JP3617344B2 - 表示装置の調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関するものであって、特に、それ自体が発光しない表示装置、すなわち、光源と光学変調素子とを有する表示装置における調整方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
バックライトなどの表示用光源と光学変調素子とを用いた表示装置として、例えば、液晶表示装置，エレクトロルミネッセンス（ＥＬ），デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）が知られている。そして、このような表示装置、例えば液晶表示装置では、工場の生産ラインでの製造段階における一工程として、以下に示す各種調整が行われている。ここで、一例としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を画素スイッチとして用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、ノーマリホワイトの方式で表示を行う場合の上記各種調整方法と、一般的な光強度と印加電圧の関係について説明する。
【０００３】
一般に、ＴＦＴ液晶表示装置においては、液晶が封入される２枚の基板のうちの一方がＴＦＴアクティブマトリクス基板とされ、他方の基板が対向基板とされ共通電極が形成されている。更に、上記ＴＦＴアクティブマトリクス基板には、画素スイッチである各々のＴＦＴと接続された画素電極が形成されている。そして、この画素電極に信号電圧が印加され、上記対向基板の共通電極には一定の共通電圧が印加されて、各画素の液晶に、共通電極への共通電圧と画素電極への信号電圧との差電圧が印加される。
【０００４】
そして、ノーマリホワイトの表示方法では、図１７に示されるように、信号電圧と共通電圧との差電圧が小さいほど画像表示が明るくなり、差電圧が大きいほど画像表示が暗くなる。ここで、図１７のグラフにおいては、縦軸は透過率Ｔ（明るさ）を表し、横軸は電圧Ｖ（正極性電圧（＋），負極性電圧（−））を表し、これらの電圧と、対向基板電圧との差電圧と透過率との関係を表しているものである。つまり、液晶表示装置は、対向基板電圧との差電圧が小さいと透過率が高くなって画像表示が明るくなり、上記対向基板電圧との差電圧が大きいと透過率が低くなって画像表示が暗くなるものである。
【０００５】
図１８には、液晶に印加される電圧を極性反転して駆動する場合の信号電圧変化が示されている。すなわち、図１８においては、画像表示上で共通電圧１に対して正極性駆動させる場合の正極性側の画像信号２と、負極性駆動させる場合の負極性側の画像信号３がそれぞれ有する電圧の変化について示されている。
【０００６】
このような液晶表示装置では、第１の調整項目として、共通電極への共通電圧の調整（コモン調整と称する）がある。これは、図１８に示す対向基板上の共通電極に印加される共通電圧１を調整するものであり、この調整により画面上にてフリッカの無い画像が得られる。
【０００７】
第２の調整項目として、コントラスト調整あるいはダイナミックレンジ調整がある。これは、図１８に示す正極性側の画像信号２の有する電圧の最大値２Ａ及び電圧の最小値２Ｂ間の振幅ＶＡと、負極性側の画像信号３の有する電圧の最小値３Ａ及び最大値３Ｂ間の振幅ＶＢとを同時に調整することで、コントラスト比を調整するものである。
【０００８】
第３の調整項目として、ＤＣオフセット調整がある。これは、後で述べる印加電圧−光強度特性の中でどのエリアに電圧を印加してユーザに手渡すかを設定する調整であって、画像信号の電圧振幅を一定にしたまま、ＤＣレベルを調整するものである。
【０００９】
これは、図１８に示される正極性画像信号２の有する電圧の最大値２Ａと共通電圧１間の電圧ＶＣと、負極性画像信号３の有する電圧の最小値３Ａと共通電圧１間の電圧ＶＤの絶対値とをそれぞれ等しいオフセット電圧に調整するものである。つまり、液晶パネルに表示された画像、もしくはプロジェクタであればプロジェクタスクリーンに投影されたカラー画像を目視しながら、このオフセット電圧を調整することで、正極性駆動、負極性駆動の場合のそれぞれの色レベルが同時に決定される。このＤＣオフセット調整は、液晶パネルにて白表示を行った状態において調整するのが一般的であり、ホワイトバランス調整とも称される。
【００１０】
第４の調整項目として、ガンマ補正特性の設定がある。液晶表示装置は、データ処理回路内にガンマ補正回路を備えており、図１９（Ａ）に示すように、まず液晶パネル固有の印加電圧（Ｖ）−透過率（Ｔ）特性が測定される。そして、このパネル固有の印加電圧−透過率特性を、図１９（Ｃ）に示すようなリニアな特性に補正するのに必要な補正データとして、図１９（Ｂ）に示すガンマ補正特性が決定される。更に、図１９（Ａ）に示される輝度測定によって得られた印加電圧−透過率特性に、図１９（Ｂ）のガンマ補正特性を合成して、図１９（Ｃ）のようなリニアな入出力特性を得ることでガンマ補正が完了するものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したような表示装置の各種調整を実施するに際しては、実際の製品に内蔵された光源例えばバックライトより液晶パネルに向かって光照射する必要がある。
【００１２】
このとき、この種の光源は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、常時明るさが一定とはならない。ここで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフにおいては、縦軸は共に輝度（ルクス）を表し、横軸は共に時間を表しているが、図２（Ａ）の横軸の単位はｍｓｅｃであるのに対して、図２（Ｂ）の横軸の単位はｓｅｃである。
【００１３】
図２（Ａ），（Ｂ）のグラフは異なる光源を対象として輝度測定を行ったものであるが、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、同一定格のものでも製造バラツキがあるため、光源が異なると、輝度−時間特性波形も異なっており、例えば、バックライトとして通常用いられるメタルハライドランプなどの放電管では、放電状態などに依存して輝度のバラツキが１０％程度生じる。特にこの輝度のバラツキは、図２（Ａ）（Ｂ）にて分かる通り、短時間及び／又は長時間で生ずる場合がある。
【００１４】
このように調整時に光源からの光強度が低下したりあるいは増大すると、特に上述した調整項目の中の第３、第４の調整項目に必要な測定に支障が生ずる。すなわち、光源からの光強度が異常の時にＤＣオフセット調整及びガンマ補正特性の設定を行うと、光源からの光強度が正常である時の適正な白表示及びガンマ補正ができなくなる。
【００１５】
そこで、本発明の目的とするところは、光源に起因する輝度のバラツキに拘らず、表示装置の各種調整を行うための測定において得られたデータに対して補正を行うことによって、高品質の表示装置を実現することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、更にＤＣオフセット調整を行うことによって、より光変調の信頼性を向上することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の表示装置の調整方法は、
光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、常時一定となる階調値に対応する印加電圧に設定して、上記少なくとも一画素とは異なる参照位置の画素に対応する上記光学変調素子にて変調された参照用の光強度をそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有し、
上記第１工程での上記少なくとも１画素の周囲画素と、上記第２の工程での上記参照位置の画素の周囲画素とを、それぞれ光が透過しない階調値に設定し、上記各周囲画素をマスクとして用いることを特徴とする。
【００１８】
従って、請求項１に記載の表示装置の調整方法によれば、上記第２工程において得られる上記参照位置における参照用の光強度を、上記第１工程における上記印加電圧を変更設定したときの光強度の測定毎に測定することで、上記参照用の光強度のバラツキを参照することができ、これによって、上記光源による光強度のバラツキを定性的に測定することができるため、上記各階調値に対応させて測定した光強度を基に、上記第１工程にて得られた光強度を補正して、上記光源の光強度のバラツキを考慮した理想的な測定データを作成することができる。この２種の光強度の測定は、完全に同じタイミングである必要はなく、２種の光強度測定を比較的短時間にて切り換えて実施するものでも良い。要は、印加電圧を変更設定して光強度を測定したとき、その光強度測定に用いた光源自体の光強度を参照用として測定できるタイミングであればよい。
【００１９】
請求項２の表示装置の調整方法は、請求項１に記載の特徴点に加え、
上記第２工程では、上記参照位置の画素を、最大階調値に対応する上記印加電圧に設定して測定することを特徴とする。
【００２０】
従って、請求項２に記載の表示装置の調整方法によれば、上記参照位置には各測定時に最大階調値に対応する上記印加電圧に設定することで、相対的な上記光源の光強度のバラツキを測定することができる。
【００２１】
請求項３の表示装置の調整方法は、請求項２の記載の特徴点に加え、
上記表示装置は、複数種類の光学変調素子を具備するものであって、上記測定は上記光学変調素子ごとに行われるものであることを特徴とする。
【００２２】
従って、請求項３に記載の表示装置の調整方法によれば、複数種類の光学変調素子を使用することで、カラー表示を行うことができ、各光学変調素子の製造バラツキと、上記光源の光強度のバラツキを考慮して、上記第１の工程で得られる光強度を補正することができる。
【００２３】
請求項４の表示装置の調整方法は、
光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、上記光源からの光強度を参照用としてそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有することを特徴とする。
【００２４】
従って、請求項４に記載の表示装置の調整方法によれば、上記第２の工程により、上記光学変調素子に到達する前の光の強度を参照用に測定することで、測定時ごとの上記光源による光強度のバラツキを定性的に測定することができ、上記参照用に測定した光強度と、上記各階調値ごとに測定した光強度とを比較参照することで、上記光源の光強度バラツキを考慮して、上記第１の工程により得られた光強度を補正することができる。なお、この第２工程は、請求項５に示すように、表示装置内部に配置された参照光測定手段を用いて実施することができる。
【００２５】
請求項６の表示装置の調整方法は、請求項１乃至５のいずれかの特徴点に加え、
上記第３の工程において、初回の測定において測定された参照用の光強度と、初回以降の各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００２６】
従って、請求項６に記載の表示装置の調整方法によれば、上記初回の測定により得られた参照用の光強度を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとに補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００２７】
請求項７の表示装置の調整方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程において、各測定ごとに測定された参照用の光強度の平均値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００２８】
従って、請求項７に記載の表示装置の調整方法によれば、上記各測定ごとに測定された参照用の光強度の平均値を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとに補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００２９】
請求項８の表示装置の調整方法は、請求項７に記載の特徴点に加え、
上記第３の工程において、規格とされた参照用の光強度の初期値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００３０】
従って、請求項８に記載の表示装置の調整方法によれば、上記規格とされた参照用の光強度の初期値を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとの補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００３１】
請求項９の表示装置の調整方法は、請求項１乃至８のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程は、上記補正された光強度を階調値に変換する工程を含むことを特徴とする。
【００３２】
従って、請求項９に記載の表示装置の調整方法によれば、上記補正された光強度を階調値に変換することで、上記光源の光強度のバラツキが考慮された階調値を得ることができる。
【００３３】
請求項１０の表示装置の調整方法は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程にて得られた各補正値に基づいて、ガンマ補正特性を決定する工程を更に有するものであることを特徴とする。
【００３４】
従って、請求項１０に記載の表示装置の調整方法によれば、上記ガンマ補正前に上記補正値を算出することができるので、それに基づいて上記ガンマ補正が行われるので、上記ガンマ補正を決定する工程において、上記光源の光強度のバラツキがフィードバックされたデータをガンマ補正の基礎データとすることができ、より高精度のガンマ補正特性を得ることができる。
【００３５】
請求項１１の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記デジタル画像データを、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
増幅された上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、 上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記増幅器での増幅率を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする。
【００３６】
従って、請求項１１に記載の表示装置の調整方法によれば、ＤＡ変換後にバイアス調整をすることができるので、画像信号のゲインを増加させることができるので、表示装置のコントラス比を向上することができる。
【００３７】
請求項１２の表示装置の調整方法は、請求項１１に記載の特徴点に加え、
上記増幅器はオペアンプにて構成されるものであって、上記調整工程において、上記増幅器は上記オペアンプに供給されるバイアス電位を変更することを特徴とする 。
【００３８】
従って、請求項１２に記載の表示装置の調整方法によれば、上記増幅器により容易にＤＡ変換後にバイアス調整をすることができるので、表示装置のコントラス比を容易に向上することができる。
【００３９】
請求項１３の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
上記デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記ＤＡコンバータの上記基準電圧を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする。
【００４０】
従って、請求項１３に記載の表示装置の調整方法によれば、ＤＡコンバータの基準電圧を調整することができるので、ＤＡコンバータでのゲイン調整を行うことができ、表示装置のコントラス比を向上することができる。
【００４１】
請求項１４の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データのうち最小階調値に対応する電圧を、クランプ回路にて所定のクランプ電圧に設定する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記クランプ回路でのクランプ電圧を変更して、上記アナログ画像データの基準電圧に対するＤＣオフセット量を調整してホワイトバランス調整する工程と、
を有することを特徴とする。
【００４２】
従って、請求項１４に記載の表示装置の調整方法によれば、上記クランプ回路にて上記ＤＣオフセット量を調整することができるので、表示装置のホワイトバランス調整を行うことができる。
【００４３】
請求項１５の表示装置の調整方法は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記表示装置は、投写型表示装置であって、
上記第１工程における測定は、スクリーン上の画素に対して行うと共に、
上記第２工程における測定は、上記スクリーン上の上記参照位置の画素に対して、行うものであることを特徴とする。
【００４４】
従って、請求項１５に記載の表示装置によれば、上記投写型表示装置の調整を行うことができるので、上記投写型表示装置の画質を向上させることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、本発明の調整が行われる表示装置の概略について説明する。
【００４６】
＜実施の形態１＞
（表示装置の全体説明）
図３は、液晶表示パネルを駆動するための表示装置の全体を概略的に示すブロック図である。図３に示す本実施の形態の液晶表示装置は、３枚の液晶表示パネルをそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ用のライトバルブとして用いたプロジェクタに適用したものである。尚、本実施の形態では、３枚の液晶表示パネルを、ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス基板にて構成しているが、他の液晶表示基板を用いることも可能である。
【００４７】
図３において、このプロジェクタの液晶表示装置は、大別して、各色赤（以下Ｒと記す），緑（以下Ｇと記す），青（以下Ｂと記す）のデータ処理に共用される信号処理用ボード１０と、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に設けられた液晶表示専用ボード３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、３枚のライトバルブとしてそれぞれ機能する液晶表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、を有する。
【００４８】
信号処理用ボード１０は、本実施の形態の電子機器であるプロジェクタ用の各種回路（図示せず）の他、下記の機能を実現する素子、回路が搭載される全体制御用ボードとすることもできる。
【００４９】
まず、画像データの入力端子として、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ等のアナログのテレビ信号を入力する第１の入力端子１２と、コンピュータ出力、ＣＤＲＯＭ出力等のデジタルの画像信号を入力する第２の入力端子１４とを有する。ここで、第１の入力端子１２に入力されるアナログのテレビ信号は、ＣＲＴの特性を考慮してガンマ補正が施されているが、第２の入力端子１４に入力されるデジタルの画像信号にはガンマ補正は施されていない。尚、ＣＣＤカメラ出力など、ＣＲＴ用のガンマ補正が施されたデジタルの画像信号を入力する他の端子を設けることも可能である。
【００５０】
第１の入力端子１２にはＡＤコンバータ１６が接続され、テレビ信号をアナログ−デジタル変換する。更にＡＤコンバータ１６にはデジタルデコーダ１８が接続されている。このデジタルデコーダ１８は、テレビ信号中の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｕ，Ｖを、３色のＲ，Ｇ，Ｂ信号にデコードするものである。
【００５１】
デジタルデコーダ１８の後段には、フレームメモリ２０が設けられている。第１の入力端子１２を介して入力されるデータは、ＡＤコンバータ１６，デジタルデコーダ１８を介してフレームメモリ２０内に、１フレーム分書き込まれる。第２の入力端子１４を介して入力されてデジタルＲ，Ｇ，Ｂデータは、フレームメモリ２０に直接書き込まれる。尚、液晶表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにて飛び越し走査が実施される場合には、１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの各データが奇数ライン，偶数ラインの順で、フレームメモリ２０より、２フィールドに分けて読み出される。
【００５２】
ここで、特に図示しないが、図３に示されている、液晶表示専用ボード３０Ｒに搭載されている液晶駆動用ＩＣと、他の色Ｇ，Ｂの表示に使用される液晶駆動用ＩＣの構成は同一である。
【００５３】
液晶表示専用ボード３０Ｒには、ガンマ補正回路３２が設けられている。そして、ガンマ補正回路３２の後段には、相展開回路３４が設けられている。この相展開回路３４は、液晶表示パネル５０Ｒでの駆動周波数を下げるためにデータの相展開を実施している。
【００５４】
相展開回路３４の後段には、極性反転回路３６が設けられている。この極性反転回路３６は、液晶表示パネル５０Ｒの各画素の液晶に印加される電界の極性を所定の周期で反転させて極性反転駆動するために設けられている。本実施の形態では、液晶表示パネルのスイッチング素子をＴＦＴにて構成しているため、ＴＦＴ基板と対向する基板に形成された共通電極の電位を基準として、画素に供給されるデータ電位の極性が所定のタイミングで反転されて駆動される。このために、極性反転回路３６は、共通電極の電位に対して正極性の電位を持つデータと負極性の電位を持つデータとを生成して出力する。
【００５５】
極性反転回路３６の後段には、ＤＡコンバータ３８が設けられ、相展開されたＮラインの極性反転データをそれぞれデジタル−アナログ変換する。このアナログ信号が、液晶表示駆動ＩＣの出力となる。
【００５６】
尚、液晶表示駆動ＩＣには、特に図示しないが、タイミング発生回路が設けられ、上述の相展開回路３４，極性反転回路３６及びＤＡコンバータ３８にて必要なタイミング信号が、画像同期信号に基づいて発生される。
【００５７】
液晶表示専用ボード３０Ｒには、更に増幅器４０とバッファ４２とが設けられている。増幅器例えばオペアンプ４０にて正、負の極性反転駆動に対応したバイアス電圧が重畳されたデータは、バッファ４２を介して、液晶表示パネル５０Ｒに供給され、このデータに基づいて液晶表示パネル５０Ｒが所定の１ドット又は１ライン毎等の所定周期毎に極性反転駆動される。
【００５８】
上記ガンマ補正回路３２は、個々の液晶表示パネルの印加電圧−透過率特性に適合したガンマ補正を実施することを主目的としている。この印加電圧−透過率特性は、液晶表示パネル毎に区々であるので、後述するように必ず調整を要するものである。このガンマ補正回路３２が、液晶表示専用ボードに搭載して、表示パネルと一体の構成とすることで、調整工程が簡便となり、演算が単純化されるので精度の高い補正を実施することができる。
【００５９】
（輝度測定方法）
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に、実施の形態１の表示装置の輝度測定装置の模式図を示す。実施の形態１においては、液晶表示装置、例えば、プロジェクタの輝度測定はＲ，Ｇ，Ｂの各パネルごとに測定が行われ、この測定は、図１（Ａ）に示すように、階調値測定器９及びセンサ４，リファレンスセンサ５Ａを使用し、プロジェクタ８からレンズ７を介してプロジェクタスクリーン６に対して画像をＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとに投影することにより行われる。
【００６０】
このとき、プロジェクタスクリーン６には光透過手段１３Ａ，１３Ｂが設けられて、プロジェクタ８からの光が、センサ４，５Ａに直接入射されるように設置されている。そして、プロジェクタスクリーン６上の光の輝度を測定するために、センサ４，５Ａは、プロジェクタスクリーン６上の光透過手段１３Ａ，１３Ｂと接するように設置されている。
【００６１】
ここで、光透過手段１３Ａ及び１３Ｂは、プロジェクタ８から入射される光が、プロジェクタスクリーン６によって遮断されないようにするものであって、たとえば、部分的に孔を設ける、透明にする等の手段により構成することができる。
【００６２】
図１（Ｂ）は、光透過手段を開口１３Ａ，１３Ｂとしたスクリーン６の一例を示している。これらの開口１３Ａ，１３Ｂは、スクリーン６の縦中心線Ｌに対してそれぞれ距離Ｌ１だけ離れた位置にて線対称に設けることが好ましい。プロジェクタの光学系は、スクリーン６の縦中心線Ｌに対する線対称の各位置で照度が等しくなるように設計されているからである。
【００６３】
さらに、図１（Ｂ）に示すように、各開口１３Ａ，１３Ｂの周囲には、同図にてハッチングで示す領域１３Ｃ，１３Ｄを、測定時に黒表示し、この領域をマスクとして利用することが好ましい。すなわち、図１（Ｃ）に示すように、各センサ４，５Ａは、角度ψの範囲の光を受光するが、マスク１３Ｃ，１３Ｄにより測定光以外の光が各センサ４，５Ａに入射されないようにできる。
【００６４】
また、リファレンスセンサ５Ａとしては、センサ４と同じ仕様の装置を使用し、プロジェクタスクリーン６上における、リファレンスセンサ５Ａに対応する位置に投影される画素には常に一定階調の表示例えば白表示を行うようにして、リファレンスデータを測定する。
【００６５】
センサ４での輝度の測定は、開口１３Ａと対応する表示領域の階調を変化させて、センサ４にてそれぞれの階調での輝度を測定する。すなわち、このようにすることで、各階調に対応した液晶への印加電圧と、該電圧が印加された液晶での透過率との相関が測定される。
【００６６】
センサ４及びリファレンスセンサ５Ａは、ケーブル１１Ａを介して階調値測定器９と接続され、センサ４にて測定された測定データＭｅｓ，リファレンスセンサ５Ａにて測定されたリファレンスデータＲｅｆがそれぞれ階調値測定器９に入力され、後述するリファレンスデータＲｅｆに基づく測定データＭｅｓの補正及びその補正により算出された補正輝度値Ｌｕｘに対して輝度値−階調値変換が行われ、補正階調値Ｄａｔａが算出される。
【００６７】
なお、センサ４，５Ａにて輝度測定するために、プロジェクタスクリーン６への投影画像は、開口１３Ａの領域のみで各測定毎に階調値が変化され、開口１３Ｂの領域では常に白表示され、マスク領域１３Ｃ，１３Ｄでは常に黒表示される。従って、輝度測定時には、このような投影画像を表示できる画像データが供給されることになる。なお、輝度測定時の投影画像の表示方法の変形例については、図２０および図２１を参照して後述する。
【００６８】
また、センサ４，５Ａでの輝度測定にあたり、両センサ４，５Ａにて同期をとることで同時にサンプリングすることもできるが、センサ４，５Ａでの輝度サンプリングを短時間に切り換えて交互に１回または複数回実施しても良い。
【００６９】
輝度測定において、上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ａに入射された光は、光電変換され、それぞれ電気信号として、ケーブル１１Ａにより形成された第１のデータバスに出力されて階調値測定器９に入力され、上記階調値測定器９側でのデータ処理により、各測定にて得られた上記各測定データＭｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆに基づいて、後述する方法により補正輝度Ｌｕｘがそれぞれ算出される。その後、上記各補正輝度Ｌｕｘが正規化されて算出された各補正階調値Ｄａｔａがケーブル１１Ｂにより形成された第２のデータバスに出力されて、上記プロジェクタ８へフィードバックされる。
【００７０】
そして、上記プロジェクタ８に搭載されたデータ処理回路におけるデータ補正回路２３に上記補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ入力され、この補正階調値Ｄａｔａに基づいてガンマ補正特性が決定される。さらに図１に示されるガンマ補正回路３２により、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等に記憶されたガンマ補正特性に基づいて、入力デジタルデータにガンマ補正がなされるものである。
【００７１】
（測定データからの補正階調値の抽出方法）
輝度測定方法において述べたように、図１に示されるセンサ４及びリファレンスセンサ５Ａによって測定された輝度は、階調値測定器９にて補正輝度に変換された後、正規化データに換算される。
【００７２】
図４（Ａ）には、図１におけるプロジェクタ８に内蔵された光源の輝度から算出した階調値と、上記プロジェクタ８における３２階調ごとの測定データから算出した補正輝度Ｌｕｘに基づく補正階調値の一例を０〜２５５の範囲で正規化された表が示されているものである。図４（Ａ）においては、入力信号としての液晶パネル駆動信号であるラスタ信号Ｘｍに対し、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルにおいて測定した透過率を補正した各補正輝度値が正規化された補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）を表したものである。ここで、上記ラスタ信号Ｘｍは、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルに対応する駆動信号Ｘｍ（Ｒ），Ｘｍ（Ｇ），Ｘｍ（Ｂ）で、それぞれが個別のものであって、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルごとに各ラスタ信号に対して測定が行われているが、データ処理上、図４（Ａ）の表の項目においては省略して、「ラスタ信号Ｘｍ」で表す。
【００７３】
すなわち、図４（Ａ）の表におけるそれぞれの数値は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルを透過した光の輝度の各測定データを補正後、正規化してそれぞれ階調値で表したものである。この正規化においては、補正階調値の最大値を２５５，最小値を０とするものであって、例えば、各測定データにおいてＲの補正輝度値の最大値をＲｍａｘ，最小値をＲｍｉｎ，各補正輝度値をＲｘ、Ｇの補正輝度値の最大値をＧｍａｘ，最小値をＧｍｉｎ，各補正輝度値をＧｘ、Ｂの補正輝度値の最大値をＢｍａｘ，最小値をＢｍｉｎ，各補正輝度値をＢｘとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂの補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）はそれぞれ以下に示す式１〜式３により算出されたものである。
【００７４】
式１；Ｙｍ（Ｒ）＝２５５×（Ｒｘ−Ｒｍｉｎ）／（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）
式２；Ｙｍ（Ｇ）＝２５５×（Ｇｘ−Ｇｍｉｎ）／（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）
式３；Ｙｍ（Ｂ）＝２５５×（Ｂｘ−Ｂｍｉｎ）／（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）
そして、図４（Ａ）の表における各階調値は９階調で示されているので、０〜２５５において、それぞれの階調の間隔が２５６／（９−１）となるので、３２階調ごとの表示とされている。図４（Ａ）は、測定データ及びそれを補正した補正輝度値から式１〜式３を用いて算出された各色ごとの補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）が示されているが、これをグラフ化したものが図４（Ｂ）に示されている。図４（Ｂ）においては、縦軸がＲ，Ｇ，Ｂの各パネルを透過した光の補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）であって、横軸がラスタ信号の階調値Ｘｍであり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルにおける各補正階調値を示す３種類のグラフが示されている。
【００７５】
このように、プロジェクタのような液晶表示装置でのカラー表示においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの３枚のパネルを使用しているので、これら３枚のパネルについてそれぞれの輝度の測定データ及び後に述べる補正から各補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）を算出している。
【００７６】
本発明は上述したような方法で表示装置を調整することができるが、従来は、リファレンスデータを使用して測定データに対して補正を行って補正輝度値を算出した後に正規化するという方法による調整が行われていなかったために、単なる測定データの輝度−階調値変換のみで階調値を算出し、ガンマ補正の対象となるデータとして使用し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルの透過光のそれぞれの上記階調値に基づいてプロジェクタスクリーン上に画像を投影することにより目視によって調整を行っていた。
【００７７】
すなわち、上述したように、光源における時間と輝度との関係は一定ではなく、バラツキが生じているため、図４（Ａ）におけるラスタ信号の階調値Ｘｍが９６であった場合に、パネル透過光の測定データが例えば１００で、ラスタ信号の階調値Ｘｍが１２８であった場合に、パネル透過光の測定データが例えば９５であるという事態も発生する。このような場合、輝度は階調値に比例して増加しないことになり、比例関係が崩れてしまうので、測定データそのものを正規化しても、印加電圧−光強度特性が正確でなくなってしまっていた。よって、輝度が飽和する点を測定するときに、１００％に対して９８％を算出しようとすると、光源のバラツキで５％ずれると、算出した階調値の信頼性が低下してしまっていたために、目視による調整が必要であった。
【００７８】
例えば、図５に光源の輝度バラツキと、プロジェクタの時間−階調特性について表すグラフを示す。図５において、横軸はプロジェクタの輝度測定回数を示し、縦軸に階調を示している。図５に示されるように、光源は輝度測定ごとに輝度が一定ではなく、各測定ごとに輝度が変動している。例えば、図５からも明らかなように、光源の輝度が上昇することにより、プロジェクタにおける表示パネルの階調も上昇し、光源の輝度が低下することにより、プロジェクタにおける階調も下降している。
【００７９】
そこで、本実施の形態においては、表示装置の輝度測定時に、センサ４による測定だけでなく、図１に示すようなリファレンスセンサ５Ａによる測定により、リファレンスデータとなる輝度を同時に測定して、測定データに対して補正を行うものである。
【００８０】
すなわち、各階調ごとに印加電圧−光強度特性を測定する場合、従来は、各測定ごとに生じる光源の輝度バラツキを考慮することなく測定したデータそのものを正規化したデータが、プロジェクタ等の表示装置内の記憶部にて印加電圧−光強度特性として記憶されており、これに基づいてガンマ補正が行われていたので、適正なガンマ補正データを持たせることが不可能であった。しかし、本実施の形態の調整方法にて表示装置を調整して測定を行うことにより、上記測定データＭｅｓを、上記リファレンスデータＲｅｆにより算出される補正値に基づいて補正した後に正規化して、上記正規化後に得られる補正階調値Ｄａｔａをガンマ補正対象データとすることで、適正なガンマ補正データを持たせることが可能となる。
【００８１】
この測定データの補正方法は、以下に述べる３種の方法が挙げられる。
【００８２】
（１）各リファレンスデータＲｅｆと、初回の測定でのリファレンスデータＲｅｆ０、あるいは各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡとを比較して、それぞれの測定ごとの補正値を算出し、各測定データＭｅｓから上記補正値分減少させる。
【００８３】
ここで、初回輝度測定時のリファレンスデータをＲｅｆ０，測定データをＭｅｓ０，補正後の測定データを補正輝度値Ｌｕｘ０とし、以降１，２，・・・，ｎとする。そして、各補正輝度値Ｌｕｘを、各測定データＭｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆ及び基準となる初回の測定により得られたリファレンスデータＲｅｆ０に基づいて、以下に示す式４〜式７にて算出するものである。
【００８４】
式４；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０
式５；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
式６；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
式７；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
この調整方法によれば、例えば、図６の表に示すように、ラスタ信号の階調を、ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２にて測定を行った場合の各測定データＭｅｓが、８０，８９，９３、各リファレンスデータＲｅｆが、１００，１０５，９７であった場合、初回測定時のリファレンスデータＲｅｆ０が１００となる。よって、ｎ階調のときのリファレンスデータＲｅｆ０を基準値とすれば、ｎ＋１階調のときに（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）が＋５，ｎ＋２階調のときに（Ｒｅｆ２−Ｒｅｆ０）が−３となり、この値に基づいて式４〜７により、正規化が行われる対象のデータとしての補正輝度値Ｌｕｘが算出され、Ｌｕｘ０は８０，Ｌｕｘ１は８４．７６，Ｌｕｘ２は９５．８８のように算出される。
【００８５】
なお、この補正方法は、図２（Ｂ）に示すように、ランプの輝度が比較的長時間の間でもばらつき、長時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。
【００８６】
また、各測定における各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡを使用して各補正輝度値Ｌｕｘを算出する場合は、まず、式８にてリファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡを算出する。
【００８７】
式８；ＲｅｆＡ＝（Ｒｅｆ０＋Ｒｅｆ１＋Ｒｅｆ２＋・・・＋Ｒｅｆｎ）／ｎそして、上記式４〜式７において基準としている、初回の測定にて得られたリファレンスデータＲｅｆ０の代わりに、測定全体のリファレンスデータの平均値ＲｅｆＡを用いて、以下に示す式９〜式１２に基づき、各補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出される。
【００８８】
式９；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０
式１０；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
式１１；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
式１２；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
なお、この補正方法は、図２（Ａ）に示すように、ランプの輝度が比較的短時間の間でもでばらつき、短時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。この場合のデータサンプリングは、例えばデータサンプリング自体に１ｍＳを要するため、１００ｍＳの間に１０回実施する。
【００８９】
（２）固定リファレンスデータＲｅｆＸと比較する。
【００９０】
リファレンスデータＲｅｆが規格として初期値を有する場合、その初期値を固定値ＲｅｆＸとして、（１）と同様にして、以下に示す式１３〜式１６を用いて各補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出される。
【００９１】
式１３；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０／［１＋（Ｒｅｆ０−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１４；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１５；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１６；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
この方法も、図２（Ａ）に示すように、ランプの輝度が比較的長時間の間でもでばらつき、長時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。
【００９２】
本実施の形態においては、以上述べたような（１），（２）の方法またはそれらの組み合わせによって、補正輝度値を算出し、正規化することで、ガンマ補正の対象データとして格納される印加電圧−透過率特性である各補正階調値Ｄａｔａを算出することで、光源からの光強度の変動に起因した測定誤差を、上記データ補正によってキャンセルすることができる。
【００９３】
（データ補正回路の回路構成）
以上述べたような、リファレンスデータを参照した測定データの補正は、図１におけるプロジェクタ８内のガンマ補正回路３２と接続されて階調値測定器９内に設けられた、特に図示しないデータ補正回路により行われる。
【００９４】
図７に、データ補正回路及びガンマ補正回路の概略構成について示し、上述した補正階調値の演算に付随するデータ処理について説明する。
【００９５】
データ補正回路２３は、例えば、減算回路２２と、演算回路２１とを有するものであって、上述した式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６のいずれかの演算が、上記減算回路２２，演算回路２１にて行われて各測定ごとの補正輝度値Ｌｕｘが算出される。このデータ補正回路２３の出力は、上記補正輝度値Ｌｕｘに基づいて補正階調値Ｄａｔａの算出を行う正規化回路２４と接続されている。
【００９６】
上記減算回路２２は、図１に示す階調値測定器９に対して各測定ごとにセンサ，リファレンスセンサから入力された各測定データＭｅｓをデータとして有する測定信号ｍｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆをデータとして有するリファレンス信号ｒｅｆが供給される回路であって、これらの信号の供給によって、補正値を算出する回路である。
【００９７】
このとき、上記補正輝度値Ｌｕｘは、上述した（１），（２）のいずれかの方法を用いるものであって、上記リファレンスデータＲｅｆから、初回の測定により得られるリファレンスデータＲｅｆ０あるいは各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡ、または、設定された固定リファレンスデータＲｅｆＸをそれぞれ上述したように減算するものである。
【００９８】
なお、この減算回路２２は例えばオペアンプにて構成できる。このとき、上述した（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）、（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＡ）または（Ｒｅｆ０−ＲｅｆＸ）などのデータは、センサ５Ａからのアナログ出力をオペアンプに入力させ、オペアンプにて増幅された差電圧をアナログ−デジタル変換したものを用いることができる。
【００９９】
上記演算回路２１は、上記減算回路２２から出力された補正値に基づいて、上述したいずれかの方法によって、上記各測定データＭｅｓ及びリファレンスデータＲｅｆに基づいて各補正輝度値Ｌｕｘを演算するものである。
【０１００】
上記演算回路２１にて算出された各補正輝度値Ｌｕｘは、それをデータとして有する補正階調信号ｌｕｘとして上記正規化回路２４側に出力し、上記正規化回路２４にて上述したような手法によって正規化が行われて補正階調値Ｄａｔａが算出される。
【０１０１】
そして、ガンマ補正回路３２内の第１のメモリ１７に上記各補正階調値Ｄａｔａが書き込まれることにより、上記各補正階調値Ｄａｔａが格納される。この第１のメモリ１７は、好ましくはデータ書換可能な不揮発性メモリにて構成できる。
【０１０２】
ここで、式４〜１６の演算を例として減算回路，演算回路を用いて計算する例について示したが、特にこれに限定されるものではなく、上記演算機能を実現できる回路であればどのような回路を用いても良く、また、図７においては、上記減算回路２２と演算回路２１とを別ブロックにて記載したが、２つの機能を有する単一の回路を用いることも勿論可能である。つまり、演算機能を有するロジック回路，マイクロコンピュータ等を使用して、予め上記式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６のいずれかを選択して、プログラムすることで、上記演算機能を持たせることが可能となる。
【０１０３】
ところで、このガンマ補正回路３２は、少なくとも、各補正階調値Ｄａｔａを格納する第１のメモリ１７，理想γ階調値を格納する第２のメモリ１９，上記各補正階調値Ｄａｔａと理想γ階調値を受け取ってガンマ補正カーブを演算するＣＰＵ１５，ガンマテーブルを有するＡＳＩＣ１４とを有する。
【０１０４】
すなわち、上記第１のメモリ１７に格納された印加電圧−透過率特性は、図１９（Ａ）に示されるグラフ、上記第２のメモリ１９に格納された印加電圧−透過率特性は図１９（Ｃ）に示されるグラフ、上記ＡＳＩＣ１４に格納された印加電圧−透過率特性は図１９（Ｂ）に示されるグラフにそれぞれ対応する。
【０１０５】
このように、本実施の形態のデータ処理回路内のガンマ補正回路には、光源のバラツキによる印加電圧−光強度特性を補正するデータが書き込まれているため、ガンマ補正の際に正確な補正を行うことができるので、表示装置の信頼性を向上することができる。
【０１０６】
（表示装置の具体例）
上述の本発明の表示装置の調整方法が適用される表示装置の具体例を以下に示す。例えば、電子機器は、図８に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、などのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、上述のタイミング回路ブロック２０に相当するクロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、画像信号などの表示情報を出力する。
【０１０７】
表示情報処理回路１００２は、上述の各実施の形態のデータ処理回路ブロック３０に相当し、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、上述の増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路等の他、ガンマ補正回路及びクランプ回路等を含むことができる。
【０１０８】
駆動回路１００４は、上述の走査側駆動回路１０２、Ｘドライバ１０４及びプリチャージ駆動回路１６０、あるいはＸドライバ１０４のみを含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【０１０９】
このような構成の電子機器として、図９に示すプロジェクタ、図１０に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）などを挙げることができる。
【０１１０】
図９に示すプロジェクタは、透過型液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型プロジェクタであり、例えば、３板プリズム方式の光学系を用いている。図９において、プロジェクタ１１００では、白色光源のランプユニット１１０２から射出された投写光がライトガイド１１０４の内部で、複数のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分けられ、それぞれの色の画像を表示する３枚のアクティブマトリクス型液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。
【０１１１】
ダイクロイックプリズム１１１２では、レッドＲ及びブルーＢの光が９０°曲げられ、グリーンＧの光が直進するので各色の画像が合成され、投写レンズ１１１４を通してスクリーンなどにカラー画像が投写される。ここで、図には投写型プロジェクタを例として挙げて説明したが、これに限定されず、本発明の表示装置は、反射型プロジェクタ，透過型液晶表示装置に適用することが可能である。
【０１１２】
図１０に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【０１１３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば本発明は、表示装置の階調を調整中に発光強度の変動が問題となるような場合には、液晶パネルを用いない他の表示装置にも適用可能である。また、液晶パネルをライトバルブとして用いた場合も、プロジェクタ以外の表示装置に本発明を適用可能である。
【０１１４】
また、上記実施の形態においては、ＴＦＴを画素のスイッチング素子として用いた例を説明したが、スイッチング素子はＭＩＭ等の２端子素子でも良い。この場合、走査信号ラインとデータ信号ラインとの間に２端子素子と液晶セルとが直列接続されて画素が構成されるので、両信号ラインの差電圧が画素に供給される。
【０１１５】
また、上記実施例においては、ＴＦＴをスイッチング素子として用い、液晶パネルの素子が形成された基板をガラスや石英の基板としたが、これに代えて半導体基板を用いることもできる。
【０１１６】
＜実施の形態２＞
実施の形態２の輝度調整方法においては、表示装置たとえばプロジェクタにおける光源の漏れ光を直接測定することにより、測定データの調整を行うものである。
【０１１７】
つまり、表示パネルを透過する前の光の輝度を、上記プロジェクタに内蔵された光源の漏れ光により測定し、表示パネルを透過する光の輝度を、上記プロジェクタスクリーンに投影される光を測定することにより、輝度調整を行うものである。
【０１１８】
図１１に、実施の形態２の表示装置の輝度測定装置の模式図を示す。実施の形態１と同様に、実施の形態２の表示装置例えばプロジェクタの輝度測定においては、Ｒ，Ｇ，Ｂごとに測定が行われ、この測定は、階調値測定器９及びセンサ４，リファレンスセンサ５Ｂを使用し、プロジェクタ８からレンズ７を介してプロジェクタスクリーン６に対して画像を投影することにより行われている。
【０１１９】
このとき、上記プロジェクタスクリーン６は実施の形態１と同様に、その中心部に光透過手段１３Ａが設けられて、上記プロジェクタ８からの光が、センサ４に直接入射されるように設置されている。
【０１２０】
一方、上記表示パネルを透過する前の光の輝度を測定するために、上記プロジェクタ８内の光源からの漏れ光がリファレンスセンサ５Ｂに入射されるように、上記リファレンスセンサ５Ｂが設置されている。この設置位置については、特に図示しないが、上記リファレンスセンサ５Ｂが表示パネルよりも光源に近い位置となるように設置する。例えば、本発明に係る調整は、工場出荷前の製造工程の一工程として行われているために、プロジェクタ組み立て前の状態で、リファレンスセンサ５Ｂを表示パネルよりも光源に近い位置となるようにすることもできるが、上述したような位置にリファレンスセンサ５Ｂを予め組み込んだ状態で、プロジェクタを製造してから上記測定を行うこともできる。図１１では後者を例として図示している。
【０１２１】
また、上記リファレンスセンサ５Ｂとしては、センサ４と同じ仕様の装置を使用し、単一のクロック信号を上記リファレンスセンサ５Ｂ及び上記センサ４に同時に取り込んでいる。
【０１２２】
上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ｂは、ケーブル１１Ａを介して階調値測定器９と接続され、上記センサ４にて測定された測定データ，上記リファレンスセンサ５Ｂにて測定されたリファレンスデータが、各測定ごとにそれぞれ上記階調値測定器９に入力され、実施の形態１において行われた上記測定データの補正及び輝度−階調値変換が行われる。
【０１２３】
そして、実施の形態１と同様に、光源の輝度の測定は、上記プロジェクタ８における光源の階調を変化させて、上記センサ４にてそれぞれの階調での輝度を測定すると共に、上記リファレンスセンサ５Ｂにて各リファレンスとしての輝度をそれぞれ測定することにより行われる。
【０１２４】
輝度測定において、上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ｂに入射された光は、それぞれ電気信号として、ケーブル１１Ａにより形成された第１のデータバスに出力されて階調値測定器９に入力されることで、各測定ごとに得られた上記測定データＭｅｓが、上記リファレンスデータＲｅｆがそれぞれ上記階調値測定器９に供給される。
【０１２５】
そして、上記各リファレンスデータＲｅｆに基づいて実施の形態１と同一の手法により、上記各測定データＭｅｓが補正されて各補正輝度値Ｌｕｘが算出され、これが正規化されることで補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ算出され、この各補正階調値Ｄａｔａがケーブル１１Ｂにより形成された第２のデータバスに出力されて、上記プロジェクタ８へフィードバックされる。
【０１２６】
そして、上記階調値測定器９に搭載されたデータ補正回路２３にて、上記リファレンスデータＲｅｆから算出された補正値に基づいて上記各測定データＭｅｓがそれぞれ補正されて、補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出された後、これがそれぞれ正規化されて補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ算出され、更に上記各補正階調値Ｄａｔａが図１に示されるガンマ補正回路３２に入力されることにより、この補正階調値Ｄａｔａに基づく印加電圧−光強度特性にガンマ補正がなされる。
【０１２７】
各測定データからの各補正輝度値の抽出方法は、図１１における階調値測定器として、実施の形態１と同様の装置が使用されているため、実施の形態１と同様の方法にて行われる。
【０１２８】
ここで、データ処理回路の構成も実施の形態１と同様に構成されるため、図５に示されるデータ処理回路を使用できるので、説明を省略するが、実施の形態２においても、輝度測定時に、上記センサ４による測定だけでなく、リファレンスセンサ５Ｂによる測定を同時に行って、各測定データに対して、リファレンスデータを使用して、実施の形態１と同一の補正を行っている。従って、上記リファレンスデータと上記測定データを補正して補正輝度値を算出する演算は、リアルタイムで行うこともできる。
【０１２９】
よって、実施の形態２の調整方法によっても、上記測定データＭｅｓに対して上記リファレンスデータＲｅｆを参照して補正値を算出することにより、この補正値を使用して補正したデータに基づき正規化を行うことで、適正なガンマ補正データを持たせることが可能となる。この測定データの補正方法も、実施の形態１に記載した（１）または（２）の方法を適用し、式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６の演算を実行することで、測定データＭｅｓから補正輝度値Ｌｕｘを得ることができる。
【０１３０】
つまり、この調整方法を適用することによって、実施の形態２の表示装置の調整方法においても、上記表示装置に内蔵された光源における光強度は数秒ごとに変動するので、本実施の形態においては、リファレンスセンサによって測定されたリファレンスデータ及び測定データに基づいて、上記測定データを補正して、補正後のデータを正規化することで、表示装置内の記憶部に格納するデータとしての補正階調値を算出するものである。また、上記表示装置内のデータ補正回路の構成も実施の形態１と同様の回路を適用することができることはいうまでもない。更に、実施の形態２の適用される表示装置は、実施の形態１と同様に、実施の形態１に示した投写型表示装置，電子機器等に適用することができる。
【０１３１】
以上、表示装置の調整方法について述べてきたが、パネルの素材に起因する透過率変動を考慮すると、実施の形態１の方が液晶パネルを透過したものをリファレンスとしている点で高精度にて調整を行うことができる。
【０１３２】
＜実施の形態３＞
表示装置においては、例えば、図１２のガンマ補正後の印加電圧−階調特性を表すグラフに示されるように、例えば、白表示の補正階調値を２５５としたときに、黒表示が３０となってしまう場合に、白電位と黒電位間の電圧振幅が小さくなってしまうという可能性が残されている。故に、より高精度の表示装置を実現するためには、最終的に電圧振幅の調整が必須であり、コントラスト調整あるいはダイナミックレンジ調整が必要となる。例えば、図１２の例では、電圧振幅を拡げるために、Ｐの特性をＱのようにすることで、コントラス比を向上することができる。
【０１３３】
このコントラスト調整には、以下に示される３つの方法により、画像信号のゲイン調整，ＤＡコンバータでの基準電圧調整を行うことで、黒白のダイナミックレンジを拡げてコントラスト比を大きくすることができ、その方法としては（３）〜（４）に示す２つの方法が挙げられる。
【０１３４】
（３）デジタル−アナログ変換後のバイアスを調整する。
【０１３５】
（４）ＤＡコンバータの基準電圧を調整する。
【０１３６】
更に、ＤＣオフセット調整（ホワイトバランス調整）の方法としては、（５）に示す方法が挙げられる。
【０１３７】
（５）クランプ回路の例えば黒レベルを調整する。
【０１３８】
上述の（３），（４）の方法は、図１８における電圧振幅ＶＡ，ＶＢを調整するもので、（５）の方法は、ＤＣレベル調整で、電圧振幅ＶＣ，ＶＤを調整するものである。 以下、上記（３）〜（５）の手法について個別に説明する。
【０１３９】
図１３にデジタル−アナログ変換後のバイアス調整を行う調整装置のブロック図を示す。
【０１４０】
図１３の調整装置は、ガンマ補正データの調整のためのデータを入力する操作部３００と、個々のパネルの印加電圧−透過率特性が記憶される記憶部、例えば、データ書換可能で不揮発性の第３のメモリ３０２と、操作入力部３００及び上記第３のメモリ３０２からの情報に基づいて、種々の調整データを演算して算出するＣＰＵ３０４とを有する。尚、これら操作入力部３００，Ｅ２ＰＲＯＭ３０２及びＣＰＵ３０４は、このような調整を工場出荷段階でのみ可能としているので、工場に設置された調整用機器に内蔵されている。
【０１４１】
この装置の工場出荷前の調整工程では、個々の表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの印加電圧−光強度特性が測定され、それぞれ第３のメモリ３０２に記憶させている。その後、所定のパターンを表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに表示して、該パネル上あるいはＲ，Ｇ，Ｂが合成されたプロジェクタスクリーン上にて、例えば、目視にてそれを観察して検査する。更に、ＣＰＵ３０４からの指令に基づき、増幅器４０にて重畳されるバイアス電圧を変更するバイアス発生回路３０６を有する。尚、図１３の操作入力部３００は、ダイナミックレンジ調整用操作部を有し、その操作入力に基づくあるいは自動的にＣＰＵ３００よりバイアス発生回路３０６にバイアス電圧変更指令がなされるものである。
【０１４２】
ここで、増幅器４０の構成が図１４に示されている。
【０１４３】
図１４は、Ｎ＝４の４相展開の場合の増幅器４０の回路構成を示している。４つのＤＡコンバータ３８Ａ〜３８Ｄには、オペアンプ４０Ａ〜４０Ｄが接続されている。そして、４つのオペアンプ４０Ａ〜４０Ｄのバイアス入力線に、バイアス発生回路３０６の出力が共通接続されている。
【０１４４】
このように、図１３の調整装置により、デジタルアナログ変換後に、操作入力によりバイアス調整を行うことができ、画像信号のゲインを調整することが可能であり、電圧振幅を広くすることが可能となる。
【０１４５】
図１５は、デジタルアナログコンバータの基準電圧を調整して狭いダイナミックレンジを拡げるための調整装置を示している。
【０１４６】
図１５の調整装置では、図１３のバイアス発生回路３０６の代わりに、ＤＡコンバータ３８の基準電圧を変更する基準電圧発生回路３０８が設けられている。このことによって、操作入力部３００の操作入力に基づいて、あるいは自動的にＣＰＵ３００により基準電圧発生回路３０８に基準電圧変更指令がなされるものである。尚、図１５においても、増幅回路４０の構成は図１４に示す構成を適用することができる。
【０１４７】
このように、図１５の調整装置により、ＤＡコンバータの基準電圧を、操作入力により調整することができ、電圧振幅を広くすることが可能となる。
【０１４８】
図１６には、クランプ回路において例えば黒レベルを調整する調整装置が示されている。
【０１４９】
図１６の調整装置は、クランプ回路６０及び電圧設定回路６１であって、図１におけるＤＡコンバータ以降に設けられる回路である。
【０１５０】
上記クランプ回路６０は、画像信号Ｖｉｎ１が入力される信号ライン６２と、信号ライン途中に接続されたチャージ用コンデンサ６４及びチャージ駆動用トランジスタ６６とを有する。チャージ用トランジスタ６６のエミッタにはクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰが印加され、そのコレクタが信号ライン６２に接続されている。チャージ用トランジスタのベースには、クランプコントロール信号ＣＯＮＴが入力される。
【０１５１】
画像信号Ｖｉｎ１は、白レベルと黒レベルとの間で変化する信号であり、例えば、白レベルが５Ｖ，黒レベルが２Ｖとする。上記クランプ回路６０におけるチャージ駆動用トランジスタ６６のベースに入力されるコントロール信号は、この画像信号Ｖｉｎ１が入力される前の垂直帰線期間又は水平帰線期間であって、信号ライン６２に黒レベルが入力される間に論理「Ｈ」となる。このとき、チャージ用駆動用トランジスタ６６がオンされ、チャージ用コンデンサ６４にクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰがチャージされる。この後、コントロール信号ＣＯＮＴが論理の「Ｌ」となって、チャージ用トランジスタ６６がオフされる。これ以降、画像信号Ｖｉｎ１が入力されると、その黒レベルクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰにクランプされる。
【０１５２】
クランプ回路６０からの出力される画像信号Ｖｉｎ２は、クランプ電圧ＶＣＬＡＭＰが例えば、１．２Ｖであり、画像信号Ｖｉｎ１と比較すると、黒レベルが低くなっているが、黒レベル，白レベル間の振幅は同じであり例えば３Ｖとなっている。
【０１５３】
このように、図１６の調整装置により、クランプ回路のクランプ電圧を黒レベルに設定することができ、これに伴って白レベルも変更できるので、この調整をＲ，Ｇ，Ｂの各パネルについて実行することで、ホワイトバランス調整が行われる。
【０１５４】
以上、コントラスト調整，ホワイトバランス調整について説明したが、これらの方法は、実施の形態１または２の調整後に行われるものであって、この調整方法によれば、更に表示装置の画質を向上することができる。
【０１５５】
＜実施の形態４＞
図２０は、図１（Ｂ）に示す表示パターンを得るための主要部の構成を示すブロック図である。図２０に示す回路のうち、ＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄ、増幅器４０Ａ〜４０Ｄおよびバイアス発生回路３０６は、図１４と同じものを示している。図２０ではさらに、調整電圧発生回路３１０、基準電位３１２、スイッチ３１４および切り替え信号発生回路３１６を設けている。
【０１５６】
この図２０の回路の動作を、図２１（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。図２０のＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄからは、図２１（Ａ）に示す表示パターンに対応した画素データが出力される。この図２１（Ａ）の表示パターンが、図１（Ｂ）に示す測定時の表示パターンと異なる点は、開口１３Ａに対応する領域がその周囲のマスク領域１３Ｃと同じ黒表示である点である。
【０１５７】
ここで、基準電位３１２がスイッチ３１４を介してバイアス発生回路３０６に供給されると、図２１（Ａ）に示す表示パターンがプロジェクタスクリーン６上に投影されるようになっている。しかし、このままでは開口１３Ａの領域に、各回の測定毎に異なる階調値を表示することはできない。
【０１５８】
そこで、開口１３Ａに対応する領域に表示を実施する場合にのみ、スイッチ３１４を切り替えて、調整電圧発生回路３１０からの電位をスイッチ３１４を介してバイアス発生回路３０６に供給している。この調整電圧発生回路３１０からは、開口１３Ａの領域にて各回の測定毎に異なる階調値に対応して異なる電位が発生する。このように、開口１３Ａの領域に対応する画素データを増幅器４０Ａ〜４０Ｄにて増幅する際にのみ、ＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄより出力される黒表示データを、各回の測定毎に異なる階調値となるように増幅器４０Ａ〜４０Ｄにて増幅している。このようにすると、測定時に液晶パネルに供給される画素データは、図２１（Ａ）に示す一定パターンに固定しながら、開口１３Ａの領域のみ階調値を変化させることができる。
【０１５９】
開口１３Ａに対応する領域に表示を実施する場合にのみスイッチ３１４を切り替えるために、切り替え信号発生回路３１６からは、図２１（Ｂ）に示すような切り替え信号が発生される。
【０１６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明をプロジェクタに適用した実施の形態１の印加電圧−光強度特性を測定する輝度測定装置の概略図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すスクリーンの正面図であり、図１（Ｃ）はスクリーンの断面図である。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、プロジェクタに適用される２種類の光源の、時間と輝度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明をプロジェクタに適用した表示装置全体のブロック図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、本発明による調整方法により、プロジェクタに内蔵された光源の輝度を３２階調ごとに測定した光強度の測定データを、リファレンスデータに基づく補正により得られた補正輝度値をそれぞれ正規化して表した一例であるデータ特性図及びグラフである。
【図５】光源の輝度バラツキと、プロジェクタの印加電圧−光強度特性との関係について表すグラフである。
【図６】測定データＭｅｓと、リファレンスデータＲｅｆに基づいて補正された補正輝度値Ｌｕｘの数値例を示す特性図である。
【図７】データ補正回路と、ガンマ補正回路の回路機能の概略を示すブロック図である。
【図８】本発明が適用される電子機器の概略図である。
【図９】本発明が適用されるプロジェクタの概略図である。
【図１０】本発明が適用されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の概略図である。
【図１１】本発明をプロジェクタに適用した実施の形態２の印加電圧−光強度特性を測定する輝度測定装置の概略図である。
【図１２】ガンマ補正後の印加電圧−光強度特性を示すグラフの一例である。
【図１３】デジタル−アナログ変換後のバイアス調整を行う調整装置を示すブロック図である。
【図１４】４相展開の場合の増幅器の回路構成を示すブロック図である。
【図１５】ＤＡコンバータの基準電圧を調整して狭いダイナミックレンジを拡げるための調整装置を示すブロック図である。
【図１６】クランプの例えば黒レベルを調整する調整装置を示すブロック図である。
【図１７】電圧Ｖ（正極性電圧（＋），負極性電圧（−））と、対向基板電圧との差電圧と透過率との関係を表すグラフである。
【図１８】液晶に印加される電圧を極性反転して駆動する場合の信号電圧変化を示すグラフである。
【図１９】図１９（Ａ）は、測定された液晶パネル固有の印加電圧−透過率特性、図１９（Ｂ）は、パネル固有の印加電圧−透過率特性を補正するのに必要な補正データとしての印加電圧−透過率特性、図１９（Ｃ）は、ガンマ補正後の印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図２０】各回の測定時に一定階調のの画素データを供給しながらも、図１（Ｂ）に示す表示パターンのうち開口１３Ａの領域のみ測定毎に異なる階調値にて表示できる回路を示すブロック図である。
【図２１】図２１（Ａ）は各回の測定時に供給される一定階調の画素データに基づく表示パターンを示す図であり、図２１（Ｂ）は図２０のスイッチを切り替えることで得られる図１（Ｂ）と同一の表示パターンを示す図である。
【符号の説明】
１ 共通電圧
２ 正極性側の画像信号
３ 負極性側の画像信号
４ センサ
５Ａ，５Ｂ リファレンスセンサ
６ プロジェクタスクリーン
７ レンズ
８ プロジェクタ
９ 階調値測定器
１０ 信号処理ボード
１１Ａ，１１Ｂ ケーブル
１２，１４ 入力端子
１３Ａ，１３Ｂ 光透過手段（開口）
１４ ＡＳＩＣ
１６ ＡＤコンバータ
１７ 第１のメモリ
１８ デジタルデコーダ
１９ 第２のメモリ
２０ フレームメモリ
２１ 演算回路
２２ 減算回路
２３ データ補正回路
２４ 正規化回路
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ 液晶表示専用ボード
３２ ガンマ補正回路
３４ 相展開回路
３６ 極性反転回路
３８，３８Ａ〜３８Ｄ ＤＡコンバータ
４０，４０Ａ〜４０Ｄ 増幅器
４２ バッファ
５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ 液晶表示パネル
６０ クランプ回路
６１ 電圧設定回路
６２ 信号ライン
６４ チャージ用コンデンサ
６６ チャージ用駆動用トランジスタ
３００ 操作入力部
１５，３０４ ＣＰＵ
３０２ 第３のメモリ
３０６ バイアス発生回路
３０８ 基準電圧発生回路
３１０ 調整電圧発生回路
３１２ 基準電位
３１４ スイッチ
３１６ 切り替え信号発生回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関するものであって、特に、それ自体が発光しない表示装置、すなわち、光源と光学変調素子とを有する表示装置における調整方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
バックライトなどの表示用光源と光学変調素子とを用いた表示装置として、例えば、液晶表示装置，エレクトロルミネッセンス（ＥＬ），デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）が知られている。そして、このような表示装置、例えば液晶表示装置では、工場の生産ラインでの製造段階における一工程として、以下に示す各種調整が行われている。ここで、一例としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を画素スイッチとして用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、ノーマリホワイトの方式で表示を行う場合の上記各種調整方法と、一般的な光強度と印加電圧の関係について説明する。
【０００３】
一般に、ＴＦＴ液晶表示装置においては、液晶が封入される２枚の基板のうちの一方がＴＦＴアクティブマトリクス基板とされ、他方の基板が対向基板とされ共通電極が形成されている。更に、上記ＴＦＴアクティブマトリクス基板には、画素スイッチである各々のＴＦＴと接続された画素電極が形成されている。そして、この画素電極に信号電圧が印加され、上記対向基板の共通電極には一定の共通電圧が印加されて、各画素の液晶に、共通電極への共通電圧と画素電極への信号電圧との差電圧が印加される。
【０００４】
そして、ノーマリホワイトの表示方法では、図１７に示されるように、信号電圧と共通電圧との差電圧が小さいほど画像表示が明るくなり、差電圧が大きいほど画像表示が暗くなる。ここで、図１７のグラフにおいては、縦軸は透過率Ｔ（明るさ）を表し、横軸は電圧Ｖ（正極性電圧（＋），負極性電圧（−））を表し、これらの電圧と、対向基板電圧との差電圧と透過率との関係を表しているものである。つまり、液晶表示装置は、対向基板電圧との差電圧が小さいと透過率が高くなって画像表示が明るくなり、上記対向基板電圧との差電圧が大きいと透過率が低くなって画像表示が暗くなるものである。
【０００５】
図１８には、液晶に印加される電圧を極性反転して駆動する場合の信号電圧変化が示されている。すなわち、図１８においては、画像表示上で共通電圧１に対して正極性駆動させる場合の正極性側の画像信号２と、負極性駆動させる場合の負極性側の画像信号３がそれぞれ有する電圧の変化について示されている。
【０００６】
このような液晶表示装置では、第１の調整項目として、共通電極への共通電圧の調整（コモン調整と称する）がある。これは、図１８に示す対向基板上の共通電極に印加される共通電圧１を調整するものであり、この調整により画面上にてフリッカの無い画像が得られる。
【０００７】
第２の調整項目として、コントラスト調整あるいはダイナミックレンジ調整がある。これは、図１８に示す正極性側の画像信号２の有する電圧の最大値２Ａ及び電圧の最小値２Ｂ間の振幅ＶＡと、負極性側の画像信号３の有する電圧の最小値３Ａ及び最大値３Ｂ間の振幅ＶＢとを同時に調整することで、コントラスト比を調整するものである。
【０００８】
第３の調整項目として、ＤＣオフセット調整がある。これは、後で述べる印加電圧−光強度特性の中でどのエリアに電圧を印加してユーザに手渡すかを設定する調整であって、画像信号の電圧振幅を一定にしたまま、ＤＣレベルを調整するものである。
【０００９】
これは、図１８に示される正極性画像信号２の有する電圧の最大値２Ａと共通電圧１間の電圧ＶＣと、負極性画像信号３の有する電圧の最小値３Ａと共通電圧１間の電圧ＶＤの絶対値とをそれぞれ等しいオフセット電圧に調整するものである。つまり、液晶パネルに表示された画像、もしくはプロジェクタであればプロジェクタスクリーンに投影されたカラー画像を目視しながら、このオフセット電圧を調整することで、正極性駆動、負極性駆動の場合のそれぞれの色レベルが同時に決定される。このＤＣオフセット調整は、液晶パネルにて白表示を行った状態において調整するのが一般的であり、ホワイトバランス調整とも称される。
【００１０】
第４の調整項目として、ガンマ補正特性の設定がある。液晶表示装置は、データ処理回路内にガンマ補正回路を備えており、図１９（Ａ）に示すように、まず液晶パネル固有の印加電圧（Ｖ）−透過率（Ｔ）特性が測定される。そして、このパネル固有の印加電圧−透過率特性を、図１９（Ｃ）に示すようなリニアな特性に補正するのに必要な補正データとして、図１９（Ｂ）に示すガンマ補正特性が決定される。更に、図１９（Ａ）に示される輝度測定によって得られた印加電圧−透過率特性に、図１９（Ｂ）のガンマ補正特性を合成して、図１９（Ｃ）のようなリニアな入出力特性を得ることでガンマ補正が完了するものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したような表示装置の各種調整を実施するに際しては、実際の製品に内蔵された光源例えばバックライトより液晶パネルに向かって光照射する必要がある。
【００１２】
このとき、この種の光源は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、常時明るさが一定とはならない。ここで、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフにおいては、縦軸は共に輝度（ルクス）を表し、横軸は共に時間を表しているが、図２（Ａ）の横軸の単位はｍｓｅｃであるのに対して、図２（Ｂ）の横軸の単位はｓｅｃである。
【００１３】
図２（Ａ），（Ｂ）のグラフは異なる光源を対象として輝度測定を行ったものであるが、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、同一定格のものでも製造バラツキがあるため、光源が異なると、輝度−時間特性波形も異なっており、例えば、バックライトとして通常用いられるメタルハライドランプなどの放電管では、放電状態などに依存して輝度のバラツキが１０％程度生じる。特にこの輝度のバラツキは、図２（Ａ）（Ｂ）にて分かる通り、短時間及び／又は長時間で生ずる場合がある。
【００１４】
このように調整時に光源からの光強度が低下したりあるいは増大すると、特に上述した調整項目の中の第３、第４の調整項目に必要な測定に支障が生ずる。すなわち、光源からの光強度が異常の時にＤＣオフセット調整及びガンマ補正特性の設定を行うと、光源からの光強度が正常である時の適正な白表示及びガンマ補正ができなくなる。
【００１５】
そこで、本発明の目的とするところは、光源に起因する輝度のバラツキに拘らず、表示装置の各種調整を行うための測定において得られたデータに対して補正を行うことによって、高品質の表示装置を実現することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、更にＤＣオフセット調整を行うことによって、より光変調の信頼性を向上することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の表示装置の調整方法は、
光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、常時一定となる階調値に対応する印加電圧に設定して、上記少なくとも一画素とは異なる参照位置の画素に対応する上記光学変調素子にて変調された参照用の光強度をそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有し、
上記第１工程での上記少なくとも１画素の周囲画素と、上記第２の工程での上記参照位置の画素の周囲画素とを、それぞれ光が透過しない階調値に設定し、上記各周囲画素をマスクとして用いることを特徴とする。
【００１８】
従って、請求項１に記載の表示装置の調整方法によれば、上記第２工程において得られる上記参照位置における参照用の光強度を、上記第１工程における上記印加電圧を変更設定したときの光強度の測定毎に測定することで、上記参照用の光強度のバラツキを参照することができ、これによって、上記光源による光強度のバラツキを定性的に測定することができるため、上記各階調値に対応させて測定した光強度を基に、上記第１工程にて得られた光強度を補正して、上記光源の光強度のバラツキを考慮した理想的な測定データを作成することができる。この２種の光強度の測定は、完全に同じタイミングである必要はなく、２種の光強度測定を比較的短時間にて切り換えて実施するものでも良い。要は、印加電圧を変更設定して光強度を測定したとき、その光強度測定に用いた光源自体の光強度を参照用として測定できるタイミングであればよい。
【００１９】
請求項２の表示装置の調整方法は、請求項１に記載の特徴点に加え、
上記第２工程では、上記参照位置の画素を、最大階調値に対応する上記印加電圧に設定して測定することを特徴とする。
【００２０】
従って、請求項２に記載の表示装置の調整方法によれば、上記参照位置には各測定時に最大階調値に対応する上記印加電圧に設定することで、相対的な上記光源の光強度のバラツキを測定することができる。
【００２１】
請求項３の表示装置の調整方法は、請求項２の記載の特徴点に加え、
上記表示装置は、複数種類の光学変調素子を具備するものであって、上記測定は上記光学変調素子ごとに行われるものであることを特徴とする。
【００２２】
従って、請求項３に記載の表示装置の調整方法によれば、複数種類の光学変調素子を使用することで、カラー表示を行うことができ、各光学変調素子の製造バラツキと、上記光源の光強度のバラツキを考慮して、上記第１の工程で得られる光強度を補正することができる。
【００２３】
請求項４の表示装置の調整方法は、
光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、上記光源からの光強度を参照用としてそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有することを特徴とする。
【００２４】
従って、請求項４に記載の表示装置の調整方法によれば、上記第２の工程により、上記光学変調素子に到達する前の光の強度を参照用に測定することで、測定時ごとの上記光源による光強度のバラツキを定性的に測定することができ、上記参照用に測定した光強度と、上記各階調値ごとに測定した光強度とを比較参照することで、上記光源の光強度バラツキを考慮して、上記第１の工程により得られた光強度を補正することができる。なお、この第２工程は、請求項５に示すように、表示装置内部に配置された参照光測定手段を用いて実施することができる。
【００２５】
請求項６の表示装置の調整方法は、請求項１乃至５のいずれかの特徴点に加え、
上記第３の工程において、初回の測定において測定された参照用の光強度と、初回以降の各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００２６】
従って、請求項６に記載の表示装置の調整方法によれば、上記初回の測定により得られた参照用の光強度を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとに補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００２７】
請求項７の表示装置の調整方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程において、各測定ごとに測定された参照用の光強度の平均値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００２８】
従って、請求項７に記載の表示装置の調整方法によれば、上記各測定ごとに測定された参照用の光強度の平均値を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとに補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００２９】
請求項８の表示装置の調整方法は、請求項７に記載の特徴点に加え、
上記第３の工程において、規格とされた参照用の光強度の初期値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする。
【００３０】
従って、請求項８に記載の表示装置の調整方法によれば、上記規格とされた参照用の光強度の初期値を基準として、上記各測定において得られた各参照用の光強度から、各測定ごとの補正値を算出することができるので、上記補正値に、上記光源における光強度のバラツキを反映させることができる。
【００３１】
請求項９の表示装置の調整方法は、請求項１乃至８のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程は、上記補正された光強度を階調値に変換する工程を含むことを特徴とする。
【００３２】
従って、請求項９に記載の表示装置の調整方法によれば、上記補正された光強度を階調値に変換することで、上記光源の光強度のバラツキが考慮された階調値を得ることができる。
【００３３】
請求項１０の表示装置の調整方法は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記第３の工程にて得られた各補正値に基づいて、ガンマ補正特性を決定する工程を更に有するものであることを特徴とする。
【００３４】
従って、請求項１０に記載の表示装置の調整方法によれば、上記ガンマ補正前に上記補正値を算出することができるので、それに基づいて上記ガンマ補正が行われるので、上記ガンマ補正を決定する工程において、上記光源の光強度のバラツキがフィードバックされたデータをガンマ補正の基礎データとすることができ、より高精度のガンマ補正特性を得ることができる。
【００３５】
請求項１１の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記デジタル画像データを、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
増幅された上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、 上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記増幅器での増幅率を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする。
【００３６】
従って、請求項１１に記載の表示装置の調整方法によれば、ＤＡ変換後にバイアス調整をすることができるので、画像信号のゲインを増加させることができるので、表示装置のコントラス比を向上することができる。
【００３７】
請求項１２の表示装置の調整方法は、請求項１１に記載の特徴点に加え、
上記増幅器はオペアンプにて構成されるものであって、上記調整工程において、上記増幅器は上記オペアンプに供給されるバイアス電位を変更することを特徴とする 。
【００３８】
従って、請求項１２に記載の表示装置の調整方法によれば、上記増幅器により容易にＤＡ変換後にバイアス調整をすることができるので、表示装置のコントラス比を容易に向上することができる。
【００３９】
請求項１３の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
上記デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記ＤＡコンバータの上記基準電圧を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする。
【００４０】
従って、請求項１３に記載の表示装置の調整方法によれば、ＤＡコンバータの基準電圧を調整することができるので、ＤＡコンバータでのゲイン調整を行うことができ、表示装置のコントラス比を向上することができる。
【００４１】
請求項１４の表示装置の調整方法は、請求項１０に記載の特徴点に加え、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データのうち最小階調値に対応する電圧を、クランプ回路にて所定のクランプ電圧に設定する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記クランプ回路でのクランプ電圧を変更して、上記アナログ画像データの基準電圧に対するＤＣオフセット量を調整してホワイトバランス調整する工程と、
を有することを特徴とする。
【００４２】
従って、請求項１４に記載の表示装置の調整方法によれば、上記クランプ回路にて上記ＤＣオフセット量を調整することができるので、表示装置のホワイトバランス調整を行うことができる。
【００４３】
請求項１５の表示装置の調整方法は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の特徴点に加え、
上記表示装置は、投写型表示装置であって、
上記第１工程における測定は、スクリーン上の画素に対して行うと共に、
上記第２工程における測定は、上記スクリーン上の上記参照位置の画素に対して、行うものであることを特徴とする。
【００４４】
従って、請求項１５に記載の表示装置によれば、上記投写型表示装置の調整を行うことができるので、上記投写型表示装置の画質を向上させることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、本発明の調整が行われる表示装置の概略について説明する。
【００４６】
＜実施の形態１＞
（表示装置の全体説明）
図３は、液晶表示パネルを駆動するための表示装置の全体を概略的に示すブロック図である。図３に示す本実施の形態の液晶表示装置は、３枚の液晶表示パネルをそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ用のライトバルブとして用いたプロジェクタに適用したものである。尚、本実施の形態では、３枚の液晶表示パネルを、ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス基板にて構成しているが、他の液晶表示基板を用いることも可能である。
【００４７】
図３において、このプロジェクタの液晶表示装置は、大別して、各色赤（以下Ｒと記す），緑（以下Ｇと記す），青（以下Ｂと記す）のデータ処理に共用される信号処理用ボード１０と、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に設けられた液晶表示専用ボード３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、３枚のライトバルブとしてそれぞれ機能する液晶表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、を有する。
【００４８】
信号処理用ボード１０は、本実施の形態の電子機器であるプロジェクタ用の各種回路（図示せず）の他、下記の機能を実現する素子、回路が搭載される全体制御用ボードとすることもできる。
【００４９】
まず、画像データの入力端子として、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ等のアナログのテレビ信号を入力する第１の入力端子１２と、コンピュータ出力、ＣＤＲＯＭ出力等のデジタルの画像信号を入力する第２の入力端子１４とを有する。ここで、第１の入力端子１２に入力されるアナログのテレビ信号は、ＣＲＴの特性を考慮してガンマ補正が施されているが、第２の入力端子１４に入力されるデジタルの画像信号にはガンマ補正は施されていない。尚、ＣＣＤカメラ出力など、ＣＲＴ用のガンマ補正が施されたデジタルの画像信号を入力する他の端子を設けることも可能である。
【００５０】
第１の入力端子１２にはＡＤコンバータ１６が接続され、テレビ信号をアナログ−デジタル変換する。更にＡＤコンバータ１６にはデジタルデコーダ１８が接続されている。このデジタルデコーダ１８は、テレビ信号中の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｕ，Ｖを、３色のＲ，Ｇ，Ｂ信号にデコードするものである。
【００５１】
デジタルデコーダ１８の後段には、フレームメモリ２０が設けられている。第１の入力端子１２を介して入力されるデータは、ＡＤコンバータ１６，デジタルデコーダ１８を介してフレームメモリ２０内に、１フレーム分書き込まれる。第２の入力端子１４を介して入力されてデジタルＲ，Ｇ，Ｂデータは、フレームメモリ２０に直接書き込まれる。尚、液晶表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにて飛び越し走査が実施される場合には、１フレーム分のＲ，Ｇ，Ｂの各データが奇数ライン，偶数ラインの順で、フレームメモリ２０より、２フィールドに分けて読み出される。
【００５２】
ここで、特に図示しないが、図３に示されている、液晶表示専用ボード３０Ｒに搭載されている液晶駆動用ＩＣと、他の色Ｇ，Ｂの表示に使用される液晶駆動用ＩＣの構成は同一である。
【００５３】
液晶表示専用ボード３０Ｒには、ガンマ補正回路３２が設けられている。そして、ガンマ補正回路３２の後段には、相展開回路３４が設けられている。この相展開回路３４は、液晶表示パネル５０Ｒでの駆動周波数を下げるためにデータの相展開を実施している。
【００５４】
相展開回路３４の後段には、極性反転回路３６が設けられている。この極性反転回路３６は、液晶表示パネル５０Ｒの各画素の液晶に印加される電界の極性を所定の周期で反転させて極性反転駆動するために設けられている。本実施の形態では、液晶表示パネルのスイッチング素子をＴＦＴにて構成しているため、ＴＦＴ基板と対向する基板に形成された共通電極の電位を基準として、画素に供給されるデータ電位の極性が所定のタイミングで反転されて駆動される。このために、極性反転回路３６は、共通電極の電位に対して正極性の電位を持つデータと負極性の電位を持つデータとを生成して出力する。
【００５５】
極性反転回路３６の後段には、ＤＡコンバータ３８が設けられ、相展開されたＮラインの極性反転データをそれぞれデジタル−アナログ変換する。このアナログ信号が、液晶表示駆動ＩＣの出力となる。
【００５６】
尚、液晶表示駆動ＩＣには、特に図示しないが、タイミング発生回路が設けられ、上述の相展開回路３４，極性反転回路３６及びＤＡコンバータ３８にて必要なタイミング信号が、画像同期信号に基づいて発生される。
【００５７】
液晶表示専用ボード３０Ｒには、更に増幅器４０とバッファ４２とが設けられている。増幅器例えばオペアンプ４０にて正、負の極性反転駆動に対応したバイアス電圧が重畳されたデータは、バッファ４２を介して、液晶表示パネル５０Ｒに供給され、このデータに基づいて液晶表示パネル５０Ｒが所定の１ドット又は１ライン毎等の所定周期毎に極性反転駆動される。
【００５８】
上記ガンマ補正回路３２は、個々の液晶表示パネルの印加電圧−透過率特性に適合したガンマ補正を実施することを主目的としている。この印加電圧−透過率特性は、液晶表示パネル毎に区々であるので、後述するように必ず調整を要するものである。このガンマ補正回路３２が、液晶表示専用ボードに搭載して、表示パネルと一体の構成とすることで、調整工程が簡便となり、演算が単純化されるので精度の高い補正を実施することができる。
【００５９】
（輝度測定方法）
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に、実施の形態１の表示装置の輝度測定装置の模式図を示す。実施の形態１においては、液晶表示装置、例えば、プロジェクタの輝度測定はＲ，Ｇ，Ｂの各パネルごとに測定が行われ、この測定は、図１（Ａ）に示すように、階調値測定器９及びセンサ４，リファレンスセンサ５Ａを使用し、プロジェクタ８からレンズ７を介してプロジェクタスクリーン６に対して画像をＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとに投影することにより行われる。
【００６０】
このとき、プロジェクタスクリーン６には光透過手段１３Ａ，１３Ｂが設けられて、プロジェクタ８からの光が、センサ４，５Ａに直接入射されるように設置されている。そして、プロジェクタスクリーン６上の光の輝度を測定するために、センサ４，５Ａは、プロジェクタスクリーン６上の光透過手段１３Ａ，１３Ｂと接するように設置されている。
【００６１】
ここで、光透過手段１３Ａ及び１３Ｂは、プロジェクタ８から入射される光が、プロジェクタスクリーン６によって遮断されないようにするものであって、たとえば、部分的に孔を設ける、透明にする等の手段により構成することができる。
【００６２】
図１（Ｂ）は、光透過手段を開口１３Ａ，１３Ｂとしたスクリーン６の一例を示している。これらの開口１３Ａ，１３Ｂは、スクリーン６の縦中心線Ｌに対してそれぞれ距離Ｌ１だけ離れた位置にて線対称に設けることが好ましい。プロジェクタの光学系は、スクリーン６の縦中心線Ｌに対する線対称の各位置で照度が等しくなるように設計されているからである。
【００６３】
さらに、図１（Ｂ）に示すように、各開口１３Ａ，１３Ｂの周囲には、同図にてハッチングで示す領域１３Ｃ，１３Ｄを、測定時に黒表示し、この領域をマスクとして利用することが好ましい。すなわち、図１（Ｃ）に示すように、各センサ４，５Ａは、角度ψの範囲の光を受光するが、マスク１３Ｃ，１３Ｄにより測定光以外の光が各センサ４，５Ａに入射されないようにできる。
【００６４】
また、リファレンスセンサ５Ａとしては、センサ４と同じ仕様の装置を使用し、プロジェクタスクリーン６上における、リファレンスセンサ５Ａに対応する位置に投影される画素には常に一定階調の表示例えば白表示を行うようにして、リファレンスデータを測定する。
【００６５】
センサ４での輝度の測定は、開口１３Ａと対応する表示領域の階調を変化させて、センサ４にてそれぞれの階調での輝度を測定する。すなわち、このようにすることで、各階調に対応した液晶への印加電圧と、該電圧が印加された液晶での透過率との相関が測定される。
【００６６】
センサ４及びリファレンスセンサ５Ａは、ケーブル１１Ａを介して階調値測定器９と接続され、センサ４にて測定された測定データＭｅｓ，リファレンスセンサ５Ａにて測定されたリファレンスデータＲｅｆがそれぞれ階調値測定器９に入力され、後述するリファレンスデータＲｅｆに基づく測定データＭｅｓの補正及びその補正により算出された補正輝度値Ｌｕｘに対して輝度値−階調値変換が行われ、補正階調値Ｄａｔａが算出される。
【００６７】
なお、センサ４，５Ａにて輝度測定するために、プロジェクタスクリーン６への投影画像は、開口１３Ａの領域のみで各測定毎に階調値が変化され、開口１３Ｂの領域では常に白表示され、マスク領域１３Ｃ，１３Ｄでは常に黒表示される。従って、輝度測定時には、このような投影画像を表示できる画像データが供給されることになる。なお、輝度測定時の投影画像の表示方法の変形例については、図２０および図２１を参照して後述する。
【００６８】
また、センサ４，５Ａでの輝度測定にあたり、両センサ４，５Ａにて同期をとることで同時にサンプリングすることもできるが、センサ４，５Ａでの輝度サンプリングを短時間に切り換えて交互に１回または複数回実施しても良い。
【００６９】
輝度測定において、上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ａに入射された光は、光電変換され、それぞれ電気信号として、ケーブル１１Ａにより形成された第１のデータバスに出力されて階調値測定器９に入力され、上記階調値測定器９側でのデータ処理により、各測定にて得られた上記各測定データＭｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆに基づいて、後述する方法により補正輝度Ｌｕｘがそれぞれ算出される。その後、上記各補正輝度Ｌｕｘが正規化されて算出された各補正階調値Ｄａｔａがケーブル１１Ｂにより形成された第２のデータバスに出力されて、上記プロジェクタ８へフィードバックされる。
【００７０】
そして、上記プロジェクタ８に搭載されたデータ処理回路におけるデータ補正回路２３に上記補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ入力され、この補正階調値Ｄａｔａに基づいてガンマ補正特性が決定される。さらに図１に示されるガンマ補正回路３２により、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等に記憶されたガンマ補正特性に基づいて、入力デジタルデータにガンマ補正がなされるものである。
【００７１】
（測定データからの補正階調値の抽出方法）
輝度測定方法において述べたように、図１に示されるセンサ４及びリファレンスセンサ５Ａによって測定された輝度は、階調値測定器９にて補正輝度に変換された後、正規化データに換算される。
【００７２】
図４（Ａ）には、図１におけるプロジェクタ８に内蔵された光源の輝度から算出した階調値と、上記プロジェクタ８における３２階調ごとの測定データから算出した補正輝度Ｌｕｘに基づく補正階調値の一例を０〜２５５の範囲で正規化された表が示されているものである。図４（Ａ）においては、入力信号としての液晶パネル駆動信号であるラスタ信号Ｘｍに対し、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルにおいて測定した透過率を補正した各補正輝度値が正規化された補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）を表したものである。ここで、上記ラスタ信号Ｘｍは、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルに対応する駆動信号Ｘｍ（Ｒ），Ｘｍ（Ｇ），Ｘｍ（Ｂ）で、それぞれが個別のものであって、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのパネルごとに各ラスタ信号に対して測定が行われているが、データ処理上、図４（Ａ）の表の項目においては省略して、「ラスタ信号Ｘｍ」で表す。
【００７３】
すなわち、図４（Ａ）の表におけるそれぞれの数値は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルを透過した光の輝度の各測定データを補正後、正規化してそれぞれ階調値で表したものである。この正規化においては、補正階調値の最大値を２５５，最小値を０とするものであって、例えば、各測定データにおいてＲの補正輝度値の最大値をＲｍａｘ，最小値をＲｍｉｎ，各補正輝度値をＲｘ、Ｇの補正輝度値の最大値をＧｍａｘ，最小値をＧｍｉｎ，各補正輝度値をＧｘ、Ｂの補正輝度値の最大値をＢｍａｘ，最小値をＢｍｉｎ，各補正輝度値をＢｘとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂの補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）はそれぞれ以下に示す式１〜式３により算出されたものである。
【００７４】
式１；Ｙｍ（Ｒ）＝２５５×（Ｒｘ−Ｒｍｉｎ）／（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）
式２；Ｙｍ（Ｇ）＝２５５×（Ｇｘ−Ｇｍｉｎ）／（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）
式３；Ｙｍ（Ｂ）＝２５５×（Ｂｘ−Ｂｍｉｎ）／（Ｂｍａｘ−Ｂｍｉｎ）
そして、図４（Ａ）の表における各階調値は９階調で示されているので、０〜２５５において、それぞれの階調の間隔が２５６／（９−１）となるので、３２階調ごとの表示とされている。図４（Ａ）は、測定データ及びそれを補正した補正輝度値から式１〜式３を用いて算出された各色ごとの補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）が示されているが、これをグラフ化したものが図４（Ｂ）に示されている。図４（Ｂ）においては、縦軸がＲ，Ｇ，Ｂの各パネルを透過した光の補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）であって、横軸がラスタ信号の階調値Ｘｍであり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルにおける各補正階調値を示す３種類のグラフが示されている。
【００７５】
このように、プロジェクタのような液晶表示装置でのカラー表示においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの３枚のパネルを使用しているので、これら３枚のパネルについてそれぞれの輝度の測定データ及び後に述べる補正から各補正階調値Ｙｍ（Ｒ），Ｙｍ（Ｇ），Ｙｍ（Ｂ）を算出している。
【００７６】
本発明は上述したような方法で表示装置を調整することができるが、従来は、リファレンスデータを使用して測定データに対して補正を行って補正輝度値を算出した後に正規化するという方法による調整が行われていなかったために、単なる測定データの輝度−階調値変換のみで階調値を算出し、ガンマ補正の対象となるデータとして使用し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パネルの透過光のそれぞれの上記階調値に基づいてプロジェクタスクリーン上に画像を投影することにより目視によって調整を行っていた。
【００７７】
すなわち、上述したように、光源における時間と輝度との関係は一定ではなく、バラツキが生じているため、図４（Ａ）におけるラスタ信号の階調値Ｘｍが９６であった場合に、パネル透過光の測定データが例えば１００で、ラスタ信号の階調値Ｘｍが１２８であった場合に、パネル透過光の測定データが例えば９５であるという事態も発生する。このような場合、輝度は階調値に比例して増加しないことになり、比例関係が崩れてしまうので、測定データそのものを正規化しても、印加電圧−光強度特性が正確でなくなってしまっていた。よって、輝度が飽和する点を測定するときに、１００％に対して９８％を算出しようとすると、光源のバラツキで５％ずれると、算出した階調値の信頼性が低下してしまっていたために、目視による調整が必要であった。
【００７８】
例えば、図５に光源の輝度バラツキと、プロジェクタの時間−階調特性について表すグラフを示す。図５において、横軸はプロジェクタの輝度測定回数を示し、縦軸に階調を示している。図５に示されるように、光源は輝度測定ごとに輝度が一定ではなく、各測定ごとに輝度が変動している。例えば、図５からも明らかなように、光源の輝度が上昇することにより、プロジェクタにおける表示パネルの階調も上昇し、光源の輝度が低下することにより、プロジェクタにおける階調も下降している。
【００７９】
そこで、本実施の形態においては、表示装置の輝度測定時に、センサ４による測定だけでなく、図１に示すようなリファレンスセンサ５Ａによる測定により、リファレンスデータとなる輝度を同時に測定して、測定データに対して補正を行うものである。
【００８０】
すなわち、各階調ごとに印加電圧−光強度特性を測定する場合、従来は、各測定ごとに生じる光源の輝度バラツキを考慮することなく測定したデータそのものを正規化したデータが、プロジェクタ等の表示装置内の記憶部にて印加電圧−光強度特性として記憶されており、これに基づいてガンマ補正が行われていたので、適正なガンマ補正データを持たせることが不可能であった。しかし、本実施の形態の調整方法にて表示装置を調整して測定を行うことにより、上記測定データＭｅｓを、上記リファレンスデータＲｅｆにより算出される補正値に基づいて補正した後に正規化して、上記正規化後に得られる補正階調値Ｄａｔａをガンマ補正対象データとすることで、適正なガンマ補正データを持たせることが可能となる。
【００８１】
この測定データの補正方法は、以下に述べる３種の方法が挙げられる。
【００８２】
（１）各リファレンスデータＲｅｆと、初回の測定でのリファレンスデータＲｅｆ０、あるいは各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡとを比較して、それぞれの測定ごとの補正値を算出し、各測定データＭｅｓから上記補正値分減少させる。
【００８３】
ここで、初回輝度測定時のリファレンスデータをＲｅｆ０，測定データをＭｅｓ０，補正後の測定データを補正輝度値Ｌｕｘ０とし、以降１，２，・・・，ｎとする。そして、各補正輝度値Ｌｕｘを、各測定データＭｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆ及び基準となる初回の測定により得られたリファレンスデータＲｅｆ０に基づいて、以下に示す式４〜式７にて算出するものである。
【００８４】
式４；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０
式５；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
式６；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
式７；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−Ｒｅｆ０）／Ｒｅｆ０］
この調整方法によれば、例えば、図６の表に示すように、ラスタ信号の階調を、ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２にて測定を行った場合の各測定データＭｅｓが、８０，８９，９３、各リファレンスデータＲｅｆが、１００，１０５，９７であった場合、初回測定時のリファレンスデータＲｅｆ０が１００となる。よって、ｎ階調のときのリファレンスデータＲｅｆ０を基準値とすれば、ｎ＋１階調のときに（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）が＋５，ｎ＋２階調のときに（Ｒｅｆ２−Ｒｅｆ０）が−３となり、この値に基づいて式４〜７により、正規化が行われる対象のデータとしての補正輝度値Ｌｕｘが算出され、Ｌｕｘ０は８０，Ｌｕｘ１は８４．７６，Ｌｕｘ２は９５．８８のように算出される。
【００８５】
なお、この補正方法は、図２（Ｂ）に示すように、ランプの輝度が比較的長時間の間でもばらつき、長時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。
【００８６】
また、各測定における各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡを使用して各補正輝度値Ｌｕｘを算出する場合は、まず、式８にてリファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡを算出する。
【００８７】
式８；ＲｅｆＡ＝（Ｒｅｆ０＋Ｒｅｆ１＋Ｒｅｆ２＋・・・＋Ｒｅｆｎ）／ｎそして、上記式４〜式７において基準としている、初回の測定にて得られたリファレンスデータＲｅｆ０の代わりに、測定全体のリファレンスデータの平均値ＲｅｆＡを用いて、以下に示す式９〜式１２に基づき、各補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出される。
【００８８】
式９；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０
式１０；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
式１１；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
式１２；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−ＲｅｆＡ）／ＲｅｆＡ］
なお、この補正方法は、図２（Ａ）に示すように、ランプの輝度が比較的短時間の間でもでばらつき、短時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。この場合のデータサンプリングは、例えばデータサンプリング自体に１ｍＳを要するため、１００ｍＳの間に１０回実施する。
【００８９】
（２）固定リファレンスデータＲｅｆＸと比較する。
【００９０】
リファレンスデータＲｅｆが規格として初期値を有する場合、その初期値を固定値ＲｅｆＸとして、（１）と同様にして、以下に示す式１３〜式１６を用いて各補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出される。
【００９１】
式１３；Ｌｕｘ０＝Ｍｅｓ０／［１＋（Ｒｅｆ０−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１４；Ｌｕｘ１＝Ｍｅｓ１／［１＋（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１５；Ｌｕｘ２＝Ｍｅｓ２／［１＋（Ｒｅｆ２−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
式１６；Ｌｕｘｎ＝Ｍｅｓｎ／［１＋（Ｒｅｆｎ−ＲｅｆＸ）／ＲｅｆＸ］
この方法も、図２（Ａ）に示すように、ランプの輝度が比較的長時間の間でもでばらつき、長時間に亘ってデータを収集する場合に適用できる。
【００９２】
本実施の形態においては、以上述べたような（１），（２）の方法またはそれらの組み合わせによって、補正輝度値を算出し、正規化することで、ガンマ補正の対象データとして格納される印加電圧−透過率特性である各補正階調値Ｄａｔａを算出することで、光源からの光強度の変動に起因した測定誤差を、上記データ補正によってキャンセルすることができる。
【００９３】
（データ補正回路の回路構成）
以上述べたような、リファレンスデータを参照した測定データの補正は、図１におけるプロジェクタ８内のガンマ補正回路３２と接続されて階調値測定器９内に設けられた、特に図示しないデータ補正回路により行われる。
【００９４】
図７に、データ補正回路及びガンマ補正回路の概略構成について示し、上述した補正階調値の演算に付随するデータ処理について説明する。
【００９５】
データ補正回路２３は、例えば、減算回路２２と、演算回路２１とを有するものであって、上述した式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６のいずれかの演算が、上記減算回路２２，演算回路２１にて行われて各測定ごとの補正輝度値Ｌｕｘが算出される。このデータ補正回路２３の出力は、上記補正輝度値Ｌｕｘに基づいて補正階調値Ｄａｔａの算出を行う正規化回路２４と接続されている。
【００９６】
上記減算回路２２は、図１に示す階調値測定器９に対して各測定ごとにセンサ，リファレンスセンサから入力された各測定データＭｅｓをデータとして有する測定信号ｍｅｓ，各リファレンスデータＲｅｆをデータとして有するリファレンス信号ｒｅｆが供給される回路であって、これらの信号の供給によって、補正値を算出する回路である。
【００９７】
このとき、上記補正輝度値Ｌｕｘは、上述した（１），（２）のいずれかの方法を用いるものであって、上記リファレンスデータＲｅｆから、初回の測定により得られるリファレンスデータＲｅｆ０あるいは各リファレンスデータＲｅｆの平均値ＲｅｆＡ、または、設定された固定リファレンスデータＲｅｆＸをそれぞれ上述したように減算するものである。
【００９８】
なお、この減算回路２２は例えばオペアンプにて構成できる。このとき、上述した（Ｒｅｆ１−Ｒｅｆ０）、（Ｒｅｆ１−ＲｅｆＡ）または（Ｒｅｆ０−ＲｅｆＸ）などのデータは、センサ５Ａからのアナログ出力をオペアンプに入力させ、オペアンプにて増幅された差電圧をアナログ−デジタル変換したものを用いることができる。
【００９９】
上記演算回路２１は、上記減算回路２２から出力された補正値に基づいて、上述したいずれかの方法によって、上記各測定データＭｅｓ及びリファレンスデータＲｅｆに基づいて各補正輝度値Ｌｕｘを演算するものである。
【０１００】
上記演算回路２１にて算出された各補正輝度値Ｌｕｘは、それをデータとして有する補正階調信号ｌｕｘとして上記正規化回路２４側に出力し、上記正規化回路２４にて上述したような手法によって正規化が行われて補正階調値Ｄａｔａが算出される。
【０１０１】
そして、ガンマ補正回路３２内の第１のメモリ１７に上記各補正階調値Ｄａｔａが書き込まれることにより、上記各補正階調値Ｄａｔａが格納される。この第１のメモリ１７は、好ましくはデータ書換可能な不揮発性メモリにて構成できる。
【０１０２】
ここで、式４〜１６の演算を例として減算回路，演算回路を用いて計算する例について示したが、特にこれに限定されるものではなく、上記演算機能を実現できる回路であればどのような回路を用いても良く、また、図７においては、上記減算回路２２と演算回路２１とを別ブロックにて記載したが、２つの機能を有する単一の回路を用いることも勿論可能である。つまり、演算機能を有するロジック回路，マイクロコンピュータ等を使用して、予め上記式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６のいずれかを選択して、プログラムすることで、上記演算機能を持たせることが可能となる。
【０１０３】
ところで、このガンマ補正回路３２は、少なくとも、各補正階調値Ｄａｔａを格納する第１のメモリ１７，理想γ階調値を格納する第２のメモリ１９，上記各補正階調値Ｄａｔａと理想γ階調値を受け取ってガンマ補正カーブを演算するＣＰＵ１５，ガンマテーブルを有するＡＳＩＣ１４とを有する。
【０１０４】
すなわち、上記第１のメモリ１７に格納された印加電圧−透過率特性は、図１９（Ａ）に示されるグラフ、上記第２のメモリ１９に格納された印加電圧−透過率特性は図１９（Ｃ）に示されるグラフ、上記ＡＳＩＣ１４に格納された印加電圧−透過率特性は図１９（Ｂ）に示されるグラフにそれぞれ対応する。
【０１０５】
このように、本実施の形態のデータ処理回路内のガンマ補正回路には、光源のバラツキによる印加電圧−光強度特性を補正するデータが書き込まれているため、ガンマ補正の際に正確な補正を行うことができるので、表示装置の信頼性を向上することができる。
【０１０６】
（表示装置の具体例）
上述の本発明の表示装置の調整方法が適用される表示装置の具体例を以下に示す。例えば、電子機器は、図８に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、などのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、上述のタイミング回路ブロック２０に相当するクロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、画像信号などの表示情報を出力する。
【０１０７】
表示情報処理回路１００２は、上述の各実施の形態のデータ処理回路ブロック３０に相当し、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、上述の増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路等の他、ガンマ補正回路及びクランプ回路等を含むことができる。
【０１０８】
駆動回路１００４は、上述の走査側駆動回路１０２、Ｘドライバ１０４及びプリチャージ駆動回路１６０、あるいはＸドライバ１０４のみを含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【０１０９】
このような構成の電子機器として、図９に示すプロジェクタ、図１０に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）などを挙げることができる。
【０１１０】
図９に示すプロジェクタは、透過型液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型プロジェクタであり、例えば、３板プリズム方式の光学系を用いている。図９において、プロジェクタ１１００では、白色光源のランプユニット１１０２から射出された投写光がライトガイド１１０４の内部で、複数のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分けられ、それぞれの色の画像を表示する３枚のアクティブマトリクス型液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｇ及び１１１０Ｂによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。
【０１１１】
ダイクロイックプリズム１１１２では、レッドＲ及びブルーＢの光が９０°曲げられ、グリーンＧの光が直進するので各色の画像が合成され、投写レンズ１１１４を通してスクリーンなどにカラー画像が投写される。ここで、図には投写型プロジェクタを例として挙げて説明したが、これに限定されず、本発明の表示装置は、反射型プロジェクタ，透過型液晶表示装置に適用することが可能である。
【０１１２】
図１０に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【０１１３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば本発明は、表示装置の階調を調整中に発光強度の変動が問題となるような場合には、液晶パネルを用いない他の表示装置にも適用可能である。また、液晶パネルをライトバルブとして用いた場合も、プロジェクタ以外の表示装置に本発明を適用可能である。
【０１１４】
また、上記実施の形態においては、ＴＦＴを画素のスイッチング素子として用いた例を説明したが、スイッチング素子はＭＩＭ等の２端子素子でも良い。この場合、走査信号ラインとデータ信号ラインとの間に２端子素子と液晶セルとが直列接続されて画素が構成されるので、両信号ラインの差電圧が画素に供給される。
【０１１５】
また、上記実施例においては、ＴＦＴをスイッチング素子として用い、液晶パネルの素子が形成された基板をガラスや石英の基板としたが、これに代えて半導体基板を用いることもできる。
【０１１６】
＜実施の形態２＞
実施の形態２の輝度調整方法においては、表示装置たとえばプロジェクタにおける光源の漏れ光を直接測定することにより、測定データの調整を行うものである。
【０１１７】
つまり、表示パネルを透過する前の光の輝度を、上記プロジェクタに内蔵された光源の漏れ光により測定し、表示パネルを透過する光の輝度を、上記プロジェクタスクリーンに投影される光を測定することにより、輝度調整を行うものである。
【０１１８】
図１１に、実施の形態２の表示装置の輝度測定装置の模式図を示す。実施の形態１と同様に、実施の形態２の表示装置例えばプロジェクタの輝度測定においては、Ｒ，Ｇ，Ｂごとに測定が行われ、この測定は、階調値測定器９及びセンサ４，リファレンスセンサ５Ｂを使用し、プロジェクタ８からレンズ７を介してプロジェクタスクリーン６に対して画像を投影することにより行われている。
【０１１９】
このとき、上記プロジェクタスクリーン６は実施の形態１と同様に、その中心部に光透過手段１３Ａが設けられて、上記プロジェクタ８からの光が、センサ４に直接入射されるように設置されている。
【０１２０】
一方、上記表示パネルを透過する前の光の輝度を測定するために、上記プロジェクタ８内の光源からの漏れ光がリファレンスセンサ５Ｂに入射されるように、上記リファレンスセンサ５Ｂが設置されている。この設置位置については、特に図示しないが、上記リファレンスセンサ５Ｂが表示パネルよりも光源に近い位置となるように設置する。例えば、本発明に係る調整は、工場出荷前の製造工程の一工程として行われているために、プロジェクタ組み立て前の状態で、リファレンスセンサ５Ｂを表示パネルよりも光源に近い位置となるようにすることもできるが、上述したような位置にリファレンスセンサ５Ｂを予め組み込んだ状態で、プロジェクタを製造してから上記測定を行うこともできる。図１１では後者を例として図示している。
【０１２１】
また、上記リファレンスセンサ５Ｂとしては、センサ４と同じ仕様の装置を使用し、単一のクロック信号を上記リファレンスセンサ５Ｂ及び上記センサ４に同時に取り込んでいる。
【０１２２】
上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ｂは、ケーブル１１Ａを介して階調値測定器９と接続され、上記センサ４にて測定された測定データ，上記リファレンスセンサ５Ｂにて測定されたリファレンスデータが、各測定ごとにそれぞれ上記階調値測定器９に入力され、実施の形態１において行われた上記測定データの補正及び輝度−階調値変換が行われる。
【０１２３】
そして、実施の形態１と同様に、光源の輝度の測定は、上記プロジェクタ８における光源の階調を変化させて、上記センサ４にてそれぞれの階調での輝度を測定すると共に、上記リファレンスセンサ５Ｂにて各リファレンスとしての輝度をそれぞれ測定することにより行われる。
【０１２４】
輝度測定において、上記センサ４及び上記リファレンスセンサ５Ｂに入射された光は、それぞれ電気信号として、ケーブル１１Ａにより形成された第１のデータバスに出力されて階調値測定器９に入力されることで、各測定ごとに得られた上記測定データＭｅｓが、上記リファレンスデータＲｅｆがそれぞれ上記階調値測定器９に供給される。
【０１２５】
そして、上記各リファレンスデータＲｅｆに基づいて実施の形態１と同一の手法により、上記各測定データＭｅｓが補正されて各補正輝度値Ｌｕｘが算出され、これが正規化されることで補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ算出され、この各補正階調値Ｄａｔａがケーブル１１Ｂにより形成された第２のデータバスに出力されて、上記プロジェクタ８へフィードバックされる。
【０１２６】
そして、上記階調値測定器９に搭載されたデータ補正回路２３にて、上記リファレンスデータＲｅｆから算出された補正値に基づいて上記各測定データＭｅｓがそれぞれ補正されて、補正輝度値Ｌｕｘがそれぞれ算出された後、これがそれぞれ正規化されて補正階調値Ｄａｔａがそれぞれ算出され、更に上記各補正階調値Ｄａｔａが図１に示されるガンマ補正回路３２に入力されることにより、この補正階調値Ｄａｔａに基づく印加電圧−光強度特性にガンマ補正がなされる。
【０１２７】
各測定データからの各補正輝度値の抽出方法は、図１１における階調値測定器として、実施の形態１と同様の装置が使用されているため、実施の形態１と同様の方法にて行われる。
【０１２８】
ここで、データ処理回路の構成も実施の形態１と同様に構成されるため、図５に示されるデータ処理回路を使用できるので、説明を省略するが、実施の形態２においても、輝度測定時に、上記センサ４による測定だけでなく、リファレンスセンサ５Ｂによる測定を同時に行って、各測定データに対して、リファレンスデータを使用して、実施の形態１と同一の補正を行っている。従って、上記リファレンスデータと上記測定データを補正して補正輝度値を算出する演算は、リアルタイムで行うこともできる。
【０１２９】
よって、実施の形態２の調整方法によっても、上記測定データＭｅｓに対して上記リファレンスデータＲｅｆを参照して補正値を算出することにより、この補正値を使用して補正したデータに基づき正規化を行うことで、適正なガンマ補正データを持たせることが可能となる。この測定データの補正方法も、実施の形態１に記載した（１）または（２）の方法を適用し、式４〜７，式８〜１２，式１３〜１６の演算を実行することで、測定データＭｅｓから補正輝度値Ｌｕｘを得ることができる。
【０１３０】
つまり、この調整方法を適用することによって、実施の形態２の表示装置の調整方法においても、上記表示装置に内蔵された光源における光強度は数秒ごとに変動するので、本実施の形態においては、リファレンスセンサによって測定されたリファレンスデータ及び測定データに基づいて、上記測定データを補正して、補正後のデータを正規化することで、表示装置内の記憶部に格納するデータとしての補正階調値を算出するものである。また、上記表示装置内のデータ補正回路の構成も実施の形態１と同様の回路を適用することができることはいうまでもない。更に、実施の形態２の適用される表示装置は、実施の形態１と同様に、実施の形態１に示した投写型表示装置，電子機器等に適用することができる。
【０１３１】
以上、表示装置の調整方法について述べてきたが、パネルの素材に起因する透過率変動を考慮すると、実施の形態１の方が液晶パネルを透過したものをリファレンスとしている点で高精度にて調整を行うことができる。
【０１３２】
＜実施の形態３＞
表示装置においては、例えば、図１２のガンマ補正後の印加電圧−階調特性を表すグラフに示されるように、例えば、白表示の補正階調値を２５５としたときに、黒表示が３０となってしまう場合に、白電位と黒電位間の電圧振幅が小さくなってしまうという可能性が残されている。故に、より高精度の表示装置を実現するためには、最終的に電圧振幅の調整が必須であり、コントラスト調整あるいはダイナミックレンジ調整が必要となる。例えば、図１２の例では、電圧振幅を拡げるために、Ｐの特性をＱのようにすることで、コントラス比を向上することができる。
【０１３３】
このコントラスト調整には、以下に示される３つの方法により、画像信号のゲイン調整，ＤＡコンバータでの基準電圧調整を行うことで、黒白のダイナミックレンジを拡げてコントラスト比を大きくすることができ、その方法としては（３）〜（４）に示す２つの方法が挙げられる。
【０１３４】
（３）デジタル−アナログ変換後のバイアスを調整する。
【０１３５】
（４）ＤＡコンバータの基準電圧を調整する。
【０１３６】
更に、ＤＣオフセット調整（ホワイトバランス調整）の方法としては、（５）に示す方法が挙げられる。
【０１３７】
（５）クランプ回路の例えば黒レベルを調整する。
【０１３８】
上述の（３），（４）の方法は、図１８における電圧振幅ＶＡ，ＶＢを調整するもので、（５）の方法は、ＤＣレベル調整で、電圧振幅ＶＣ，ＶＤを調整するものである。 以下、上記（３）〜（５）の手法について個別に説明する。
【０１３９】
図１３にデジタル−アナログ変換後のバイアス調整を行う調整装置のブロック図を示す。
【０１４０】
図１３の調整装置は、ガンマ補正データの調整のためのデータを入力する操作部３００と、個々のパネルの印加電圧−透過率特性が記憶される記憶部、例えば、データ書換可能で不揮発性の第３のメモリ３０２と、操作入力部３００及び上記第３のメモリ３０２からの情報に基づいて、種々の調整データを演算して算出するＣＰＵ３０４とを有する。尚、これら操作入力部３００，Ｅ２ＰＲＯＭ３０２及びＣＰＵ３０４は、このような調整を工場出荷段階でのみ可能としているので、工場に設置された調整用機器に内蔵されている。
【０１４１】
この装置の工場出荷前の調整工程では、個々の表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの印加電圧−光強度特性が測定され、それぞれ第３のメモリ３０２に記憶させている。その後、所定のパターンを表示パネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに表示して、該パネル上あるいはＲ，Ｇ，Ｂが合成されたプロジェクタスクリーン上にて、例えば、目視にてそれを観察して検査する。更に、ＣＰＵ３０４からの指令に基づき、増幅器４０にて重畳されるバイアス電圧を変更するバイアス発生回路３０６を有する。尚、図１３の操作入力部３００は、ダイナミックレンジ調整用操作部を有し、その操作入力に基づくあるいは自動的にＣＰＵ３００よりバイアス発生回路３０６にバイアス電圧変更指令がなされるものである。
【０１４２】
ここで、増幅器４０の構成が図１４に示されている。
【０１４３】
図１４は、Ｎ＝４の４相展開の場合の増幅器４０の回路構成を示している。４つのＤＡコンバータ３８Ａ〜３８Ｄには、オペアンプ４０Ａ〜４０Ｄが接続されている。そして、４つのオペアンプ４０Ａ〜４０Ｄのバイアス入力線に、バイアス発生回路３０６の出力が共通接続されている。
【０１４４】
このように、図１３の調整装置により、デジタルアナログ変換後に、操作入力によりバイアス調整を行うことができ、画像信号のゲインを調整することが可能であり、電圧振幅を広くすることが可能となる。
【０１４５】
図１５は、デジタルアナログコンバータの基準電圧を調整して狭いダイナミックレンジを拡げるための調整装置を示している。
【０１４６】
図１５の調整装置では、図１３のバイアス発生回路３０６の代わりに、ＤＡコンバータ３８の基準電圧を変更する基準電圧発生回路３０８が設けられている。このことによって、操作入力部３００の操作入力に基づいて、あるいは自動的にＣＰＵ３００により基準電圧発生回路３０８に基準電圧変更指令がなされるものである。尚、図１５においても、増幅回路４０の構成は図１４に示す構成を適用することができる。
【０１４７】
このように、図１５の調整装置により、ＤＡコンバータの基準電圧を、操作入力により調整することができ、電圧振幅を広くすることが可能となる。
【０１４８】
図１６には、クランプ回路において例えば黒レベルを調整する調整装置が示されている。
【０１４９】
図１６の調整装置は、クランプ回路６０及び電圧設定回路６１であって、図１におけるＤＡコンバータ以降に設けられる回路である。
【０１５０】
上記クランプ回路６０は、画像信号Ｖｉｎ１が入力される信号ライン６２と、信号ライン途中に接続されたチャージ用コンデンサ６４及びチャージ駆動用トランジスタ６６とを有する。チャージ用トランジスタ６６のエミッタにはクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰが印加され、そのコレクタが信号ライン６２に接続されている。チャージ用トランジスタのベースには、クランプコントロール信号ＣＯＮＴが入力される。
【０１５１】
画像信号Ｖｉｎ１は、白レベルと黒レベルとの間で変化する信号であり、例えば、白レベルが５Ｖ，黒レベルが２Ｖとする。上記クランプ回路６０におけるチャージ駆動用トランジスタ６６のベースに入力されるコントロール信号は、この画像信号Ｖｉｎ１が入力される前の垂直帰線期間又は水平帰線期間であって、信号ライン６２に黒レベルが入力される間に論理「Ｈ」となる。このとき、チャージ用駆動用トランジスタ６６がオンされ、チャージ用コンデンサ６４にクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰがチャージされる。この後、コントロール信号ＣＯＮＴが論理の「Ｌ」となって、チャージ用トランジスタ６６がオフされる。これ以降、画像信号Ｖｉｎ１が入力されると、その黒レベルクランプ電圧ＶＣＬＡＭＰにクランプされる。
【０１５２】
クランプ回路６０からの出力される画像信号Ｖｉｎ２は、クランプ電圧ＶＣＬＡＭＰが例えば、１．２Ｖであり、画像信号Ｖｉｎ１と比較すると、黒レベルが低くなっているが、黒レベル，白レベル間の振幅は同じであり例えば３Ｖとなっている。
【０１５３】
このように、図１６の調整装置により、クランプ回路のクランプ電圧を黒レベルに設定することができ、これに伴って白レベルも変更できるので、この調整をＲ，Ｇ，Ｂの各パネルについて実行することで、ホワイトバランス調整が行われる。
【０１５４】
以上、コントラスト調整，ホワイトバランス調整について説明したが、これらの方法は、実施の形態１または２の調整後に行われるものであって、この調整方法によれば、更に表示装置の画質を向上することができる。
【０１５５】
＜実施の形態４＞
図２０は、図１（Ｂ）に示す表示パターンを得るための主要部の構成を示すブロック図である。図２０に示す回路のうち、ＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄ、増幅器４０Ａ〜４０Ｄおよびバイアス発生回路３０６は、図１４と同じものを示している。図２０ではさらに、調整電圧発生回路３１０、基準電位３１２、スイッチ３１４および切り替え信号発生回路３１６を設けている。
【０１５６】
この図２０の回路の動作を、図２１（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。図２０のＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄからは、図２１（Ａ）に示す表示パターンに対応した画素データが出力される。この図２１（Ａ）の表示パターンが、図１（Ｂ）に示す測定時の表示パターンと異なる点は、開口１３Ａに対応する領域がその周囲のマスク領域１３Ｃと同じ黒表示である点である。
【０１５７】
ここで、基準電位３１２がスイッチ３１４を介してバイアス発生回路３０６に供給されると、図２１（Ａ）に示す表示パターンがプロジェクタスクリーン６上に投影されるようになっている。しかし、このままでは開口１３Ａの領域に、各回の測定毎に異なる階調値を表示することはできない。
【０１５８】
そこで、開口１３Ａに対応する領域に表示を実施する場合にのみ、スイッチ３１４を切り替えて、調整電圧発生回路３１０からの電位をスイッチ３１４を介してバイアス発生回路３０６に供給している。この調整電圧発生回路３１０からは、開口１３Ａの領域にて各回の測定毎に異なる階調値に対応して異なる電位が発生する。このように、開口１３Ａの領域に対応する画素データを増幅器４０Ａ〜４０Ｄにて増幅する際にのみ、ＤＡＣ３８Ａ〜３８Ｄより出力される黒表示データを、各回の測定毎に異なる階調値となるように増幅器４０Ａ〜４０Ｄにて増幅している。このようにすると、測定時に液晶パネルに供給される画素データは、図２１（Ａ）に示す一定パターンに固定しながら、開口１３Ａの領域のみ階調値を変化させることができる。
【０１５９】
開口１３Ａに対応する領域に表示を実施する場合にのみスイッチ３１４を切り替えるために、切り替え信号発生回路３１６からは、図２１（Ｂ）に示すような切り替え信号が発生される。
【０１６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明をプロジェクタに適用した実施の形態１の印加電圧−光強度特性を測定する輝度測定装置の概略図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すスクリーンの正面図であり、図１（Ｃ）はスクリーンの断面図である。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、プロジェクタに適用される２種類の光源の、時間と輝度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明をプロジェクタに適用した表示装置全体のブロック図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、本発明による調整方法により、プロジェクタに内蔵された光源の輝度を３２階調ごとに測定した光強度の測定データを、リファレンスデータに基づく補正により得られた補正輝度値をそれぞれ正規化して表した一例であるデータ特性図及びグラフである。
【図５】光源の輝度バラツキと、プロジェクタの印加電圧−光強度特性との関係について表すグラフである。
【図６】測定データＭｅｓと、リファレンスデータＲｅｆに基づいて補正された補正輝度値Ｌｕｘの数値例を示す特性図である。
【図７】データ補正回路と、ガンマ補正回路の回路機能の概略を示すブロック図である。
【図８】本発明が適用される電子機器の概略図である。
【図９】本発明が適用されるプロジェクタの概略図である。
【図１０】本発明が適用されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の概略図である。
【図１１】本発明をプロジェクタに適用した実施の形態２の印加電圧−光強度特性を測定する輝度測定装置の概略図である。
【図１２】ガンマ補正後の印加電圧−光強度特性を示すグラフの一例である。
【図１３】デジタル−アナログ変換後のバイアス調整を行う調整装置を示すブロック図である。
【図１４】４相展開の場合の増幅器の回路構成を示すブロック図である。
【図１５】ＤＡコンバータの基準電圧を調整して狭いダイナミックレンジを拡げるための調整装置を示すブロック図である。
【図１６】クランプの例えば黒レベルを調整する調整装置を示すブロック図である。
【図１７】電圧Ｖ（正極性電圧（＋），負極性電圧（−））と、対向基板電圧との差電圧と透過率との関係を表すグラフである。
【図１８】液晶に印加される電圧を極性反転して駆動する場合の信号電圧変化を示すグラフである。
【図１９】図１９（Ａ）は、測定された液晶パネル固有の印加電圧−透過率特性、図１９（Ｂ）は、パネル固有の印加電圧−透過率特性を補正するのに必要な補正データとしての印加電圧−透過率特性、図１９（Ｃ）は、ガンマ補正後の印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図２０】各回の測定時に一定階調のの画素データを供給しながらも、図１（Ｂ）に示す表示パターンのうち開口１３Ａの領域のみ測定毎に異なる階調値にて表示できる回路を示すブロック図である。
【図２１】図２１（Ａ）は各回の測定時に供給される一定階調の画素データに基づく表示パターンを示す図であり、図２１（Ｂ）は図２０のスイッチを切り替えることで得られる図１（Ｂ）と同一の表示パターンを示す図である。
【符号の説明】
１ 共通電圧
２ 正極性側の画像信号
３ 負極性側の画像信号
４ センサ
５Ａ，５Ｂ リファレンスセンサ
６ プロジェクタスクリーン
７ レンズ
８ プロジェクタ
９ 階調値測定器
１０ 信号処理ボード
１１Ａ，１１Ｂ ケーブル
１２，１４ 入力端子
１３Ａ，１３Ｂ 光透過手段（開口）
１４ ＡＳＩＣ
１６ ＡＤコンバータ
１７ 第１のメモリ
１８ デジタルデコーダ
１９ 第２のメモリ
２０ フレームメモリ
２１ 演算回路
２２ 減算回路
２３ データ補正回路
２４ 正規化回路
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ 液晶表示専用ボード
３２ ガンマ補正回路
３４ 相展開回路
３６ 極性反転回路
３８，３８Ａ〜３８Ｄ ＤＡコンバータ
４０，４０Ａ〜４０Ｄ 増幅器
４２ バッファ
５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ 液晶表示パネル
６０ クランプ回路
６１ 電圧設定回路
６２ 信号ライン
６４ チャージ用コンデンサ
６６ チャージ用駆動用トランジスタ
３００ 操作入力部
１５，３０４ ＣＰＵ
３０２ 第３のメモリ
３０６ バイアス発生回路
３０８ 基準電圧発生回路
３１０ 調整電圧発生回路
３１２ 基準電位
３１４ スイッチ
３１６ 切り替え信号発生回路
Claims (15)
- 光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、常時一定となる階調値に対応する印加電圧に設定して、上記少なくとも一画素とは異なる参照位置の画素に対応する上記光学変調素子にて変調された参照用の光強度をそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有し、
上記第１工程での上記少なくとも１画素の周囲画素と、上記第２の工程での上記参照位置の画素の周囲画素とを、それぞれ光が透過しない階調値に設定し、上記各周囲画素をマスクとして用いることを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１において、
上記第２工程では、上記参照位置の画素を、最大階調値に対応する上記印加電圧に設定して測定することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項２において、
上記表示装置は、複数種類の光学変調素子を具備するものであって、上記測定は上記光学変調素子ごとに行われるものであることを特徴とする表示装置の調整方法。 - 光源と、印加電圧に基づいて上記光源からの光を変調する光学変調素子とを有する表示装置の調整方法において、
異なる階調値に対応させて上記印加電圧を変更設定して、少なくとも一画素に対応する上記光学変調素子にて変調された光強度をそれぞれ測定する第１工程と、
上記第１工程での各回の測定毎に、上記光源からの光強度を参照用としてそれぞれ測定する第２工程と、
上記第２工程にて測定された上記参照用の光強度に基づいて、上記第１工程にて測定された各階調毎の光強度を補正する第３工程と、
を有することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項４において、
上記第２工程では、上記表示装置内部に配置された参照光測定手段を用いて、上記光源からの光を測定することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
上記第３の工程において、初回の測定において測定された参照用の光強度と、初回以降の各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
上記第３の工程において、各測定ごとに測定された参照用の光強度の平均値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
上記第３の工程において、規格とされた参照用の光強度の初期値と、各測定において得られた各参照用の光強度とをそれぞれ比較して、各補正値を算出することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
上記第３の工程は、上記補正された光強度を階調値に変換する工程を含むことを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項９において、
上記第３の工程にて得られた各補正値に基づいて、ガンマ補正特性を決定する工程を更に有するものであることを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１０において、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記デジタル画像データを、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
増幅された上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、 上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記増幅器での増幅率を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１１において、
上記増幅器はオペアンプにて構成されるものであって、上記調整工程において、上記増幅器は上記オペアンプに供給されるバイアス電位を変更することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１０において、
上記デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データを増幅器にて増幅する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記ガンマ補正回路への入力デジタル画像データの階調値が最大であり、かつ、上記ガンマ補正回路からの出力デジタル画像データの階調値が最大値よりも小さいときに、上記ＤＡコンバータの上記基準電圧を変更して、表示画像のダイナミックレンジを拡げる調整工程と、
を有することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１０において、
入力デジタルデータを、上記ガンマ補正特性が設定されたガンマ補正回路にて補正して、上記光学変調素子での印加電圧−光学変調特性に適したデジタル画像データとする工程と、
上記ガンマ補正回路にて補正されたデジタル画像データを、基準電圧に基づいて、ＤＡ変換器にてアナログ画像データに変換する工程と、
上記アナログ画像データのうち最小階調値に対応する電圧を、クランプ回路にて所定のクランプ電圧に設定する工程と、
上記アナログ画像データに基づいて上記光学変調素子を変調駆動して画像を表示する工程と、
上記クランプ回路でのクランプ電圧を変更して、上記アナログ画像データの基準電圧に対するＤＣオフセット量を調整してホワイトバランス調整する工程と、 を有することを特徴とする表示装置の調整方法。 - 請求項１乃至１４のいずれかにおいて、
上記表示装置は、投写型表示装置であって、
上記第１工程における測定は、スクリーン上の画素に対して行うと共に、
上記第２工程における測定は、上記スクリーン上の上記参照位置の画素に対して、行うものであることを特徴とする表示装置の調整方法。
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