧に対するXYZ座標のグラフである。図11(a)、(b)、(c)は、それぞれ、Rパネル、Gパネル、Bパネルについて示している。以下、このグラフをVCGammaという。図11において、横軸は電圧に相当し、ここまで駆動値として0〜1023で示した数値を0.0〜1.0にレンジ変換したものである。縦軸は、色彩照度計101により取得されたXYZ座標のプロット値である。図11に示される特性がこれまでガマットと称していた色域を規定する情報である。図9のフローチャートに従って取得した図7(a)〜(c)のデータは、ランプ変動や外光変化などにより、正しいデータがキャプチャできたか否か疑わしい場合がある。以下、この誤差の低減手法について説明する。
図12は、以降の計算を簡単にするために作成したTVGammaの外形を示すグラフであり、図12(a)、(b)、(c)はそれぞれ、TVGammaR、TVGammaG、TVGammaBを示す。図12(a)〜(c)のグラフ(TVGamma)は、それぞれ、図11(a)〜(c)で示されるVCGammaのY成分の逆関数である。ただし、横軸は0〜1で正規化している。以降、TVGammaは以下の条件を満たす。
TVGammaR(t)、0.0≦t≦1.0
TVGammaG(t)、0.0≦t≦1.0
TVGammaB(t)、0.0≦t≦1.0
ここで、TVGammaR(t)は、反射率t(透過率)からRパネルへ印加する駆動値vに変換する関数である。
TVGammaG(t)、0.0≦t≦1.0
TVGammaB(t)、0.0≦t≦1.0
ここで、TVGammaR(t)は、反射率t(透過率)からRパネルへ印加する駆動値vに変換する関数である。
図13は、図12のように生成されたTVGammaR(t)、TVGammaG(t)、TVGammaB(t)を用いて無彩色データをサンプリングしたときのログである。液晶パネルは、印加電圧によって反射率(透過率)を変化させた場合、投射されるxy色度座標(原色の色度座標)は必ずしも一定にならない。これは、パネルの黒や外光が影響していというよりも、パネルに照射される光の波長毎にパネルに印加する電圧に対して出射される反射率(透過率)が異なるからである。特に、最大反射率および最低反射率を実現する近傍では、色の変化が比較的大きい。これは、光源の分光と印加電圧に対する液晶パネルの分光反射率に関連している。しかし黒近傍では、外光の影響やプロジェクタ黒の影響による外光が多いため、精密に測定してもあまり意味がない。そこで本実施例では、パネルの反射率(透過率)の高い階調では1%毎、最大照度(輝度)に対して10%より少ない場合は10%毎に反射率(透過率)を減算しながら無彩色軸のXYZ色度データを取得している。
図14は、図13に示されるデータをキャプチャするためのフローチャートである。本フローチャートは、パソコン100(情報処理装置)のCPUにより、パソコン100に記憶されたプログラム(ガンマ調整プログラム)に従って実行される。まずステップS1400において本フローが開始される。なお図14には示されていないが、ガンマ補正回路504は映像信号に変化を与えないようにディセーブルに設定されている。ステップS1401では、無彩色における投射輝度レートが設定される。最大輝度は1.0、最小輝度は0.0である。ここで決定された輝度に応じて、ステップS1402でRGBそれぞれのパネルに印加する電圧値、すなわち映像信号発生回路502に設定される0〜1023までの駆動値を算出する。TvGammaR/G/Bは、図12に示される変換に即して与えられたレート(Rate)から0〜1に正規化された駆動値を算出する関数である。ここで算出されたDriveR/G/Bはそれぞれ、映像信号発生回路502に設定される駆動値である。ステップS1403では、この駆動値を映像信号発生回路502に設定するコマンドとして、パソコン100からプロジェクタ102、103、104に送信される。このときのXYZ座標値は、ステップS1404において色彩照度計101により取得され、パソコン100に保存される。
続いてステップS1405において、最後にキャプチャした輝度レートが90%より高い場合、ステップS1406に進み、Rateから0.01だけ減算する。一方、輝度レートが90%以下である場合、ステップS1407に進み、Rateから0.10だけ減算する。本処理では、パネルの特性として明部では色変化が比較的大きいため密にデータをサンプリングする。一方、それ以外の部位では粗いサンプリングでも調整に大きな影響がないため、比較的疎にデータをサンプリングする。このような構成により、サンプリング時間の短縮が可能となる。ステップS1408において、減算したRateの値が0以上である場合にはステップS1402に戻り、ループは継続する。一方、Rateの値が0よりも小さい場合にはステップS1409に進み、本フローは終了する。以上が無彩色軸データキャプチャに関する処理である。
図14のフローチャートに従ってサンプリングした無彩色軸のXYZ座標情報(混合色の色度座標)は、RGBそれぞれのパネル特性データとしてサンプリングした図7(a)〜(c)に示されるデータの校正(補正)に用いられる。すなわち、混合色の色度座標および原色の色度座標を用いて原色の明るさが補正される。図12のようにサンプリングされた無彩色軸のデータは、X、Y、Zそれぞれスプラインや線形補間などにより補間される。
図15(a)は、図14のフローチャートに従って取得したXYZ色度座標のプロット図である。図15(b)はその生データの表である。まず図15(b)に示される表について説明すると、左からレート(Rate)、X、Y、Zの順に並んでおり、レートは表中のYの最大照度に対する比を計算したものである。本来、レートとして、1.0、0.99、0.98、…と、図14にて計算されたレートと同じ値になるが、本実施例では異なった値となる。また、検出したレートに対するXYZ値をそれぞれ補間して、レートを反射率t(透過率)としたXYZへのベクトル関数として生成したものをTcGammaW(t)とすると、以下の2つの式は理論的には同じ値となる。
しかし、これらは実際には異なった値となる。この誤差の主要因は、プロジェクタ光源の時間変動であると考えられる。そこで、TcGammaW(t)の情報を利用して、VcGammaR(t)、VcGammaG(t)、VcGammaB(t)を修正する。
図15を参照して説明したとおり、RGBそれぞれのパネルから取得したデータに対して、無彩色データには以下の式で表される差異E(t)が生じる。
誤差E(t)の発生原因がプロジェクタのランプ変動であるとすると、RGBそれぞれのパネル特性をサンプリングする時間の合計は比較的長時間になり、ランプ変動によって直接影響を受けるY値は信頼性が低いと考えられる。これと比較して短時間でデータサンプリングが終了する無彩色情報は、照度(輝度)情報は高い信頼性が期待できるが各原色のxy色度情報については分離することができない。そこで、各原色のxy色度座標は、それぞれのパネル特性をサンプリングした時の値を使い、その輝度(照度)については無彩色情報を利用する。ここで、以下のように各式を定義する。
このとき、以下の式で表されるP(t)を算出する。
そして、以下の式で表されるR’(t)、G’(t)、B’(t)を正しいパネル特性として、前述の関数を算出する。
以上の演算により、ランプ変動をキャンセルしたそれぞれのパネル特性を導出することができ、高精度のガマット情報を得ることができる。
図16は、作成するガンマの狙い値(プロファイル)を示した表の一例である。この表は左から入力階調と、その入力階調に対応して実現したい照度(輝度)、色度x、色度yの順に並んでいる。この表のBrightness、x、yはそれぞれ補間処理により0.0〜1.0のInに対する写像先が決定される。本実施例では、図16に示されるガンマ調整用のプロファイルは予め保持されている。そして本実施例のガンマ調整方法(ガンマ調整プログラム)は、プロジェクタのガマット情報と、予め保持されているプロファイルとを用いて、プロジェクタのガンマを算出する(算出ステップ)。更に、算出されたガンマは、プロジェクタに設定される(設定ステップ)。
次に、上述のようにして作成したガマット情報から任意の色を作成する処理について説明する。先ずプロジェクタ個々の白を作成する処理について説明する。ここで作成する白の定義はRGBパネルのうち少なくとも1つが最大反射率(最大透過率)を使っているとして話をする。しかし、場合によってはパネルの最大反射率(最大透過率)の98%などのように最大反射率(最大透過率)より若干暗い値を白とする場合もある。これは、パネル画素に印加する電界が隣接画素に横電界として影響を与え、液晶分子の並びを乱してしまう現象を低減するためや、投射レンズの温度を低く保ちたいなどの要請によって採用される場合もある。
ここで、任意のxy色度の色[x y]Tは、以下の式のように表される。
白の色度座標を[Wx Wy]Tし、tR=1.0、tG=1.0、tB=1.0のそれぞれのときの誤差は、以下の式のように表される。
ただし、0.0≦tR≦1.0、0.0≦tG≦1.0、0.0≦tB≦1.0、0.0<kR、0.0<kG、0.0<kBである。この条件の中でエラー||ER(tG、tB、kR)||、||EG(tR、tB、kG)||、||EB(tR、tG、kB)||のうち最も小さい値を示すtR、tG、tBの組み合わせが解となる。これにより、実際の白は、以下の式のように求めることができる。
次に、複数のプロジェクタ共通の白について説明する。複数のプロジェクタ共通の白は前述のようにして作成したプロジェクタ毎の白の内もっとも暗い照度(色度)を示したものをプロジェクタ共通の白として定義する。プロジェクタ共通白とガマット内の任意の色は共にガマット内の色であることが確定しているため比較的単純になる。実現したいXYZ表色系の座標をT=[TX TY TZ]Tとすると、以下の式が成立する。
ここで、以下の式における||ET(tR、tG、tB)||を最小とするtR、tG、tBが求めるべき解となる。
この調整をそれぞれのプロジェクタのそれぞれのガマットの対して行うことにより、それぞれのプロジェクタの白および暗い階調の色調整が可能となる。
最後に、前述のTを如何に算出するかについて説明する。図16に示した表から実現したいBrightness、x、yを関数化したものを、それぞれ、Recipe_Brightness(t)、Recipe_x(t)、Recipe_y(t)とする。このとき、実現したいXYZ座標は、以下のように表される。
暗部の処理として、例えばt<0.01の領域に対しては、狙うXYZ座標T(t)を、以下の2式のいずれかのように定義してもよい。
T(t)=D×(1.00―t×100.0)+T(0.01)×t×100.0
T(t)=D+(T(0.01)−D)×(t×100.0)2.2
これにより、比較的滑らかに暗部色の変化を実現することが可能となる。
T(t)=D+(T(0.01)−D)×(t×100.0)2.2
これにより、比較的滑らかに暗部色の変化を実現することが可能となる。
次に、色および明るさを微調整するシステムについて説明する。図17は、色および明るさを微調整するシステムの表示例である。この微調整は、微調整を行っていない場合の白のxy色度座標を基準として、sRGB表色系における原色RGB座標の方向に対して0.001を最小単位として補正可能である。微調整を行っていない場合の白のxy色度座標をWxy=[xW yW]T、sRGBの原色がRGBそれぞれ、RsRGB=[xR yR]T、GsRGB=[xG yG]T、BsRGB=[xB yB]Tとする。シアン(C)とレッド(R)軸に対する補正ポジション1701をPosR、マゼンタ(M)とグリーン(G)軸に対する補正ポジション1702をPosG、イエロー(Y)とブルー(B)軸に対する補正ポジション1703をPosBとする。PosR、PosG、PosBがそれぞれ−10〜10までの整数値をとるものとすると、補正値[Δx Δy]Tは、以下の式のように表される。
すなわち、補正後の調整値W’xyは、以下の式のように表される。
従来、このような微調整はsRGBのような既存の色度座標ではなく、実装上の色で補正を行っていた。例えば、Rパネルの反射率換算でゲインをかける方法などがこれに当たる。しかしながら、従来の方法ではプロジェクタ固体毎に原色の色が異なってしまう場合、それぞれのプロジェクタで補正パラメータの意味付けが異なってしまうという問題があった。本実施例ではその問題を回避するため一旦既存の色域、例えば今回はsRGBの色域として定義されている座標を調整方向としているため、全プロジェクタに対して統一した色変動方向を保証することを可能とした。ここで算出した補正値[Δx Δy]Tは、図16に示される全ての色度座標に適用され、前述のガンマ生成ルーチンによってガンマが生成される。以上が微調整システムの概要である。本実施例によれば、短時間で高精度にガンマ調整可能なガンマ調整方法およびプログラムを提供することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
100 パソコン
101 光電センサ
102 プロジェクタ
101 光電センサ
102 プロジェクタ
Claims (6)
- 表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、該表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、
前記ガマット情報を記憶する記憶ステップと、
前記ガマット情報と、前記表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、該表示装置のガンマを算出する算出ステップと、
算出された前記ガンマを前記表示装置に設定する設定ステップと、を情報処理装置に実行させることを特徴とするガンマ調整プログラム。 - 前記取得ステップは、複数の表示装置の各々に対して前記ガマット情報を取得し、
前記記憶ステップは、前記ガマット情報を前記表示装置の各々の識別情報と関連付けて記憶し、
前記設定ステップは、前記ガンマを前記複数の表示装置に設定する、ことを特徴とする請求項1に記載のガンマ調整プログラム。 - 前記取得ステップで用いられる前記光電センサは、少なくとも3種類の分光感度を有する照度センサまたは輝度センサであることを特徴とする請求項1または2に記載のガンマ調整プログラム。
- 前記ガマット情報は、原色の混合色からの情報を用いて該原色の特性を補正することにより取得されることを特徴とする請求項1または2に記載のガンマ調整プログラム。
- 前記ガマット情報は、前記混合色の色度座標および前記原色の色度座標を用いて該原色の明るさを補正することにより取得されることを特徴する請求項4に記載のガンマ調整プログラム。
- 表示装置からの光の色および明るさを検出する光電センサを用いて、該表示装置が表示可能な色域をガマット情報として取得する取得ステップと、
前記ガマット情報を記憶する記憶ステップと、
前記ガマット情報と、前記表示装置に予め保持されているガンマ調整用のプロファイルとを用いて、該表示装置のガンマを算出する算出ステップと、
算出された前記ガンマを前記表示装置に設定する設定ステップと、を有することを特徴とするガンマ調整方法。
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