JP3716839B2

JP3716839B2 - Image adjusting device for projector and image adjusting method for image display device

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Publication number: JP3716839B2
Application number: JP2003044593A
Authority: JP
Inventors: 英一山岸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004007430A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、この電気光学装置で変調された変調光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタの投写画像を調整するプロジェクタの画像調整装置、および入力される画像信号に基づいて、光学像を形成する電気光学装置を備えた画像表示装置の表示画像を調整する画像表示装置の画像調整方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等の画像表示装置や、液晶プロジェクタ、マイクロミラーを変調素子として用いたプロジェクタ等の投写型の画像表示装置においては、画像を形成する電気光学装置への入力電圧に対する表示画像の階調を表すγ特性に個体差がある。
このため、これらの画像表示装置は、一般に、製品出荷前に各画像表示装置のγ特性を把握し、入力される画像信号に応じて一定の階調画像が表示できるように各画像表示装置のγ補正を行った後、出荷される。
【０００３】
ここで、投写型の画像表示装置であるプロジェクタのγ補正は、従来、調整対象となるプロジェクタに所定の階調信号を段階的に入力し、各階調信号に基づいて投写される投写画像を、色彩計等のポイントセンサで測定し、測定結果から、電気光学装置にどの程度の入力電圧を与えれば、入力された階調信号に適合する階調画像になるかを演算処理し、補正データを生成することにより行われていた。
【０００４】
得られた補正データは、プロジェクタのメモリに、階調信号とその際の入力電圧値とを対応させたルックアップテーブルとして記録保存される。
プロジェクタの動作時は、ある階調信号が入力されると、プロジェクタのＭＰＵがメモリ内のルックアップテーブルを探索して、その階調信号に応じた入力電圧値を求め、この電圧値を電気光学装置に入力して画像表示させることにより、階調信号に応じた適切な表示画像を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したポイントセンサを用いたγ特性の把握は、所定の階調信号に基づく投写画像をポイントセンサで測定し、補正データを生成した後、次の階調信号に切り替えてポイントセンサで測定することを繰り返す必要があるため、γ特性を把握してすべての補正データを生成するのに時間がかかるという問題がある。具体的には、γ特性を把握するには、少なくとも３３階調程度で入力階調信号とポイントセンサの測定結果との対比を行う必要があり、３３段階の階調の切替およびポイントセンサによる測定を行わなければならない。
【０００６】
また、プロジェクタのような光源から射出された光束を変調して、投写画像を形成する画像表示装置の場合、光源としてメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等が用いられるが、このような光源は、発光状態が変化することがあり、各階調信号入力時の投写画像が光源の発光状態の影響を受けるため、各階調毎に同列に比較しているとはいえず、高精度にγ特性を把握できないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、高速かつ高精度にγ特性を把握でき、かつ補正データの生成を短時間で行うことのできるプロジェクタの画像調整装置、および画像表示装置の画像調整方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のプロジェクタの画像調整装置は、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、この電気光学装置で変調された変調光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタの投写画像を調整するプロジェクタの画像調整装置であって、前記プロジェクタの投写画像を投影する投写面と、この投写面上に調整基準となる複数の基準階調画像を生成する基準階調画像生成手段と、これら複数の基準階調画像に応じた階調信号を含み、調整対象となるプロジェクタに複数の階調画像を同時に表示させる画像信号を入力する画像信号入力手段と、前記複数の基準階調画像、および前記プロジェクタにより投影された複数の階調画像を同時に画像データとして取り込む画像取込手段と、この画像取込手段で取り込まれた画像データに基づいて、画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理手段による画像処理結果に基づいて、前記プロジェクタの画像表示用補正データを生成する補正データ生成手段とを備え、前記画像処理手段は、前記補正データの生成に先立ち、前記基準画像を前記プロジェクタからの投射画像で照明し、前記画像取込手段で取り込まれたこの照明された基準画像に基づいて、前記画像処理手段は、校正データを算出し、前記補正データ生成手段は、算出された校正データに基づいて、前記補正データを生成することを特徴とする。
【０００９】
このような本発明によれば、複数の基準階調画像およびプロジェクタにより投影された複数の階調画像を画像取込手段により同時に取り込むことができるので、対応関係にある基準階調画像および投影された階調画像を画像処理手段で画像処理して、γ特性を把握することができる。したがって、階調画像の切替、各階調画像毎にポイントセンサによる測定が必要なくなり、プロジェクタのγ特性を高速に把握することができる。
【００１０】
また、投影された複数の階調画像を画像取込手段により同時に取り込んでいるため、光源の発光ばらつき等の影響を受けることなく、複数の階調画像と複数の基準階調画像との対比を行って高精度にγ特性を把握することができる。
そして、このようにして高速かつ高精度にγ特性を把握できるため、補正データ生成手段により短時間で高精度の補正データを生成できる。
【００１１】
以上において、前述の補正データ生成手段は、各基準階調画像に対応する階調信号により投影されたそれぞれの階調画像と基準階調画像との差に基づいて、電気光学装置に入力される入力信号を補正するのが好ましい。
ここで、入力信号は、電気光学装置を構成する光学素子の駆動電圧信号として構成される。
このように入力信号を補正することにより、投影される階調画像を基準階調画像に近づけることができるため、電気光学装置の個体差を解消して入力された階調信号に応じた適切な階調画像を表示させることができる。
【００１２】
また、調整対象となるプロジェクタが補正データ生成手段により生成された補正データを記録保存する補正データ記憶部を備えている場合、画像調整装置は、生成した補正データをこの補正データ記憶部に書き込む補正データ書込手段を備えているのが好ましい。
このような補正データ書込手段を備えていることにより、生成した補正データを自動的にプロジェクタの記憶部に書き込むことができるため、プロジェクタの画像調整をより高速に行うことができる。
【００１３】
さらに、前述した画像取込手段は、投写面の所定領域を撮像可能な二次元撮像素子と、この二次元撮像素子で撮像された画像信号を、コンピュータに適合する信号に変換する信号変換部とを備えているのが好ましい。
このような二次元撮像素子を用いて画像取込を行うことにより、複数の階調画像、および複数の基準階調画像を同時に取り込むことができる。そして、取り込まれた画像を信号変換部によりコンピュータに適合するデジタル信号に変換することで、画像処理手段によりデジタル画像処理を行って、補正データの生成を簡単化することができる。
【００１４】
そして、前述した複数の基準階調画像は、複数の基準階調画像を連続形成したいわゆるグレースケールとして構成することができ、基準階調画像生成手段は、投写面上にグレースケールを画像として表示させるように構成することできるが、予め投写面上に印刷等により形成された基準スケールを含んで構成するのが好ましい。
このように基準スケールとして構成することにより、基準スケールが常に投写面上に表示されることとなるので、プロジェクタにより投影された複数の階調画像との対比を簡単に行うことができ、装置構造の複雑化を招くこともない。
【００１５】
また、本発明の画像表示装置の画像調整方法は、入力される画像信号に基づいて、光学像を形成する電気光学装置を備えた画像表示装置の表示画像を調整する画像表示装置の画像調整方法であって、調整基準となる複数の基準階調画像に応じた階調信号を含む画像信号を、調整対象となる画像表示装置に入力し、該画像表示装置に複数の階調画像を同時に表示させるステップと、前記複数の基準階調画像および表示された複数の階調画像を同時に画像データとして取り込むステップと、取り込まれた画像データに基づいて、画像処理を行うステップと、画像処理結果に基づいて、前記画像表示装置の画像表示用補正データを生成するステップとを備え、前記画像処理を行うステップでは、前記補正データの生成に先立ち、前記基準画像を前記プロジェクタからの投射画像で照明し、前記画像を取り込むステップで取り込まれたこの照明された基準画像に基づいて、校正データを算出し、前記補正データを生成するステップでは、算出された校正データに基づいて補正データを生成することを特徴とする。
このような本発明によっても、前述した作用および効果と同様の作用および効果を享受することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
（１）調整対象となるプロジェクタの構造
(1-1)プロジェクタの光学系の構造
図１には、本発明のプロジェクタの画像調整装置の調整対象となるプロジェクタ１００の構造が示されている。このプロジェクタ１００は、インテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、色合成光学装置となるクロスダイクロイックプリズム１５０、および投写レンズ１６０を備えている。
【００１７】
前記インテグレータ照明光学系１１０は、光源ランプ１１１Ａおよびリフレクタ１１１Ｂを含む光源装置１１１と、第１レンズアレイ１１３と、第２レンズアレイ１１５と、反射ミラー１１７と、重畳レンズ１１９とを備えている。光源ランプ１１１Ａから射出された光束は、リフレクタ１１１Ｂによって射出方向が揃えられ、第１レンズアレイ１１３によって複数の部分光束に分割され、折り返しミラーによって射出方向を９０°折り曲げられた後、第２レンズアレイ１１５の近傍で結像する。第２レンズアレイ１１５から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が後段の重畳レンズ１１９の入射面に垂直となるように入射し、さらに重畳レンズ１１９から射出された複数の部分光束は、電気光学装置１４０を構成する３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ上で重畳する。
【００１８】
前記色分離光学系１２０は、２枚のダイクロイックミラー１２１、１２２と、反射ミラー１２３とを備え、これらのミラー１２１、１２２、１２３によりインテグレータ照明光学系１１０から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
光路前段に配置されるダイクロイックミラー１２１は、赤色光領域の波長の光を反射し、緑色光、青色光領域の波長の光を透過する特性を有するものであり、ダイクロイックミラー１２２は、緑色光領域の波長の光のみを反射し、青色光領域の波長の光を透過する特性を有するものである。
前記リレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１、リレーレンズ１３３、および反射ミラー１３５、１３７を備え、この色分離光学系１２０で分離された色光、例えば、青色光Ｂを液晶パネル１４１Ｂまで導く機能を有している。
【００１９】
前記電気光学装置１４０は、３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを備え、これらは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系１２０で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
前記色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０は、前記３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂから射出された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。クロスダイクロイックプリズム１５０で合成されたカラー画像は、投写レンズ１６０から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００２０】
(1-2)プロジェクタの信号処理系の構造
前記のような光学系を備えたプロジェクタ１００には、種々の信号形式の入力端子が設けられている。具体的には、このプロジェクタ１００には、テレビのＮＴＳＣ方式等のコンポジット信号入力端子、コンピュータ等のＲＧＢ信号入力端子、ハイビジョン、ＤＶＤ等のコンポーネント信号入力端子が設けられ、各端子から入力された信号は、図２に示される信号処理系１７０によって処理される。
【００２１】
プロジェクタ１００の信号処理系１７０は、コンポジット信号ＶＩＤＥＯが入力されるコンポジット信号入力端子１７１、ＲＧＢ信号ＲＧＢが入力されるＲＧＢ信号入力端子１７２、コンポーネント信号ＣＯＭＰが入力されるコンポーネント信号入力端子１７３、Ａ／Ｄコンバータ１７４、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）１７５、メモリ１７６、ＬＵＴ（Look Up Table）１７７、およびＤ／Ａコンバータ１７８を備えて構成される。
【００２２】
Ａ／Ｄコンバータ１７４は、信号入力端子１７１〜１７３から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する部分であり、アナログ信号として供給される画像階調を数値化された階調値に変換して、ＭＰＵ１７５に出力する。
ＭＰＵ１７５は、Ａ／Ｄコンバータ１７４からの階調値に基づいて、この階調値に応じた適切な液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの駆動電圧を求める部分であり、求められた駆動電圧は、Ｄ／Ａコンバータ１７８に出力される。
【００２３】
メモリ１７６は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成されていて、詳しくは後述するが、この記憶領域には、入力階調値と、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの駆動電圧とを関連づけたＬＵＴ１７７が設定されている。尚、このＬＵＴ１７７は、各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに応じた３種類のテーブルを含んで構成されている。
Ｄ／Ａコンバータ１７８は、ＭＰＵ１７５で求められた駆動電圧をアナログ信号に変換する部分であり、変換されたアナログ信号は、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに出力され、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、この駆動電圧によって駆動される。
【００２４】
（２）プロジェクタの画像調整装置の構造
図３には、本発明の実施形態に係る画像調整装置１の概略構成が示されている。
この画像調整装置１は、調整対象となるプロジェクタ１００のγ特性を把握し、画像信号の階調に応じて適切な階調画像を投写する補正データを生成して、プロジェクタ１００内のメモリ１７６上にこの補正データを書き込む装置であり、投写面２、取込手段を構成する二次元撮像素子３、および計測制御装置４を備えている。
【００２５】
(2-1)投写面および画像取込手段の構造
投写面２は、プロジェクタ１００から射出された光束を投影するスクリーンとして構成され、投写面２の中心部分には、図４に示すように、基準スケールとなるグレースケール２１が印刷等により形成されている。
グレースケール２１は、互いに階調の異なる複数の基準階調画像２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆを直線的に配列して構成され、基準階調画像２１Ａが透過率１００％の画像、すなわち白色表示の画像、基準階調画像２１Ｆが透過率０％の画像、すなわち黒色表示の画像を表している。尚、本例では便宜上６水準の基準階調画像しか示していないが、実際には、３３水準程度のグレースケールとして構成して、３３水準の基準階調を撮像して同時に評価する。
【００２６】
二次元撮像素子３は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサ等のエリアセンサから構成され、投写面２のグレースケール２１を含む所定領域の画像を同時に取り込むことができるように構成されている。
この二次元撮像素子３で取り込まれた画像信号は、図５に示されるように、信号処理手段３１を介して計測制御装置４に出力される。
信号処理手段３１は、二次元撮像素子３で取り込まれた画像信号をコンピュータに適合するように変換を行う部分であり、具体的には、コンピュータの背面に装着されるビデオキャプチャボード等により構成される。
このような二次元撮像素子３および信号処理手段３１が画像取込手段を構成する。
【００２７】
(2-2)計測制御装置の構造
計測制御装置４は、二次元撮像素子３で撮像された画像の解析を行うとともに、プロジェクタ１００に所定の階調信号を含む画像信号を入力したり、生成した補正データをプロジェクタ１００のメモリ１７６に書き込む装置である。
この計測制御装置４は、図５に示されるように、演算処理装置４Ａおよび記憶装置４Ｂを備えたコンピュータとして構成され、図５では図示を略したが、この計測制御装置４には、キーボード、マウス等の入力装置、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置が接続されている。
【００２８】
計測制御装置４は、演算処理装置４Ａを含む装置全体の制御を行うＯＳ（Operating System）上で動作するプログラムとしての画像信号入力手段４１、画像処理手段４２、補正データ生成手段４３、および補正データ書込手段４４を備えている。
また、記憶装置４Ｂには、階調値蓄積手段４５、補正値蓄積手段４６が所定の領域で確保されている。
【００２９】
画像信号入力手段４１は、図４に示されるグレースケール２１を構成する基準階調画像２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに応じた複数の階調信号を含む画像信号をプロジェクタ１００に入力する部分であり、詳しくは後述するが、画像信号が入力されたプロジェクタ１００は、投写面２上にこの複数の階調信号に応じた複数の階調画像を同時に表示する。
画像処理手段４２は、信号処理手段３１を介して入力された画像データの解析を行う部分であり、二次元撮像素子３で撮像された画像の中で、パターンマッチング処理を行って、輝度値を取得する領域を定め、その領域内の輝度平均値等を算出する。
【００３０】
補正データ生成手段４３は、画像処理手段４２による画像処理の結果に基づいて、調整対象となるプロジェクタ１００のγ特性を把握し、これに基づいて補正データを生成する部分である。
この補正データ生成手段４３は、具体的には、プロジェクタ１００により投影された階調画像と、基準階調画像２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆとに基づいて、各階調における偏差を算出し、両階調画像に差がなくなるような駆動電圧値を生成し、各階調毎にこの駆動電圧値を記録したＬＵＴを生成する。
【００３１】
補正データ書込手段４４は、補正データ生成手段４３で最終的に生成された補正データをプロジェクタ１００のメモリ１７６にＬＵＴ１７７として書き込む部分である。
階調値蓄積手段４５は、画像信号入力手段４１からプロジェクタ１００に入力する階調信号と、グレースケール２１を撮像した際における二次元撮像素子３の校正データを蓄積する部分であり、具体的には、グレースケール２１を構成する基準階調画像２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆに応じた階調信号と各階調について関連づけられた校正値データが蓄積される。
補正値蓄積手段４６は、補正データ生成手段４３によりプロジェクタ１００のγ特性を取得している間の各階調画像における補正値を蓄積する部分であり、画像信号入力手段４１により入力された画像信号に含まれる階調値と、その階調値における補正値を蓄積する部分である。
【００３２】
（３）プロジェクタの画像調整手順
次に、前述した画像調整装置１を用いたプロジェクタ１００の画像調整手順を図６に示されるフローチャートに基づいて説明する。
(3-1)計測制御装置４を起動すると（処理Ｓ１）、図７に示されるように、プロジェクタ１００の光源が点灯され、投写面２上のグレースケール２１部分が照明され、二次元撮像素子３で撮像されたグレースケール２１の画像が信号処理手段３１を介して計測制御装置４内に取り込まれる（処理Ｓ２）。この際、プロジェクタ１００からの投写画像は、透過率１００％のいわゆる全白パターンの画像である。
【００３３】
(3-2)この状態で画像処理手段４２は、グレースケール２１の各基準階調画像の階調値Ｌ（ｎ）を取得し（処理Ｓ３）、階調値蓄積手段４５にその階調値Ｌ（ｎ）を蓄積する。
(3-3)画像処理手段４２は、得られた階調値Ｌ（ｎ）と、各基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆの本来の階調値Ｒ（ｎ）とに基づいて、下記式（１）により校正データＨ（ｎ）を算出する（処理Ｓ４）。
【００３４】
【数１】
Ｈ（ｎ）＝Ｒ（ｎ）−Ｌ（ｎ） …（１）
【００３５】
(3-4)画像処理手段４２は、算出された各階調値に応じた校正データＨ（ｎ）を階調値蓄積手段４５に記録保存し（処理Ｓ５）、計測制御装置４のキャリブレーションを終了する。
(3-5)画像信号入力手段４１は、グレースケール２１の基準階調画像に応じた階調信号を含む画像信号をプロジェクタ１００に入力し（処理Ｓ６）、図７に示されるように、グレースケール２１の各基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆの上方に階調画像１００Ａ〜１００Ｆを投影させる。尚、プロジェクタ１００は、３枚の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを備えているので、最初に、画像信号入力手段４１は、緑色光を変調する液晶パネル１４１Ｇに画像信号を入力する。また、プロジェクタ１００により投影される画像は、図８に示されるように、階調画像１００Ａ〜１００Ｆのみの画像であり、投写面２の他の領域、少なくとも投写面２上に設けられたグレースケール２１Ａ〜２１Ｆの領域は、いわゆる全白パターンが投写される。
【００３６】
(3-6)画像処理手段４２は、二次元撮像素子３および信号処理手段３１を介して、図７の投影された階調画像１００Ａ〜１００Ｆを取得し、各階調画像１００Ａ〜１００Ｆの階調値Ｍ（ｎ）を取得し、得られた階調値Ｍ（ｎ）を補正データ生成手段４３に出力する。
(3-7)補正データ生成手段４３は、得られた階調値Ｍ（ｎ）を補正値蓄積手段４６に蓄積するとともに、階調値蓄積手段４５に蓄積された校正データＨ（ｎ）を用いて、下記式（２）に基づいて、補正値Ｎ（ｎ）を算出し（処理Ｓ９）、算出された補正値を補正値蓄積手段４６に記録保存する（処理Ｓ１０）。
【００３７】
【数２】
Ｎ（ｎ）＝Ｍ（ｎ）−Ｈ（ｎ） …（２）
【００３８】
(3-8)液晶パネル１４１Ｇについての補正値算出が終了したら、液晶パネル１４１Ｒについても同様の手順で補正値の算出を行い、すべての液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂについての補正値を取得するまで画像信号入力から補正値の記録までの手順を繰り返す（処理Ｓ１１）。
(3-9)すべての補正値が算出されたら、補正データ生成手段４３は、補正値蓄積手段４６に蓄積された補正値Ｎ（ｎ）に基づいて、各液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂについてのγ特性を把握し、γ補正データへの変換を行う（処理Ｓ１２）。具体的には、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂのγ特性が図９に示されるグラフＧ１として把握された場合、グラフＧ２となるように、各階調値Ｔにおける駆動電圧Ｖを変化させることでγ補正データを取得する。このγ補正データは、各階調値における駆動電圧を関連付けたＬＵＴとして構成される。
【００３９】
(3-10)補正データ生成手段４３によりγ補正データが生成されたら、補正データ書込手段４４は、生成されたγ補正データをプロジェクタ１００のメモリ１７６にＬＵＴ１７７として書き込む（処理Ｓ１３）。
(3-11)プロジェクタ１００のメモリ１７６へのＬＵＴ１７７の書き込みが終了したら、再び、画像信号入力手段４１は、複数の階調信号を含む画像信号をプロジェクタ１００に入力し、階調画像１００Ａ〜１００Ｆを投写面２上に投影させる（処理Ｓ１４）。画像処理手段４２は、二次元撮像素子３および信号処理手段３１を介して投影された画像を取り込んで階調値を取得し、γ補正データ書込後の投影画像の確認を行い、問題がなければ終了し、問題があるようならば再び処理Ｓ６〜処理Ｓ１３の作業を行って、再度、プロジェクタ１００へのγ補正データの生成、書き込みを行う（処理Ｓ１５）。
【００４０】
（４）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(4-1)複数の基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆ、およびプロジェクタ１００により投影された複数の階調画像１００Ａ〜１００Ｆを、画像取込手段となる二次元撮像素子３および信号処理手段３１により、同時に計測制御装置４内に取り込むことができるので、対応関係にある基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆ、および投影された階調画像１００Ａ〜１００Ｆを画像処理手段４２で画像処理して、γ特性を把握することができる。したがって、階調画像の切替、各階調画像毎にポイントセンサによる測定が必要なくなり、プロジェクタ１００のγ特性を高速に把握することができる。
【００４１】
(4-2)投影された複数の階調画像１００Ａから１００Ｆを、二次元撮像素子３および信号処理手段３１により同時に取り込んでいるため、光源の発光ばらつき等の影響を受けることなく、複数の階調画像１００Ａ〜１００Ｆと複数の基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆとの対比を行って高精度にγ特性を把握することができる。そして、このようにして高速かつ高精度にγ特性を把握できるため、補正データ生成手段４３により短時間で高精度の補正データを生成できる。
【００４２】
(4-3)図９に示されるようにプロジェクタ１００のγ特性Ｇ１を把握して、駆動電圧信号Ｖを補正するγ補正データを生成しているため、投影される階調画像１００Ａ〜１００Ｆを基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆに近づけることができ、電気光学装置１４０を構成する液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの個体差を解消して入力された階調信号に応じた適切な階調画像を表示させることができる。
(4-4)補正データ書込手段４４を備えていることにより、生成したγ補正データを自動的にプロジェクタ１００のメモリ１７６に書き込むことができるため、プロジェクタ１００の画像調整をより高速に行うことができる。
【００４３】
(4-5)二次元撮像素子３を用いて画像取込を行うことにより、複数の階調画像１００Ａ〜１００Ｆ、および複数の基準階調画像２１Ａ〜２１Ｆを同時に取り込むことができる。そして、取り込まれた画像を信号処理手段３１によりコンピュータに適合するデジタル信号に変換することで、画像処理手段４２によりデジタル画像処理を行って、補正データの生成を簡単化することができる。
(4-6)基準階調画像を投写面２上に印刷されたグレースケール２１として構成することにより、グレースケール２１が常に投写面２上に表示されることとなるので、プロジェクタ１００により投影された複数の階調画像１００Ａ〜１００Ｆとの対比を簡単に行うことができ、装置構造の複雑化を招くこともない。
【００４４】
(4-7)プロジェクタ１００の画像調整を行う際に、処理Ｓ６〜処理Ｓ１０、および処理Ｓ１２の一連のステップを実施することにより、異なる階調値の取得を二次元撮像素子３を用いて同時に取得して、γ特性Ｇ１を把握できるため、γ補正データを高速かつ高精度に算出することができる。
(4-8)γ補正データの書き込みを処理Ｓ１３で実施しているため、プロジェクタ１００の画像調整に係る一連の手順を自動的に行うことができ、画像調整の効率化を図ることができる。
【００４５】
（５）実施形態の変形
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、投写面２上にグレースケール２１を直接印刷等することで基準階調画像を生成していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、予めγ補正データが記録されたプロジェクタを別途準備し、調整対象となるプロジェクタと同じ階調信号を含む画像信号を入力して投写面上に基準階調画像を表示させてもよい。また、基準階調画像生成手段として、投写面上に発光輝度の安定したＬＥＤを階調に応じて密度を変えて設け、これを複数の基準階調画像としてもよい。
【００４６】
前記実施形態では、三板式のプロジェクタ１００のγ補正データを求めるために、画像調整装置１を利用していたが、これに限らず、単板式のものに利用してもよく、光変調を行う電気光学装置も液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂに限られず、マイクロミラーを用いた電気光学装置のγ補正データを求める際に本発明の画像調整装置を用いてもよい。
【００４７】
前記実施形態では、投写型のプロジェクタ１００の画像調整のために本発明の画像調整方法を用いていたが、本発明はこれに限られず、直視型の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のγ補正データを求める際に、本発明の画像調整方法を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造、手順、および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、複数の基準階調画像およびプロジェクタにより投影された複数の階調画像を画像取込手段により同時に取り込むことができるので、対応関係にある基準階調画像および投影された階調画像を画像処理手段で画像処理して、γ特性を把握することができるため、高速かつ高精度にγ特性を把握でき、かつ補正データの生成を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る調整対象となるプロジェクタの構造を表す模式図である。
【図２】前記実施形態における調整対象となるプロジェクタの信号処理系を表すブロック図である。
【図３】前記実施形態における画像調整装置の構造を表す模式図である。
【図４】前記実施形態における画像調整装置を構成する基準スケールを表す図である。
【図５】前記実施形態における画像調整装置を構成する計測制御装置の構造を表すブロック図である。
【図６】前記実施形態における画像調整装置による画像調整方法の手順を表すフローチャートである。
【図７】前記実施形態における基準スケールを照明した際のスクリーン上の表示状態を表す図である。
【図８】前記実施形態における基準スケールの上部に複数の投影階調画像を表示させたスクリーン上の表示状態を表す図である。
【図９】前記実施形態における調整対象の投影階調画像から得られたγ特性を表すグラフである。
【符号の説明】
１画像調整装置
２投写面
３二次元撮像素子
２１グレースケール（基準スケール）
３１信号処理手段（信号変換部）
４１画像信号入力手段
４２画像処理手段
４３補正データ生成手段
４４補正データ書込手段
１００プロジェクタ
１４０電気光学装置
１６０投写光学系
１７６メモリ（補正データ記憶部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a projector including a light source, an electro-optical device that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, and a projection optical system that enlarges and projects the modulated light beam modulated by the electro-optical device. The present invention relates to an image adjustment device for a projector that adjusts a projected image, and an image adjustment method for an image display device that adjusts a display image of an image display device including an electro-optical device that forms an optical image based on an input image signal.
[0002]
[Background]
In an image display device such as a CRT display, a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, or a plasma display, or in a projection type image display device such as a liquid crystal projector or a projector using a micromirror as a modulation element, an electro-optical device that forms an image There is an individual difference in the γ characteristic representing the gradation of the display image with respect to the input voltage.
For this reason, these image display devices generally grasp the γ characteristic of each image display device before product shipment and can display a certain gradation image according to the input image signal. Shipped after γ correction.
[0003]
Here, γ correction of a projector that is a projection-type image display device conventionally involves inputting a predetermined gradation signal to a projector to be adjusted in a stepwise manner, and projecting a projected image projected based on each gradation signal, Measured with a point sensor such as a colorimeter, and based on the measurement results, it is processed to determine how much input voltage is applied to the electro-optical device, resulting in a gradation image suitable for the input gradation signal, and correction data is obtained. Was done by generating.
[0004]
The obtained correction data is recorded and stored in the memory of the projector as a look-up table in which the gradation signal is associated with the input voltage value at that time.
During operation of the projector, when a gradation signal is input, the MPU of the projector searches a look-up table in the memory to obtain an input voltage value corresponding to the gradation signal, and this voltage value is electro-optic. By displaying the image by inputting it to the apparatus, an appropriate display image corresponding to the gradation signal can be formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the gamma characteristics using the point sensor described above can be obtained by measuring a projected image based on a predetermined gradation signal with the point sensor, generating correction data, and then switching to the next gradation signal and measuring with the point sensor. Therefore, there is a problem that it takes time to grasp the γ characteristic and generate all the correction data. Specifically, in order to grasp the γ characteristic, it is necessary to compare the input gradation signal with the measurement result of the point sensor at least about 33 gradations. Must be done.
[0006]
In addition, in the case of an image display device that forms a projected image by modulating a light beam emitted from a light source such as a projector, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like is used as the light source. Since the projected image at the time of each gradation signal input is affected by the light emission state of each light source, it cannot be said that each gradation is compared in the same row, and the γ characteristic cannot be grasped with high accuracy. There's a problem.
[0007]
An object of the present invention is to provide an image adjustment apparatus for a projector and an image adjustment method for an image display apparatus that can grasp γ characteristics at high speed and with high accuracy and can generate correction data in a short time. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an image adjusting apparatus for a projector according to the present invention includes a light source, an electro-optical device that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, and a modulation modulated by the electro-optical device. An image adjustment apparatus for a projector that adjusts a projection image of a projector having a projection optical system for enlarging and projecting a light beam, the projection surface projecting the projection image of the projector, and a plurality of adjustment references on the projection surface A reference gradation image generating means for generating the reference gradation image, and an image signal including gradation signals corresponding to the plurality of reference gradation images and causing the projector to be adjusted to display the plurality of gradation images simultaneously. Image signal input means for inputting, the plurality of reference gradation images, and the image capture for simultaneously capturing a plurality of gradation images projected by the projector as image data And image processing means for performing image processing based on the image data captured by the image capturing means, and generating image display correction data for the projector based on the image processing result by the image processing means. Correction data generation means, and the image processing means illuminates the reference image with a projection image from the projector prior to the generation of the correction data, and the illuminated reference captured by the image capture means. The image processing unit calculates calibration data based on an image, and the correction data generation unit generates the correction data based on the calculated calibration data.
[0009]
According to the present invention, a plurality of reference gradation images and a plurality of gradation images projected by the projector can be captured simultaneously by the image capturing means, so that a reference gradation image and a projected image having a corresponding relationship can be captured. The γ characteristics can be grasped by performing image processing on the obtained gradation image by the image processing means. Therefore, it is not necessary to switch the gradation image and measure with the point sensor for each gradation image, and the γ characteristic of the projector can be grasped at high speed.
[0010]
In addition, since the plurality of projected gradation images are simultaneously captured by the image capturing means, the contrast between the plurality of gradation images and the plurality of reference gradation images can be performed without being affected by the light emission variation of the light source. It is possible to grasp the γ characteristic with high accuracy.
Since the γ characteristic can be grasped at high speed and with high accuracy in this way, correction data with high accuracy can be generated in a short time by the correction data generating means.
[0011]
In the above, the correction data generation unit described above is input to the electro-optical device based on the difference between each gradation image projected by the gradation signal corresponding to each reference gradation image and the reference gradation image. It is preferable to correct the input signal.
Here, the input signal is configured as a drive voltage signal for an optical element constituting the electro-optical device.
By correcting the input signal in this way, the projected gradation image can be brought close to the reference gradation image, so that the individual difference of the electro-optical device can be eliminated and an appropriate gradation signal can be obtained according to the input gradation signal. A gradation image can be displayed.
[0012]
When the projector to be adjusted includes a correction data storage unit that records and saves the correction data generated by the correction data generation unit, the image adjustment apparatus corrects the generated correction data to be written in the correction data storage unit. It is preferable to provide data writing means.
By providing such correction data writing means, the generated correction data can be automatically written in the storage unit of the projector, so that the image adjustment of the projector can be performed at higher speed.
[0013]
Further, the image capturing means described above includes a two-dimensional image sensor that can image a predetermined area of the projection surface, and a signal conversion unit that converts an image signal captured by the two-dimensional image sensor into a signal suitable for a computer. Is preferably provided.
By capturing an image using such a two-dimensional image sensor, a plurality of gradation images and a plurality of reference gradation images can be captured simultaneously. Then, by converting the captured image into a digital signal suitable for the computer by the signal conversion unit, digital image processing can be performed by the image processing unit, and the generation of correction data can be simplified.
[0014]
The plurality of reference gradation images described above can be configured as a so-called gray scale in which a plurality of reference gradation images are continuously formed, and the reference gradation image generation means displays the gray scale as an image on the projection plane. However, it is preferable to include a reference scale previously formed on the projection surface by printing or the like.
By configuring as a reference scale in this way, the reference scale is always displayed on the projection plane, so that it can be easily compared with a plurality of gradation images projected by the projector, and the device structure There will be no complications.
[0015]
An image adjustment method for an image display device according to the present invention is an image adjustment method for an image display device that adjusts a display image of an image display device including an electro-optical device that forms an optical image based on an input image signal. An image signal including gradation signals corresponding to a plurality of reference gradation images serving as an adjustment reference is input to an image display apparatus to be adjusted, and a plurality of gradation images are simultaneously displayed on the image display apparatus. A step of capturing the plurality of reference gradation images and the displayed plurality of gradation images simultaneously as image data, a step of performing image processing based on the captured image data, and a result of image processing Generating correction data for image display of the image display device, and in the step of performing the image processing, the reference image is generated before the generation of the correction data. Illuminating with a projection image from a projector, calculating calibration data based on the illuminated reference image captured in the step of capturing the image, and generating correction data based on the calculated calibration data Correction data is generated.
Also according to the present invention, it is possible to enjoy the same operations and effects as those described above.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Projector structure to be adjusted
(1-1) Projector optical system structure
FIG. 1 shows the structure of a projector 100 to be adjusted by the image adjusting apparatus for a projector according to the present invention. The projector 100 includes an integrator illumination optical system 110, a color separation optical system 120, a relay optical system 130, an electro-optical device 140, a cross dichroic prism 150 serving as a color synthesis optical device, and a projection lens 160.
[0017]
The integrator illumination optical system 110 includes a light source device 111 including a light source lamp 111A and a reflector 111B, a first lens array 113, a second lens array 115, a reflection mirror 117, and a superimposing lens 119. The light beam emitted from the light source lamp 111A is aligned in the emission direction by the reflector 111B, divided into a plurality of partial light beams by the first lens array 113, and the emission direction is bent by 90 ° by the folding mirror, and then the second lens array. An image is formed in the vicinity of 115. Each partial light beam emitted from the second lens array 115 is incident so that the central axis (principal ray) thereof is perpendicular to the incident surface of the superimposing lens 119 in the subsequent stage, and further, a plurality of parts emitted from the superimposing lens 119. The light beam is superimposed on the three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B constituting the electro-optical device 140.
[0018]
The color separation optical system 120 includes two dichroic mirrors 121 and 122 and a reflection mirror 123, and a plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 110 by the mirrors 121, 122, and 123 are red, It has a function of separating light into three colors of green and blue.
The dichroic mirror 121 disposed in the front stage of the optical path reflects light of the red light wavelength and transmits green light and blue light. The dichroic mirror 122 Only the light of the wavelength is reflected, and the light of the wavelength in the blue light region is transmitted.
The relay optical system 130 includes an incident side lens 131, a relay lens 133, and reflection mirrors 135 and 137, and has a function of guiding the color light separated by the color separation optical system 120, for example, blue light B to the liquid crystal panel 141B. Have.
[0019]
The electro-optical device 140 includes three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B, which use, for example, polysilicon TFTs as switching elements, and each color light separated by the color separation optical system 120 is These three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are modulated according to image information to form an optical image.
The cross dichroic prism 150 serving as the color synthesizing optical system forms a color image by synthesizing the modulated images for each color light emitted from the three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B. The color image synthesized by the cross dichroic prism 150 is emitted from the projection lens 160 and enlarged and projected on the screen.
[0020]
(1-2) Projector signal processing system structure
The projector 100 provided with the optical system as described above is provided with input terminals of various signal formats. Specifically, the projector 100 is provided with a composite signal input terminal such as an NTSC system of a television, an RGB signal input terminal such as a computer, and a component signal input terminal such as a high-definition television and a DVD, and a signal input from each terminal. Are processed by a signal processing system 170 shown in FIG.
[0021]
The signal processing system 170 of the projector 100 includes a composite signal input terminal 171 to which the composite signal VIDEO is input, an RGB signal input terminal 172 to which the RGB signal RGB is input, a component signal input terminal 173 to which the component signal COMP is input, A / A D converter 174, an MPU (Micro Processor Unit) 175, a memory 176, an LUT (Look Up Table) 177, and a D / A converter 178 are included.
[0022]
The A / D converter 174 is a part that converts an analog signal input from the signal input terminals 171 to 173 into a digital signal. The A / D converter 174 converts an image gradation supplied as an analog signal into a numerical gradation value. , Output to the MPU 175.
The MPU 175 is a part for obtaining an appropriate drive voltage for the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B according to the gradation value based on the gradation value from the A / D converter 174. The obtained drive voltage is D / A is output to the converter 178.
[0023]
The memory 176 is composed of a non-volatile memory such as an EEPROM or a flash memory. As will be described in detail later, an input gradation value and a driving voltage of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are associated with this storage area. LUT 177 is set. The LUT 177 includes three types of tables corresponding to the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B.
The D / A converter 178 is a part that converts the driving voltage obtained by the MPU 175 into an analog signal. The converted analog signal is output to the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B, and the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are It is driven by this drive voltage.
[0024]
(2) Structure of image adjustment device for projector
FIG. 3 shows a schematic configuration of the image adjustment apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
The image adjustment apparatus 1 grasps the γ characteristic of the projector 100 to be adjusted, generates correction data for projecting an appropriate gradation image according to the gradation of the image signal, and stores the correction data on the memory 176 in the projector 100. The correction data is written in, and includes a projection plane 2, a two-dimensional image sensor 3 constituting a capturing means, and a measurement control device 4.
[0025]
(2-1) Structure of projection plane and image capturing means
The projection surface 2 is configured as a screen for projecting the light beam emitted from the projector 100, and a gray scale 21 serving as a reference scale is formed by printing or the like at the center of the projection surface 2 as shown in FIG. Yes.
The gray scale 21 is configured by linearly arranging a plurality of reference gradation images 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F having different gradations, and the reference gradation image 21A is an image having a transmittance of 100%. That is, the white display image and the reference gradation image 21F represent an image having a transmittance of 0%, that is, a black display image. In this example, only a 6-level reference gradation image is shown for the sake of convenience. However, in actuality, it is configured as a gray scale of about 33 levels, and the 33-level reference gradation is imaged and evaluated simultaneously.
[0026]
The two-dimensional imaging device 3 is composed of an area sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device) sensor, and is configured to be able to simultaneously capture an image of a predetermined area including the gray scale 21 on the projection surface 2.
The image signal captured by the two-dimensional image sensor 3 is output to the measurement control device 4 via the signal processing unit 31 as shown in FIG.
The signal processing means 31 is a part that converts the image signal captured by the two-dimensional imaging device 3 so as to be compatible with the computer, and is specifically configured by a video capture board or the like attached to the back of the computer. The
Such a two-dimensional imaging device 3 and the signal processing means 31 constitute an image capturing means.
[0027]
(2-2) Structure of measurement control device
The measurement control device 4 analyzes an image picked up by the two-dimensional image pickup device 3, inputs an image signal including a predetermined gradation signal to the projector 100, and generates generated correction data in the memory 176 of the projector 100. It is a writing device.
As shown in FIG. 5, the measurement control device 4 is configured as a computer including an arithmetic processing device 4A and a storage device 4B. Although not shown in FIG. 5, the measurement control device 4 includes a keyboard, An input device such as a mouse and an output device such as a display and a printer are connected.
[0028]
The measurement control device 4 includes an image signal input unit 41, an image processing unit 42, a correction data generation unit 43, and correction data as a program operating on an OS (Operating System) that controls the entire apparatus including the arithmetic processing unit 4A. Writing means 44 is provided.
In the storage device 4B, a gradation value accumulating unit 45 and a correction value accumulating unit 46 are secured in a predetermined area.
[0029]
The image signal input means 41 is a part for inputting to the projector 100 an image signal including a plurality of gradation signals corresponding to the reference gradation images 21A, 21B, 21C, and 21D constituting the gray scale 21 shown in FIG. As will be described in detail later, the projector 100 to which the image signal is input simultaneously displays a plurality of gradation images corresponding to the plurality of gradation signals on the projection plane 2.
The image processing unit 42 is a part that analyzes the image data input via the signal processing unit 31. The image processing unit 42 performs a pattern matching process on the image captured by the two-dimensional image sensor 3 to obtain a luminance value. An area to be acquired is determined, and an average brightness value or the like in the area is calculated.
[0030]
The correction data generation unit 43 is a part that grasps the γ characteristic of the projector 100 to be adjusted based on the result of the image processing by the image processing unit 42 and generates correction data based on this.
Specifically, the correction data generation unit 43 calculates a deviation in each gradation based on the gradation image projected by the projector 100 and the reference gradation images 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F. Then, a drive voltage value that eliminates the difference between the two gradation images is generated, and an LUT in which the drive voltage value is recorded for each gradation is generated.
[0031]
The correction data writing unit 44 is a part that writes the correction data finally generated by the correction data generation unit 43 to the memory 176 of the projector 100 as an LUT 177.
The gradation value accumulation means 45 is a part for accumulating gradation signals input to the projector 100 from the image signal input means 41 and calibration data of the two-dimensional image sensor 3 when the gray scale 21 is imaged. Stores the gradation signals corresponding to the reference gradation images 21A, 21B, 21C, 21D, 21E, and 21F constituting the gray scale 21 and the calibration value data associated with each gradation.
The correction value accumulating unit 46 is a part for accumulating correction values in each gradation image while the γ characteristic of the projector 100 is acquired by the correction data generating unit 43. The correction value accumulating unit 46 stores the correction value in the image signal input by the image signal input unit 41. This is a part for accumulating the gradation values included and the correction values for the gradation values.
[0032]
(3) Projector image adjustment procedure
Next, an image adjustment procedure of the projector 100 using the above-described image adjustment apparatus 1 will be described based on a flowchart shown in FIG.
(3-1) When the measurement control device 4 is activated (process S1), as shown in FIG. 7, the light source of the projector 100 is turned on, the gray scale 21 portion on the projection plane 2 is illuminated, and the two-dimensional image sensor The image of the gray scale 21 picked up in 3 is taken into the measurement control device 4 via the signal processing means 31 (processing S2). At this time, the projection image from the projector 100 is a so-called all-white pattern image having a transmittance of 100%.
[0033]
(3-2) In this state, the image processing means 42 acquires the gradation value L (n) of each reference gradation image of the gray scale 21 (processing S3), and the gradation value storage means 45 stores the gradation value. Accumulate L (n).
(3-3) The image processing means 42 is based on the obtained gradation value L (n) and the original gradation value R (n) of each of the reference gradation images 21A to 21F. ) To calculate calibration data H (n) (processing S4).
[0034]
[Expression 1]
H (n) = R (n) -L (n) (1)
[0035]
(3-4) The image processing means 42 records and stores the calibration data H (n) corresponding to the calculated gradation values in the gradation value storage means 45 (processing S5), and performs calibration of the measurement control device 4. finish.
(3-5) The image signal input means 41 inputs an image signal including a gradation signal corresponding to the reference gradation image of the gray scale 21 to the projector 100 (processing S6), and as shown in FIG. The gradation images 100A to 100F are projected above the reference gradation images 21A to 21F of the scale 21. Since the projector 100 includes three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B, the image signal input unit 41 first inputs an image signal to the liquid crystal panel 141G that modulates green light. Further, as shown in FIG. 8, the image projected by the projector 100 is an image of only the gradation images 100 </ b> A to 100 </ b> F, and is a gray scale provided on another area of the projection plane 2, at least on the projection plane 2. In the areas 21A to 21F, so-called all white patterns are projected.
[0036]
(3-6) The image processing means 42 acquires the projected gradation images 100A to 100F in FIG. 7 via the two-dimensional image sensor 3 and the signal processing means 31, and the gradation of each gradation image 100A to 100F. The value M (n) is acquired, and the obtained gradation value M (n) is output to the correction data generation means 43.
(3-7) The correction data generation unit 43 stores the obtained gradation value M (n) in the correction value storage unit 46 and the calibration data H (n) stored in the gradation value storage unit 45. The correction value N (n) is calculated based on the following formula (2) (processing S9), and the calculated correction value is recorded and stored in the correction value storage means 46 (processing S10).
[0037]
[Expression 2]
N (n) = M (n) -H (n) (2)
[0038]
(3-8) When the correction value calculation for the liquid crystal panel 141G is completed, the correction value is calculated for the liquid crystal panel 141R in the same procedure until correction values for all the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are acquired. The procedure from image signal input to correction value recording is repeated (step S11).
(3-9) When all the correction values are calculated, the correction data generating unit 43 calculates the values for the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B based on the correction value N (n) stored in the correction value storage unit 46. The γ characteristic is grasped and converted into γ correction data (processing S12). Specifically, when the γ characteristics of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are grasped as a graph G1 shown in FIG. 9, the drive voltage V at each gradation value T is changed so as to be a graph G2, thereby changing the γ characteristic. Get correction data. This γ correction data is configured as an LUT that associates drive voltages at respective gradation values.
[0039]
(3-10) When the γ correction data is generated by the correction data generating unit 43, the correction data writing unit 44 writes the generated γ correction data in the memory 176 of the projector 100 as the LUT 177 (processing S13).
(3-11) When the writing of the LUT 177 to the memory 176 of the projector 100 is completed, the image signal input means 41 again inputs an image signal including a plurality of gradation signals to the projector 100, and the gradation images 100A to 100F Is projected onto the projection plane 2 (step S14). The image processing means 42 captures the image projected via the two-dimensional image sensor 3 and the signal processing means 31, acquires the gradation value, checks the projected image after writing the γ correction data, and there is no problem. If there is a problem, the processes S6 to S13 are performed again, and the γ correction data is generated and written to the projector 100 again (process S15).
[0040]
(4) Effects of the embodiment
According to this embodiment as described above, there are the following effects.
(4-1) A plurality of reference gradation images 21A to 21F and a plurality of gradation images 100A to 100F projected by the projector 100 are obtained by the two-dimensional imaging device 3 and the signal processing means 31 serving as image capturing means. At the same time, since it can be taken into the measurement control device 4, the reference gradation images 21A to 21F and the projected gradation images 100A to 100F having the corresponding relationship are image-processed by the image processing means 42 to grasp the γ characteristic. can do. Therefore, it is not necessary to switch the gradation image and measure with the point sensor for each gradation image, and the γ characteristic of the projector 100 can be grasped at high speed.
[0041]
(4-2) Since a plurality of projected gradation images 100A to 100F are simultaneously captured by the two-dimensional imaging device 3 and the signal processing means 31, a plurality of floors can be obtained without being affected by light emission variation or the like of the light source. It is possible to grasp the γ characteristic with high accuracy by comparing the gradation images 100A to 100F with the plurality of reference gradation images 21A to 21F. Since the γ characteristic can be grasped at high speed and with high accuracy in this way, the correction data generating means 43 can generate correction data with high accuracy in a short time.
[0042]
(4-3) As shown in FIG. 9, since the γ correction data for correcting the drive voltage signal V is generated by grasping the γ characteristic G1 of the projector 100, the projected gradation images 100A to 100F are displayed. It is possible to approximate the reference gradation images 21A to 21F, and display an appropriate gradation image corresponding to the input gradation signal by eliminating individual differences between the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B constituting the electro-optical device 140. Can be made.
(4-4) Since the correction data writing means 44 is provided, the generated γ correction data can be automatically written in the memory 176 of the projector 100, so that the image adjustment of the projector 100 can be performed at higher speed. Can do.
[0043]
(4-5) By capturing an image using the two-dimensional image sensor 3, it is possible to capture a plurality of gradation images 100A to 100F and a plurality of reference gradation images 21A to 21F at the same time. Then, by converting the captured image into a digital signal suitable for the computer by the signal processing unit 31, digital image processing can be performed by the image processing unit 42, thereby simplifying the generation of correction data.
(4-6) By configuring the reference gradation image as the gray scale 21 printed on the projection plane 2, the gray scale 21 is always displayed on the projection plane 2, so that it is projected by the projector 100. Further, the comparison with the plurality of gradation images 100A to 100F can be easily performed, and the apparatus structure is not complicated.
[0044]
(4-7) When the image of the projector 100 is adjusted, a series of steps S6 to S10 and S12 are performed, thereby obtaining different gradation values simultaneously using the two-dimensional image sensor 3. Since the γ characteristic G1 can be obtained by acquiring the γ correction data, the γ correction data can be calculated at high speed and with high accuracy.
(4-8) Since the writing of the γ correction data is performed in step S13, a series of procedures relating to the image adjustment of the projector 100 can be automatically performed, and the efficiency of the image adjustment can be improved.
[0045]
(5) Modification of the embodiment
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes the following modifications.
In the above embodiment, the reference gradation image is generated by directly printing the gray scale 21 on the projection surface 2, but the present invention is not limited to this. That is, a projector in which γ correction data is recorded in advance may be prepared separately, and an image signal including the same gradation signal as that of the projector to be adjusted may be input to display the reference gradation image on the projection plane. Further, as the reference gradation image generating means, an LED having stable emission luminance may be provided on the projection surface with the density changed according to the gradation, and this may be used as a plurality of reference gradation images.
[0046]
In the above embodiment, the image adjustment device 1 is used to obtain the γ correction data of the three-plate projector 100. However, the image adjustment device 1 is not limited to this, and may be used for a single-plate projector and performs light modulation. The electro-optical device is not limited to the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B, and the image adjustment device of the present invention may be used when obtaining γ correction data of the electro-optical device using the micromirror.
[0047]
In the above embodiment, the image adjustment method of the present invention is used for image adjustment of the projection type projector 100. However, the present invention is not limited to this, and γ correction data of a direct-view type liquid crystal display, plasma display, etc. is used. When obtaining, the image adjustment method of the present invention may be employed.
In addition, the specific structure, procedure, shape, and the like in carrying out the present invention may be other structures as long as the object of the present invention can be achieved.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, a plurality of reference gradation images and a plurality of gradation images projected by the projector can be simultaneously captured by the image capturing means. Since the processed gradation image can be image processed by the image processing means and the γ characteristic can be grasped, the γ characteristic can be grasped at high speed and with high accuracy, and the correction data can be generated in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a projector to be adjusted according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a signal processing system of a projector to be adjusted in the embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a structure of an image adjustment apparatus in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a reference scale constituting the image adjustment apparatus in the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a measurement control device that constitutes the image adjustment device in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of an image adjustment method performed by the image adjustment apparatus according to the embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a display state on a screen when a reference scale is illuminated in the embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a display state on a screen in which a plurality of projection gradation images are displayed on the upper part of the reference scale in the embodiment.
FIG. 9 is a graph showing γ characteristics obtained from a projection gradation image to be adjusted in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Image adjustment device
2 Projection surface
3 Two-dimensional image sensor
21 Gray scale (reference scale)
31 Signal processing means (signal converter)
41 Image signal input means
42 Image processing means
43 Correction data generation means
44 Correction data writing means
100 projector
140 Electro-optical device
160 Projection optical system
176 Memory (correction data storage unit)

Claims

Adjusting a projection image of a projector including a light source, an electro-optical device that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, and a projection optical system that enlarges and projects the modulated light beam modulated by the electro-optical device An image adjustment device for a projector that
A projection surface for projecting a projection image of the projector;
A reference gradation image generating means for generating a plurality of reference gradation images serving as adjustment references on the projection plane;
Image signal input means for inputting an image signal that includes gradation signals corresponding to the plurality of reference gradation images and causes the projector to be adjusted to simultaneously display the plurality of gradation images;
Image capturing means for simultaneously capturing the plurality of reference gradation images and the plurality of gradation images projected by the projector as image data;
Image processing means for performing image processing based on the image data captured by the image capturing means;
Correction data generating means for generating correction data for image display of the projector based on the image processing result by the image processing means,
Prior to the generation of the correction data, the image processing means illuminates the reference image with a projection image from the projector, and based on the illuminated reference image captured by the image capturing means, the image processing The means calculates calibration data,
The image adjustment apparatus for a projector, wherein the correction data generation means generates the correction data based on the calculated calibration data.

The image adjustment apparatus for a projector according to claim 1,
The correction data generation means outputs an input signal input to the electro-optical device based on a difference between each gradation image projected by a gradation signal corresponding to each reference gradation image and the reference gradation image. An image adjustment apparatus for a projector, characterized by correcting the image.

In the image adjustment apparatus for a projector according to claim 1 or 2,
The projector includes a correction data storage unit that records and saves the correction data generated by the correction data generation unit,
An image adjustment apparatus for a projector, comprising correction data writing means for writing correction data generated by the correction data generating means into the correction data storage unit.

In the image adjustment apparatus of the projector in any one of Claims 1-3,
The image capturing means includes a two-dimensional image sensor that can image a predetermined area of the projection plane, and a signal converter that converts an image signal captured by the two-dimensional image sensor into a signal suitable for a computer. An image adjusting apparatus for a projector, characterized in that

In the image adjustment apparatus of the projector in any one of Claims 1-4,
The projector image adjusting apparatus according to claim 1, wherein the reference gradation image generating unit includes a reference scale including a plurality of reference gradation images formed by printing or the like on the projection surface.

An image adjustment method for an image display device for adjusting a display image of an image display device including an electro-optical device that forms an optical image based on an input image signal,
Inputting an image signal including gradation signals corresponding to a plurality of reference gradation images serving as an adjustment reference to an image display device to be adjusted, and simultaneously displaying the plurality of gradation images on the image display device;
Capturing the plurality of reference gradation images and the displayed plurality of gradation images as image data simultaneously;
Performing image processing based on the captured image data;
Generating image display correction data of the image display device based on an image processing result,
In the step of performing the image processing,
Prior to generating the correction data, illuminate the reference image with a projection image from the projector, calculate calibration data based on the illuminated reference image captured in the step of capturing the image,
In the step of generating correction data, the correction data is generated based on the calculated calibration data.