JP4900940B2

JP4900940B2 - 液晶プロジェクタ装置およびその制御方法

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Publication number: JP4900940B2
Application number: JP2006331138A
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Inventors: 公崇新井
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Publication date: 2012-03-21
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Description

本発明は、液晶プロジェクタ装置における色再現性の補正に関する。

近年、プレゼンテーション等を目的として、ＰＣ上で編集したＲＧＢカラー画像データを、プロジェクタを用いて表示する機会が増えている。このようなプロジェクタとしては、液晶プロジェクタや、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)方式のＤＬＰ(Digital Light Processing)プロジェクタが知られている。液晶パネルを使用した一般的な液晶プロジェクタの構造としては、例えば以下のようなものがある。まず、光源用としてのランプからの光をレンズを通して集光した後、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光に分光する。そして更に偏光板に入射させ、この偏光板を通過した光を夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各液晶パネルに入射し、各液晶パネルの偏光作用を用いることで、Ｒ，Ｇ，Ｂの入射光を夫々原色映像信号に応じて光量を調整する。その後、これらの光の合成光をスクリーン上に拡大投射することで、スクリーン上へのカラー画像の投影を実現する。

ところが、このようなプロジェクタにおいては、光源ランプの発熱によりレンズに歪が生じて分光分布が変動したり、ＲＧＢの透過特性が変動したりすることによって、ＲＧＢのバランスがくずれたり、焦点位置がずれたりしてしまう。その結果、輝度あるいは分光放射輝度が変化し、これに起因して階調特性が変化したり、解像度が低下したり、ＲＧＢの焦点位置がずれる色ずれ現象が起こる可能性がある。そしてこれに伴って、コントラストの減少、ホワイトバランスの変化、あるいは中間調の色再現の変化といった種々の問題が画像に現れてしまう。

そこで、光源ランプの発熱に伴う色再現の変化を抑えることを目的として、従来よりさまざまな手法が提案されている。例えば、予め温度によるランプの色度挙動を記憶しておき、実際に測定されたランプ温度に応じた補正値を読み出し、該補正値に基づいて駆動電圧を変化させることによって、色温度を一定に保つ方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、ランプ消耗等に起因するホワイトバランスの変動を補正すべく、光源用ランプの色度の経時変化に応じてホワイトバランスの補正を行なうものもある。さらに他の方法として、輝度の経時変化に対する補正を行う方法もあり、例えば、最大輝度の低下に対して、ＲＧＢ最大信号値の輝度測定値から、相対値にて階調特性を補正する。具体的には経時時間によってＲ色体、Ｇ色体、Ｂ色体各々の電圧を変更し、点灯時間に応じたデューティー比のパルス幅変調信号の初期状態を保つ（例えば、特許文献２参照）。これにより、使用時間による光源ランプ消耗に伴う経時変化によるホワイトバランスの変動が抑制される。
特開平０８−１４９４９４号公報特開平０５−１７３１０７号公報

上記従来の色再現の変化を抑制するための補正技術はいずれも、光源ランプの発熱、消耗によるホワイトバランスの変動の補正を目的としたものであり、ホワイトの色度変動情報のみから補正値が算出される。しかしながら実際には、ホワイトの色度変動とＲＧＢプライマリ、あるいはグレイの変動が連動していない場合も多く、このような場合には、色ずれへの補正が保証されない。したがって上記従来の補正技術においては、ホワイト以外の色変動が補正されないばかりか、補正された色が適切な色にはならず、意図していない色相、彩度になってしまうことがある。

本発明は、液晶プロジェクタ装置の光源ランプの経時変化にともなう投影画像の色再現性の変動を補正して色再現性を維持することを目的とする。

本発明は、光源ランプの光をR光、G光、B光に分け、該R光、G光、B光を、それぞれに対応する液晶パネルを介してスクリーンに拡大投射して該スクリーンにカラー画像を投影する液晶プロジェクタ装置において、前記光源ランプの温度を測定し、前記液晶パネルそれぞれの温度を測定し、前記測定した前記光源ランプの温度、および、前記光源ランプの温度と分光分布の関係を示すテーブルを参照して、該光源ランプの分光分布を取得し、前記測定した前記液晶パネルそれぞれの温度、および、前記液晶パネルの温度と反射率の関係を示すテーブルを参照して、該液晶パネルそれぞれの反射率または透過率を取得し、前記分光分布、および、前記液晶パネルそれぞれの反射率または透過率に基づいて、前記液晶プロジェクタ装置における色再現情報を算出し、前記算出された色再現情報に基づいて、前記カラー画像を表すRGB値を補正する補正用プロファイルを作成することを特徴とする。

本発明によれば、液晶プロジェクタ装置の光源ランプの経時変化にともなう投影画像の色再現性の変動を補正して色再現性を維持することが可能となる。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
●装置概要
図１は、本実施形態に係るプロジェクタとして動作する画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図において、１０１はＣＰＵ、１０２はメインメモリ、１０３はＳＣＳＩインタフェース、１０５はＨＤＤ、１０４はネットワークインタフェース、１１３はローカルエリアネットワークである。また、１０６はグラフィックアクセラレータ、１０７はプロジェクタ、１０８はＲＣ２３２Ｃユニット、１０９〜１１２は温度計、１１５はキーボード／マウスコントローラ、１１６はキーボード、１１７はマウス、１１８はタイマーである。上記構成は、メインバス１１４によって互いに接続されている。

ここで、図１に示す構成における、プロジェクタのランプ温度に対応した画像補正動作の概要について説明する。まず、ＨＤＤ１０５に格納されている画像補正アプリケーションが、ユーザの指示を受けたＯＳプログラムに基づき、ＣＰＵ１０１にて起動される。続いて、補正アプリケーションに対するユーザ指示が、ＣＰＵ１０１からの指令に基づきＳＣＳＩＩ／Ｆ１０３を介してＰＣＩバス１１７経由により温度計１０９〜１１２に転送される。ここで、温度計１０９〜１１２はそれぞれ、不図示の光源ランプおよびＲＧＢの液晶パネルの温度を測定する。これらの計測が行われると、該測定結果がＲＣ２３２Ｃユニット１０８を経由してＨＤＤ１０５に転送されるとともに、光源ランプの温度およびＲＧＢの液晶パネル温度を測定した旨が、ＣＰＵ１０１に送信される。するとＣＰＵ１０１では、後述する補正プロファイル作成処理に従って、補正用プロファイルを生成する。そして、生成された補正用プロファイルを用いて補正対象画像のＲＧＢ値を変換し、画像補正を完了する。

●補正プロファイル作成処理（概要）
以下、本実施形態における補正プロファイル作成処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。本実施形態における補正プロファイル作成アプリケーションは、以下の６つの処理を経て、色再現補正用プロファイルを作成する。すなわち、光源ランプ（以下、単にランプと称する）の温度測定、液晶パネルの温度測定、測定温度に基づくランプの分光分布算出、ＲＧＢ反射率算出、プロジェクタの色再現情報推定、色再現補正用プロファイル作成、である。

まず、ステップＳ２０１において初期化動作を行い、次にステップＳ２０２において、後述するＵＩにより設定された条件を読み込む。そしてステップＳ２０３では、設定された条件から補正間隔情報を参照するとともに、タイマー１１８での計測を開始する。そしてステップＳ２０４において、タイマー１１８のカウント時間が設定間隔に達していればステップＳ２０５へ進み、それ以外であればタイマー１１８のカウントを継続する。

ステップＳ２０５では、温度計１０９によってランプの温度を測定するとともに、温度計１１０〜１１２によって液晶パネル温度を測定する。このとき、測定した温度および測定が行われた旨を、ＣＰＵ１０１へ送信する。

ステップＳ２０６では、温度計１０９にて測定した温度と、予め装置内の例えばＨＤＤ１０５に保持されている温度とランプの分光分布の関係情報から、ランプの分光分布情報を算出する。この分光分布情報の算出処理の詳細については後述する。

次にステップＳ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９において、それぞれ温度計１１０，１１１，１１２にて測定した温度と、予め装置内の例えばＨＤＤ１０５に保持されている温度と各色パネル反射率の関係情報から、Ｒ，Ｇ，Ｂの液晶パネル反射率情報を算出する。この液晶パネル反射率情報の算出処理の詳細については後述する。

そしてステップＳ２１０において、ステップＳ２０６で算出したランプの分光分布情報と、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９にて算出した液晶パネルの反射率情報、および等色関数とに基づき、ＲＧＢ最大信号値の三刺激値を算出する。この三刺激値（Ｘ_RＹ_RＺ_R等）の算出処理の詳細については後述する。

そしてステップＳ２１１において、ステップＳ２１０で得られたＲＧＢの三刺激値に基づいて、以下の（１）式によりホワイト色（Ｗ）の三刺激値を算出する。

Ｘ_W＝Ｘ_R＋Ｘ_G＋Ｘ_B
Ｙ_W＝Ｙ_R＋Ｙ_G＋Ｙ_B ・・・(1)
Ｚ_W＝Ｚ_R＋Ｚ_G＋Ｚ_B
すなわち、ＲＧＢの合計としての最大信号値が、Ｗの三刺激値として得られる。

次にステップＳ２１２において、ＲＧＢおよびＷの三刺激値に基づいてプロジェクタの色再現情報を算出するが、この詳細については後述する。

そしてステップＳ２１３において、プロジェクタの色再現情報に基づいて補正用モニタプロファイル作成するが、この詳細については後述する。

そしてステップＳ２１４において、補正プロファイル作成処理の終了に関する動作を行う。

●ユーザインタフェース（ＵＩ）
図３は、本実施形態における補正プロファイル作成アプリケーションＵＩのダイアログウィンドウである。同図において、３０１は補正を実行する時間間隔を設定するテキストボックスであり、ボックス内に数値（ｍｉｎ）を入力する。３０２は維持すべき設定色温度を設定するテキストボックスであり、ボックス内に数値（Ｋ）を入力する。３０３は経時変化の許容ずれ量を設定するテキストボックスであり、ボックス内に数値（Ｋ）を入力する。３０４は補正プロファイルの適用タイミングについて、手動で適用させるか自動で適用させるかを選択するためのチェックボックスであり、手動で適用させる場合にはチェックを入れる。３０５は処理開始ボタンであり、このボタンを押下すると補正プロファイル作成処理を開始する。３０６は終了ボタンであり、このボタンを押下すると補正プロファイル作成アプリケーションを終了する。

ここで、上記ＵＩに基づく、本実施形態における補正プロファイル作成動作を、図４の状態図を用いて説明する。同図において、ステート４０１では、初期設定値を読み込むといった初期化動作を行う。ステート４０２では、図３に示すＵＩにおけるユーザ操作判断待ち状態となる。ここで、補正間隔テキストボックス３０１に変更が入力されるとステート４０３へ移行し、設定色温度設定テキストボックス３０２が変更されるとステート４０４へ移行する。また、経時変化の許容ずれ量を設定するテキストボックス３０３が変更されるとステート４０５へ移行し、自動手動選択チェックボックス３０５がチェックされるとステート４０６へ移行する。また、処理開始ボタン３０６が押下されるとステート４０７へ移行し、終了ボタン３０７が押下されるとステート４０８へ移行する。

●ランプの分光分布算出処理（Ｓ２０６）
以下、図２のステップＳ２０６における、ランプ温度からランプの分光分布を算出する処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ５０１において、ランプの温度と分光分布の関係情報の取得や、図３に示すダイアログウィンドウにて設定された情報の取得、およびメモリ領域の確保、等の初期化を行う。ここで、ランプの温度と分光分布の関係情報として、図６に示すＬＵＴを取得するとする。

そしてステップＳ５０２において、温度計１０９にて測定したランプの温度を取得する。ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で取得したランプ温度と、図６に示すＬＵＴに基づき、ランプの分光分布を算出する。このとき、波長の間隔は１０ｎｍとし、範囲は一般的な可視領域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍとする。そしてステップＳ５０４で、終了に関する動作を行う。

●パネル反射率算出処理（Ｓ２０７〜Ｓ２０９）
以下、図２のステップＳ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２０９のそれぞれにおける、Ｒ，Ｇ，Ｂの各液晶パネルの反射率情報を算出する処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ７０１において、温度とパネル反射率の関係情報の取得や、図３に示すダイアログウィンドウにて設定された情報の取得、およびメモリ領域の確保、等の初期化を行う。ここで、例えばＲ液晶パネルの温度と反射率の関係情報として、図８に示すようなＬＵＴを取得するとする。

そしてステップＳ７０２において、各色用の温度計１１０〜１１２にて測定したＲＧＢの各色パネルの温度を取得する。すなわち、ステップＳ７０７であればＲ色用の温度計１１０を用い、同様にステップＳ７０８であればＧ色用の温度計１１１を、ステップＳ７０９であればＢ色用の温度計１１２を用いて、それぞれのパネル温度を測定する。そしてさらに、階調を表す変数ｉに０を設定する。

次にステップＳ７０３において、ステップＳ７０２にて取得した各色のパネル温度と、例えばＲ色であれば図８に示すような、温度と反射率の関係を表すＬＵＴに基づき、ＲＧＢの各液晶パネルの反射率を算出する。そしてステップＳ７０４で、終了に関する動作を行う。

●ＲＧＢ三刺激値算出処理（Ｓ２１０）
以下、図２のステップＳ２１０におけるＲＧＢの三刺激値算出処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１１０１において、ステップＳ２０６にて算出したランプの分光分布、およびステップＳ２０７〜Ｓ２０９にて算出した各液晶パネルの反射率を取得する。

そしてステップＳ１１０２において、等色関数を含む(２)式に基づいて、現在の色再現情報の白色情報からＸＹＺを算出する。ここで、ランプの分光分布をＥ(λ)にて表すものとし、ＲＧＢ各パネルの反射率をＯ_R(λ)，Ｏ_G(λ)，Ｏ_B(λ)とする。また、Ｋは定数であり、Ｋ＝６８３lm/Wである。

そしてステップＳ１１０３において、終了に関する処理を行う。

これにより、ＲＧＢ各単色における最大信号値が、三刺激値として得られる。

●プロジェクタ色再現算出処理
以下、図２のステップＳ２１２におけるプロジェクタの色再現情報作成処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１２０１において、ステップＳ２１０，Ｓ２１１で算出されたＲＧＢおよびＷのＸＹＺ三刺激値の色再現情報を取得するとともに、メモリ領域の確保といった初期化を行う。

そしてステップＳ１２０２において、ＲＧＢ信号値とＸＹＺ三刺激値から、以下の(３)式に基づいて色再現行列を作成する。ここで、x_i，y_i，z_i，Ｓ_i（i=R,G,B）はそれぞれ、ＲＧＢの色度座標および刺激和である。

(Ｒ)≡Ｓ_R{ｘ_R(Ｘ)＋ｙ_R(Ｙ)＋ｚ_R(Ｚ)}
(Ｇ)≡Ｓ_G{ｘ_G(Ｘ)＋ｙ_G(Ｙ)＋ｚ_G(Ｚ)} ・・・(3)
(Ｂ)≡Ｓ_B{ｘ_B(Ｘ)＋ｙ_B(Ｙ)＋ｚ_B(Ｚ)}
また、ステップＳ２１１で算出された(Ｗ)の三刺激値については、以下の(４)式のように表せる。

(Ｗ)≡(Ｒ)＋(Ｇ)＋(Ｂ)
≡Ｓ_W{ｘ_W(Ｘ)＋ｙ_W(Ｙ)＋ｚ_W(Ｚ)} ・・・(4)
ここで、(３)式を(４)式に代入すると、(５)式の関係が成り立つ。

Ｓ_Rｘ_R＋Ｓ_Gｘ_G＋Ｓ_Bｘ_B＝Ｓ_Wｘ_W
Ｓ_Rｙ_R＋Ｓ_Gｙ_G＋Ｓ_Bｙ_B＝Ｓ_Wｙ_W ・・・(5)
Ｓ_Rｚ_R＋Ｓ_Gｚ_G＋Ｓ_Bｚ_B＝Ｓ_Wｚ_W
(５)式をＳ_R，Ｓ_G，Ｓ_Bについて解くと、以下の(６)式が得られる。
Ｓ_R＝Ｓ_W(ｘ_WΔ₁₁−ｙ_WΔ₂₁＋ｚ_WΔ₃₁)／Δ
Ｓ_G＝Ｓ_W(−ｘ_WΔ₁₂＋ｙ_WΔ₂₂−ｚ_WΔ₃₂)／Δ
Ｓ_B＝Ｓ_W(ｘ_WΔ₁₃−ｙ_WΔ₂₃＋ｚ_WΔ₃₃)／Δ
・・・(6)
ただし、

このとき、ある色（Ｆ）の三刺激値をＸ，Ｙ，Ｚとし、３原色表色系のそれをＲ，Ｇ，Ｂとすれば、等色式は以下の(７)式になる。

(Ｆ)≡Ｘ(Ｘ)＋Ｙ(Ｙ)＋Ｚ(Ｚ)
≡Ｒ(Ｒ)＋Ｇ(Ｇ)＋Ｂ(Ｂ) ・・・(7)
これに、(５)式を代入することによって、等色が成り立つ条件として以下に示す(８)式が得られる。

Ｓ_Rｘ_RＲ＋Ｓ_Gｘ_GＧ＋Ｓ_Bｘ_BＢ＝Ｘ
Ｓ_Rｙ_RＲ＋Ｓ_Gｙ_GＧ＋Ｓ_Bｙ_BＢ＝Ｙ・・・(8)
Ｓ_Rｚ_RＲ＋Ｓ_Gｚ_GＧ＋Ｓ_Bｚ_BＢ＝Ｚ
この式をＲ，Ｇ，Ｂについて解き、(６)式を用いると、ＲＧＢ信号値とＸＹＺ値の関係は以下の(９)式として得られる。

以上のようにプロジェクタの色再現情報が得られると、次にステップＳ１２０３において、終了に関する処理を行う。

このように本実施形態においては、（２）式に示すようにランプの分光分布および液晶パネルの反射率、および等色関数に基づいて、ＲＧＢおよびＷの三刺激値を算出し、該ＲＧＢＷの三刺激値により、現在のプロジェクタ色再現情報を推測する。

●補正プロファイル算出処理
以下、図２のステップＳ２１３における補正用モニタプロファイルの算出処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１３０１では、ステップＳ２１２にて生成したプロジェクタの色再現情報と、予め設定された補正後の目標色情報を取得するとともに、メモリ領域の確保や、３ＤＬＵＴの各格子番号を表す変数ｉを０に設定する、等の初期化を行う。以下、３ＤＬＵＴにおけるＲＧＢの各値を、変数ｉを用いたＲiＧiＢiにて表記する。

次にステップＳ１３０２では、変数ｉに対応するＲＧＢ値について、以下の（１０）式を用いた非線形演算によって階調補正を行う。なお、ここで用いる階調特性をγとする。また、白色情報を示す最大信号値をＲwＧwＢw、変換後の値をＲi'Ｇi'Ｂi'とする。

Ｒi'＝(Ｒi／Ｒw)^γ
Ｇi'＝(Ｇi／Ｇw)^γ ・・・（10）
Ｂi'＝(Ｂi／Ｂw)^γ
次にステップＳ１３０３において、ステップＳ１３０２で変換したＲＧＢ値について、ステップＳ２１２で算出したプロジェクタ色再現情報を示す変換行列（（９）式）を用いて、以下の（１１）式によりＸＹＺ値へ変換する。このときの変換行列をＭ（ｍ11，ｍ12，…，ｍ33）にてあらわすものとし、ｍijのｉはｉ行、ｊはｊ列を表す。また、変換後の値をＸiＹiＺiとする。

Xi = Ri'm11 + Gi'm12 + Bi'm13
Yi = Ri'm21 + Gi'm22 + Bi'm23 …(11)
Zi = Ri'm31 + Gi'm32 + Bi'm33
そしてステップS1304において、ステップS1303で算出したXiYiZiについて、以下の(12)式によりLab値に変換する。この変換後の値をLi*ai*bi*とし、このときの白色基準をXnYnZnとする。また、変数iに1を加算する。

この処理により、ＲＧＢとＬａｂの対応関係を表す色情報ＬＵＴの一要素が得られる。

そしてステップＳ１３０５において、変数ｉが所定値である、すなわち全ての色についてステップＳ１３０２〜Ｓ１３０４の演算が終了したのであればステップＳ１３０６へ進み、そうでなければステップＳ１３０２に戻って次の色についての処理を行う。

以上の処理により、現在のプロジェクタにおけるＲＧＢとＬａｂの対応関係を表す色情報ＬＵＴが得られる。

ステップＳ１３０６では、ステップＳ１３０１で得た補正後の目標色情報から、プロファイルを構成する色情報として、変数ｊに対応するＬａｂtagを取得する。なおこのとき、tagの番号を表すｊは０に設定されている。

そしてステップＳ１３０７では、以上のように作成された色情報ＬＵＴを用いた四面体補間演算により、Ｌａｂtag→ＲＧＢ変換を施す。なお、色情報ＬＵＴは、Ｌａｂ色空間での格子点の色座標データと、該格子点が再現するＲＧＢ色空間の座標値との対応を記したデータ構造からなる。また四面体補間とは、隣接する８つの格子点で囲まれる６面体領域を、６つに分割された四面体領域毎に補間する演算である。演算後のＲＧＢ値をＲjＧjＢjとする。また、変数ｊに１を加算する。

そしてステップＳ１３０８において、変数ｊが所定値である、すなわち全ての色についてステップＳ１３０６〜Ｓ１３０７の演算が終了したのであればステップＳ１３０９へ進み、そうでなければステップＳ１３０６に戻って次の色についての処理を行う。

ステップＳ１３０９では、求められたＲjＧjＢjを補正用ＬＵＴとして、メモリ１０２へ書き込む。そしてステップＳ１３１０において、終了に関する動作を行う。

以上のように本実施形態の補正プロファイルとしては、ＲＧＢが各単色レベルで変動した場合や、またホワイトと他の色の変動傾向が異なっていた場合であっても、高精度な補正プロファイルを作成することが可能である。

●本実施形態の効果
以上説明したように本実施形態によれば、ランプおよび液晶パネルの温度を測定し、得られた温度に基づいて、ランプの分光分布、およびパネルの反射率を算出し、プロジェクタの現在の状態に応じたＲＧＢＷの三刺激値ＸＹＺを求める。そして、このＲＧＢＷのＸＹＺ値からプロジェクタ色再現を推定し、適切な補正プロファイル（ＬＵＴ）を作成する。これにより、プロジェクタの経時変化、すなわちランプの発熱による色再現の変動を排除するような補正プロファイルをリアルタイムかつ簡易に作成することができ、プロジェクタ色再現を一定に保つことが可能となる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態における画像処理装置の構成は、上述した第１実施形態で図１に示した構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、ランプの分光分布およびパネルの反射率によってＲＧＢＷの三刺激値ＸＹＺを算出し、これによって推定されるプロジェクタ色再現に基づいて適切な補正プロファイルを作成する。ただし第２実施形態では、上述した第１実施形態で図２のフローチャートに示した補正プロファイル作成処理において、ステップＳ２０７〜Ｓ２１１でのＲＧＢＷの三刺激値算出時に、ＲＧＢ等色グレイの三刺激値も合わせて算出する。そして該算出結果を用いて、ステップＳ２１２における色再現情報の作成を行なうことによって、グレイ近傍の補正精度を向上させることを特徴とする。

以下では、特に第１実施形態と異なる点について、説明する。

●補正プロファイル作成処理
第２実施形態における補正プロファイル作成処理の概要について、図１２のフローチャートを用いて説明する。第２実施形態における補正プロファイル作成アプリケーションも、上述した第１実施形態と同様の６つの処理を経て、色再現補正用プロファイルを作成する。すなわち、光源ランプの温度測定、液晶パネルの温度測定、測定温度に基づくランプの分光分布算出、ＲＧＢ反射率算出、プロジェクタの色再現情報推定、色再現補正用プロファイル作成、の６つである。

まず、ステップＳ１４０１において初期化動作を行い、次にステップＳ１４０２において、第１実施形態で図３に示したＵＩにより設定された条件を読み込む。そしてステップＳ１４０３では、設定された条件から補正間隔情報を参照するとともに、タイマー１１８での計測を開始する。そしてステップＳ１４０４において、タイマー１１８のカウント時間が設定間隔に達していればステップＳ１４０５へ進み、それ以外であればタイマー１１８のカウントを継続する。

ステップＳ１４０５では、温度計１０９によってランプの温度を測定するとともに、温度計１１０〜１１２によって液晶パネル温度を測定する。このとき、測定した温度および測定が行われた旨を、ＣＰＵ１０１へ送信する。

ステップＳ１４０６では、温度計１０９にて測定した温度と、予め装置内の例えばＨＤＤ１０５に保持されている温度とランプの分光分布の関係情報から、ランプの分光分布情報を算出する。この分光分布情報の算出処理の詳細については後述する。

次にステップＳ１４０７，Ｓ１４０８，Ｓ１４０９において、それぞれ温度計１１０，１１１，１１２にて測定した温度と、予め装置内に保持されている、温度とＲ，Ｇ，Ｂ液晶パネル反射率の関係情報から、Ｒ，Ｇ，Ｂの液晶パネル反射率情報を算出する。この液晶パネル反射率情報の算出処理の詳細については後述する。

そしてステップＳ１４１０において、ステップＳ１４０６で算出したランプの分光分布情報と、ステップＳ１４０７〜Ｓ１４０９にて算出した液晶パネルの反射率情報、および等色関数とに基づき、ＲＧＢ信号値の三刺激値を算出する。この三刺激値の算出処理については、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

そしてステップＳ１４１１において、以下の（１３）式によりＲＧＢ等色グレイの三刺激値を算出する。ここで、階調数をｊで示し、階調ｊにおけるＲＧＢ等色グレイの三刺激値ＸＹＺを、Ｘ_{Gray j} Ｙ_{Gray j} Ｚ_{Gray j}とする。

Ｘ_{Gray j}＝Ｘ_Rj＋Ｘ_Gj＋Ｘ_Bj
Ｙ_{Gray j}＝Ｙ_Rj＋Ｙ_Gj＋Ｙ_Bj (13)
Ｚ_{Gray j}＝Ｚ_Rj＋Ｚ_Gj＋Ｚ_Bj
そして、ステップＳ１４１２において、上述した第１実施形態と同様にプロジェクタの色再現情報を算出し、ステップＳ１４１３で補正用モニタプロファイル作成する。なお、この補正用モニタプロファイルの算出処理の詳細については後述する。

そして、ステップＳ２１４で終了に関する動作を行う。

●ランプの分光分布算出処理（Ｓ１４０６）
以下、図１２のステップＳ１４０６における、ランプ温度からランプの分光分布を算出する処理について、図１３のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１５０１において、ランプの温度と分光分布の関係情報の取得や、図３に示すダイアログウィンドウにて設定された情報の取得、およびメモリ領域の確保、等の初期化を行う。ここで、ランプの温度と分光分布の関係情報として、図６に示すＬＵＴを取得するとする。

そしてステップＳ１５０２において、温度計１０９にて測定したランプの温度を取得するとともに、階調を表す変数ｉに０を設定する。

ステップＳ１５０３では、ステップＳ１５０２で取得したランプ温度と、図６に示すＬＵＴに基づき、変数ｉに対応したランプの分光分布を算出する。そしてさらに、変数ｉに１を加算する。

そしてステップＳ１５０４において、変数ｉが所定の数に達した、すなわち全ての階調について分光分布の算出が終了したのであればステップＳ１５０５へ進み、そうでなければステップＳ１５０３へ戻る。

そしてステップＳ１５０５で、終了に関する動作を行う。

●パネル反射率算出処理（Ｓ１４０７〜Ｓ１４０９）
以下、図１２のステップＳ１４０７，Ｓ１４０８，Ｓ１４０９のそれぞれにおける、Ｒ，Ｇ，Ｂの各液晶パネルの反射率情報を算出する処理について、図１４のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１６０１において、温度とパネル反射率の関係情報の取得や、図３に示すダイアログウィンドウにて設定された情報の取得、およびメモリ領域の確保、等の初期化を行う。ここで、例えばＲ液晶パネルの温度とパネル反射率の関係情報として、図８に示すようなＬＵＴを取得するとする。

そしてステップＳ１６０２において、各色用の温度計１１０〜１１２にて測定した、ＲＧＢの各液晶パネルの温度を取得する。すなわち、ステップＳ１４０７であればＲ色用の温度計１１０を用い、同様にステップＳ１４０８であればＧ色用の温度計１１１を、ステップＳ１４０９であればＢ色用の温度計１１２を用いて、それぞれのパネル温度を測定する。そしてさらに、階調を表す変数ｉに０を設定する。

次にステップＳ１６０３において、ステップＳ１６０２にて取得した各色のパネル温度と、例えばＲ色であれば図８に示すような、温度とパネル反射率の関係を表すＬＵＴに基づき、変数ｉに対応した、ＲＧＢの各液晶パネルの反射率を算出する。そしてさらに、変数ｉに１を加算する。

そしてステップＳ１６０４において、変数ｉが所定の数に達した、すなわち全ての階調について各色パネルの反射率の算出が終了したのであればステップＳ１６０５へ進み、そうでなければステップＳ１６０３へ戻る。

そしてステップＳ１６０５で、終了に関する動作を行う。

●補正プロファイル算出処理
以下、図１２のステップＳ１４１３における補正用モニタプロファイルの算出処理について、図１５のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１９０１では、ステップＳ１４１２にて生成したモニタ色再現情報、補正後の目標色情報を取得するとともに、メモリ領域の確保や、３ＤＬＵＴの各格子番号を表す変数ｉを０に設定する、等の初期化を行う。以下、３ＤＬＵＴにおけるＲＧＢの各値を、変数ｉを用いたＲiＧiＢiにて表記する。

次にステップＳ１９０２では、変数ｉに対応するＲＧＢ値について、Ｒ、Ｇ、Ｂが等量であるか否か、すなわち等色グレイであるか否かを判定する。ここでＲ、Ｇ、Ｂが等量であればステップＳ１９０５へ進み、該ＲＧＢ値のＸＹＺ変換値としてステップＳ１４１１で算出した対応するグレイのＸＹＺ値を充てて、ステップＳ１９０６へ進む。Ｒ、Ｇ、Ｂが等量でなければステップＳ１９０３へ進む。

ステップＳ１９０３では、変数ｉに対応するＲＧＢ値について、ステップＳ１４０７〜ステップＳ１４０９にて算出したＲＧＢの各階調特性情報を用いた１ＤＬＵＴにより、階調補正を行う。また、変換後の値をＲi'Ｇi'Ｂi'とする。

次にステップＳ１９０４において、ステップＳ１９０３で変換したＲＧＢ値について、ステップＳ１４１２で算出したプロジェクタ色再現情報を示す変換行列（（９）式）を用いて、上述した第１実施形態で示した（１１）式によりＸＹＺ値へ変換する。また、変換後の値をＸiＹiＺiとする。

そしてステップＳ１９０６において、ステップＳ１９０４で算出したＸiＹiＺiについて、上述した第１実施形態で示した（１２）式によりＬａｂ値に変換する。この変換後の値をＬi^*ａi^*ｂi^*とし、このときの白色異基準をＸnＹnＺnとする。また、変数ｉに１を加算する。

この処理により、ＲＧＢとＬａｂの対応関係を表す色情報ＬＵＴの一要素が得られる。そしてステップＳ１９０７において、変数ｉが所定値である、すなわち全ての色についてステップＳ１９０２〜Ｓ１９０６の演算が終了したのであればステップＳ１９０８へ進み、そうでなければステップＳ１９０２に戻って次の色についての処理を行う。

ステップＳ１９０８では、ステップＳ１９０１で得た補正後の目標色情報から、プロファイルを構成する色情報として、変数ｊに対応するＬａｂtagを取得する。なおこのとき、tagの番号を表すｊは０に設定されている。

そしてステップＳ１９０９では第１実施形態と同様に、以上のように作成された色情報ＬＵＴを用いた四面体補間演算により、Ｌａｂtag→ＲＧＢ変換を施す。また、変数ｊに１を加算する。

そしてステップＳ１９０９では、色情報ＬＵＴを用いた四面体補間演算により、Ｌａｂtag→ＲＧＢ変換を施す。また、演算後のＲＧＢ値をＲjＧjＢjとする。また、変数ｊに１を加算する。

そしてステップＳ１９１０において、変数ｊが所定値である、すなわち全ての色についてステップＳ１９０８〜Ｓ１９０９の演算が終了したのであればステップＳ１９１０へ進み、そうでなければステップＳ１９０８に戻って次の色についての処理を行う。

ステップＳ１９１１では、求められたＲjＧjＢjを補正用ＬＵＴとして、メモリ１０２へ書き込む。そしてステップＳ１９１２において、終了に関する動作を行う。

●第２実施形態の効果
以上説明したように第２実施形態によれば、補正プロファイルの作成時にグレイの各階調をより高精度な補正値に置き換えることにより、上述した第１実施形態に対してさらに、中間調においてより高精度な色補正を行うことが可能となる。

＜変形例＞
上述した各実施形態においては、補正対象となる変動量を色温度にて指定する例を示したが、これを色差や色度にて指定することも可能である。

また、上述した各実施形態においては、液晶パネルの反射率を算出する例を示したが、これを透過率によって代替することも可能である。

また、上述した各実施形態においては、温度と分光分布の関係を記した情報からランプの分光分布を算出する例を示したが、各波長の温度と分光分布の関係を表す数式から算出することも可能である。同様に、温度とパネル反射率の関係を記した情報から液晶パネルの反射率を算出する例を示したが、各波長の温度と反射率の関係を表す数式から算出する方法を用いることも可能である。

また、上述した第１実施形態においては、補正プロファイル作成時の階調補正処理としてγ演算を行う例を示したが、これを１ＤＬＵＴによる補間演算で代替することも可能である。また、対数演算等の様々な演算を組み合わせることも可能である。

また、上述した各実施形態においては、プロジェクタの色再現を算出する際（Ｓ２１２，Ｓ１４１２）の色変換方法として、色変換行列を用いる例を示したが、演算時間の短縮のために、ＬＵＴを用いた近似演算による色変換を行うことも可能である。また、Ｄ．Ｌ．Ｓ．法や直交化法、準ニュートン法等の最適化手法を適用して、実測値と高精度に近似する多項式による色変換行列作成を行うことも可能である。さらに、色変換行列に白色あるいは特定の色を保存する拘束条件を付加することも可能である。

＜他の実施形態＞
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体(記録媒体)等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等）から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。なお、この場合のプログラムとは、実施形態において図に示したフローチャートに対応したプログラムである。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、以下に示す媒体がある。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD-ROM，DVD-R)などである。

プログラムの供給方法としては、以下に示す方法も可能である。すなわち、クライアントコンピュータのブラウザからインターネットのホームページに接続し、そこから本発明のコンピュータプログラムそのもの(又は圧縮され自動インストール機能を含むファイル)をハードディスク等の記録媒体にダウンロードする。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してCD-ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせることも可能である。すなわち該ユーザは、その鍵情報を使用することによって暗号化されたプログラムを実行し、コンピュータにインストールさせることができる。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、実行されることによっても、前述した実施形態の機能が実現される。すなわち、該プログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行うことが可能である。

本発明に係る一実施形態における画像処理装置のシステム構成を示すブロック図である。本実施形態における補正プロファイル作成処理の概要を示すフローチャートである。本実施形態におけるユーザインタフェース例を示す図である。本実施形態における補正プロファイル作成アプリケーションの動作を示す状態図である。本実施形態におけるランプ分光分布算出処理を示すフローチャートである。本実施形態におけるランプ温度と分光分布の関係を示す模式図である。本実施形態におけるパネル反射率算出処理を示すフローチャートである。本実施形態におけるパネル温度と反射率の関係を示す模式図である。本実施形態におけるＲＧＢ三刺激値算出処理を示すフローチャートである。本実施形態におけるプロジェクタ色再現特性算出処理を示すフローチャートである。本実施形態における補正プロファイル作成処理を示すフローチャートである。第２実施形態における補正プロファイル作成処理の概要を示すフローチャート図である。第２実施形態におけるランプ分光分布算出処理を示すフローチャートである。第２実施形態におけるパネル反射率算出処理を示すフローチャートである。第２実施例における補正プロファイル作成処理を示すフローチャートである。

Claims

光源ランプの光をR光、G光、B光に分け、該R光、G光、B光を、それぞれに対応する液晶パネルを介してスクリーンに拡大投射して該スクリーンにカラー画像を投影する液晶プロジェクタ装置であって、
前記光源ランプの温度を測定するランプ温度測定手段と、
前記液晶パネルそれぞれの温度を測定するパネル温度測定手段と、
前記測定した前記光源ランプの温度、および、前記光源ランプの温度と分光分布の関係を示すテーブルを参照して、該光源ランプの分光分布を取得する第一の取得手段と、
前記測定した前記液晶パネルそれぞれの温度、および、前記液晶パネルの温度と反射率の関係を示すテーブルを参照して、該液晶パネルそれぞれの反射率または透過率を取得する第二の取得手段と、
前記分光分布、および、前記液晶パネルそれぞれの反射率または透過率に基づいて、前記液晶プロジェクタ装置における色再現情報を算出する算出手段と、
前記算出された色再現情報に基づいて、前記カラー画像を表すRGB値を補正する補正用プロファイルを作成するプロファイル作成手段とを有することを特徴とする液晶プロジェクタ装置。
前記算出手段は、前記液晶プロジェクタ装置におけるRGB各単色の最大信号値および白色の最大信号値において、前記色再現情報を算出することを特徴とする請求項1に記載された液晶プロジェクタ装置。
光源ランプの光をR光、G光、B光に分け、該R光、G光、B光を、それぞれに対応する液晶パネルを介してスクリーンに拡大投射して該スクリーンにカラー画像を投影する液晶プロジェクタ装置の制御方法であって、
前記光源ランプの温度を測定するステップと、
前記液晶パネルそれぞれの温度を測定するステップと、
前記測定した前記光源ランプの温度、および、前記光源ランプの温度と分光分布の関係を示すテーブルを参照して、該光源ランプの分光分布を取得するステップと、
前記測定した前記液晶パネルそれぞれの温度、および、前記液晶パネルの温度と反射率の関係を示すテーブルを参照して、該液晶パネルそれぞれの反射率または透過率を取得するステップと、
前記分光分布、および、前記液晶パネルそれぞれの反射率または透過率に基づいて、前記液晶プロジェクタ装置における色再現情報を算出するステップと、
前記算出された色再現情報に基づいて、前記カラー画像を表すRGB値を補正する補正用プロファイルを作成するステップとを有することを特徴とする液晶プロジェクタ装置の制御方法。
コンピュータに請求項3に記載された制御を実行させることを特徴とするプログラム。