JP5109352B2 - プロジェクタ及びプロジェクタの調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタ及びプロジェクタの調整方法に関し、例えば３板式のプロジェクタに適用することができる。本発明は、スクリーン上で表示される輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、色信号の信号レベルを補正した後、補間演算処理してレジずれを補正することにより、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができるようにする。

従来、３板式のプロジェクタの製造ラインでは、光学系、液晶表示パネルの取り付け位置等を機械的に調整してレジストレーション調整している。すなわち図４に示すように、３板式のプロジェクタ１は、赤色、緑色、青色の色信号によりそれぞれ赤色用、緑色用、青色用の透過型液晶表示パネル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを駆動すると共に、所定の光源から出射される照明光をダイクロイックプリズム等の光学系により赤色、緑色、青色の照明光に分離する。３板式のプロジェクタ１は、これら赤色用、緑色用、青色用の透過型液晶表示パネル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにそれぞれ赤色、緑色、青色の照明光を入射して変調し、それぞれ赤色、緑色、青色の映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを生成する。３板式のプロジェクタ１は、これら赤色、緑色、青色の映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを所定の光学系を介してスクリーン３に投影し、カラー映像をこのスクリーン３に表示する。

従って３板式のプロジェクタ１では、スクリーン３において、これら赤色、緑色、青色の映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによる赤色、緑色、青色の映像４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが正しく重なり合って表示されていないとレジずれが発生する。そこで製造ラインでは、透過型液晶表示パネル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの取り付け位置等を機械的に調整してレジずれを補正した後、接着剤等で透過型液晶表示パネル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを固定してレジずれを防止している。

すなわちこの図４において、例えば緑色の映像４Ｇに対して青色の映像４Ｂが水平方向及び又は垂直方向にレジずれしている場合には、レジずれの分だけ、青色用の透過型液晶表示パネル２Ｂの取り付け位置を水平方向及び又は垂直方向に移動させてレジずれを補正する。また緑色の映像４Ｇに対して青色の映像４Ｂが斜めに傾いてレジずれしている場合には、レジずれの分だけ、青色用の透過型液晶表示パネル２Ｂの取り付け位置を回転させてレジずれを補正する。

このようなレジストレーションに関して、特開平７−２８７２０４号公報には、機械的な衝撃によるレジずれを防止する方法が提案されている。また特開２００４−２２９１９５号公報には、メモリを介して表示デバイスを駆動するようにし、このメモリへの書き込みアドレスを制御することにより、電気的にレジストレーション調整する方法が提案されている。また特開平５−２３６５１６号公報等には、陰極線管装置におけるレジストレーションであるコンバージェンスを測定する方法が提案されている。

ところで光学系、液晶表示パネルの取り付け位置を機械的に調整してレジストレーション調整する場合、調整作業に時間を要し、さらには完全にはレズずれを補正できない問題がある。また作業に熟練を要する問題もある。

この問題を解決する１つの方法として、特開２００４−２２９１９５号公報に開示の手法を適用することが考えられるが、この方法の場合、結局、１画素単位でしかレジずれを補正できない問題があり、水平方向及び又は垂直方向へのレジずれしか補正できない問題がある。
特開平７−２８７２０４号公報 特開２００４−２２９１９５号公報 特開平５−２３６５１６号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができるプロジェクタ及びプロジェクタの調整方法を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、所定の色信号で駆動される表示デバイスで対応する色の照明光をそれぞれ変調して各色の映像光を生成し、前記各色の映像光をスクリーンに投影してカラー画像を表示するプロジェクタに適用して、前記スクリーン上におけるレジずれ量を示す補正データを格納するメモリと、前記メモリに格納された前記補正データに基づいて、少なくとも１つの前記色信号の画素毎に、レジずれ量を計算する移動量算出部と、前記スクリーン上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、前記１つの色信号の信号レベルを補正する補正部と、前記移動量算出部で計算されたレジずれ量に基づいて、前記補正部で補正された前記色信号を補間演算処理することにより、画素毎に、前記１つの色信号のレジずれを補正するレジずれ補正部と、前記レジずれ補正部で補正した前記色信号により対応する前記表示デバイスを駆動する。

また請求項９の発明は、所定の色信号で駆動される表示デバイスで対応する色の照明光をそれぞれ変調して各色の映像光を生成し、前記各色の映像光をスクリーンに投影してカラー画像を表示するプロジェクタの調整方法に適用して、メモリに格納された前記補正データに基づいて、少なくとも１つの前記色信号の画素毎に、レジずれ量を計算する移動量算出のステップと、前記スクリーン上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、前記１つの色信号の信号レベルを補正する補正のステップと、前記移動量算出のステップで計算されたレジずれ量に基づいて、前記補正のステップで補正された前記色信号を補間演算処理することにより、画素毎に、前記１つの色信号のレジずれを補正するレジずれ補正のステップと、前記レジずれ補正のステップで補正した前記色信号により対応する前記表示デバイスを駆動する駆動ステップとを有するようにする。

請求項１又は請求項９の構成によれば、スクリーン上で表示される輝度レベルに対して比例するように色信号の信号レベルを補正した後、補間演算処理により、１画素以下の精度で、電気的にレジずれを補正することができる。これにより輝度バランス、色バランスの変化による画質の劣化を低減して、従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができる。

本発明によれば、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１のプロジェクタを示すブロック図である。このプロジェクタ１１は、３板式のリアプロジェクタであり、光源１２から出射される照明光を図示しないダイクロイックプリズム等の光学系により赤色、緑色、青色の照明光に分離して表示デバイス１３に入射する。ここで表示デバイス１３は、例えば赤色、緑色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂによりそれぞれ駆動される赤色用、緑色用、青色用の透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂであり、赤色、緑色、青色の照明光をそれぞれ入射して変調し、赤色、緑色、青色の映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢをそれぞれ生成する。なおここで表示デバイスには、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等、プロジェクタに適用可能な種々の表示デバイスを広く適用することができる。プロジェクタ１１は、これら赤色、緑色、青色の映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを所定の光学系によりスクリーン１４に投影し、カラー映像をスクリーン１４に表示する。

このプロジェクタ１１において、信号入力部１５は、テレビジョンチューナー、ビデオテープレコーダ等の映像機器からビデオ信号Ｓ１を入力する。画像処理部１６は、補正データメモリ１７に格納された補正データＤＦを基準にして信号入力部１５から入力されるビデオ信号のレジずれを補正し、赤色、緑色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力する。信号出力部１８は、この画像処理部１６から出力される赤色、緑色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂによりそれぞれ赤色用、緑色用、青色用の透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを駆動する。これによりこのプロジェクタ１１は、信号入力部１５に入力されるビデオ信号Ｓ１のカラー映像をスクリーン１４上に表示する。

ここで補正データメモリ１７は、工場出荷時、レジずれ補正用の補正データＤＦが格納される。すなわち図３に示すように、プロジェクタ１１は、透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの取り付け位置、光学系の位置等が粗調整されて接着剤により固定された後、所定のテスト信号ＳＴが入力され、このテスト信号ＳＴの映像をスクリーン１４に表示する。なおここでこのテスト信号ＳＴは、例えばドットパターンのビデオ信号である。

プロジェクタ１１は、このスクリーン１４上の表示をレジストレーション測定装置２１で撮像し、この撮像結果に基づいてレジストレーション測定装置２１により補正データＤＦが補正データメモリ１７に格納される。すなわちレジストレーション測定装置２１は、撮像装置２２によりスクリーン１４上の表示を撮像し、その撮像結果を解析装置２３で解析することによりレジずれ量を検出する。

ここでこの実施例において、解析装置２３は、スクリーン１４上に形成される緑色の映像光による映像を基準にして、この緑色の映像に対する赤色、青色の映像のレジずれ量をスクリーン１４上で検出する。すなわち解析装置２３は、それぞれ赤色、緑色、青色について、スクリーン上の各ドットの表示位置を検出する。またこの測定結果から赤色の任意の２つのドットを結ぶ直線と、対応する緑色の２つのドットを結ぶ直線との成す角度を検出する。解析装置２３は、スクリーン上の複数箇所で、この角度を検出する処理を繰り返し、平均値化することにより、緑色の映像に対して赤色の映像を回転させて補正可能な回転のレジずれ量Ｄθを回転角度で検出する。また同様にして緑色の映像に対して青色の映像を回転させて補正可能な回転のレジずれ量Ｄθを回転角度で検出する。また赤色の任意の２つのドットを結ぶ直線と、対応する緑色の２つのドットを結ぶ直線との長さの比率を検出する。解析装置２３は、スクリーン上の複数箇所で、この比率を検出する処理を繰り返し、平均値化することにより、緑色の映像に対する赤色の映像の投影倍率の可変により補正可能な投影倍率のレジずれ量ＤＺを、緑色の映像に対する倍率で検出する。また同様にして緑色の映像に対する青色の映像の投影倍率の可変により補正可能な投影倍率のレジずれ量ＤＺを、緑色の映像に対する倍率で検出する。なおここでこの投影倍率の可変により補正可能なレジずれ量は、倍率色収差によるレジずれ量である。また赤色、青色のドット表示位置を、これら回転のレジずれ量Ｄθ、投影倍率のレジずれ量ＤＺにより補正した後、緑色のドットに対する赤色及び青色のドットのレジずれ量を赤色、青色毎に平均値化し、赤色、青色の映像を平行移動して補正可能な平行移動のレジずれ量ＤＸＹを検出する。

解析装置２３は、これら平行移動のレジずれ量ＤＸＹ、回転のレジずれ量Ｄθ、投影倍率のレジずれ量ＤＺを補正データメモリ１７に記録する。なおこれら平行移動のレジずれ量ＤＸＹ、回転のレジずれ量Ｄθ、投影倍率のレジずれ量ＤＺを、事前に設定されたスクリーン１４上の所定位置についてだけ検出するようにしてもよい。解析装置２３は、何らレジずれを補正しない値による補正データＤＦを補正データメモリ１７に格納した状態で、これら平行移動のレジずれ量ＤＸＹ、回転のレジずれ量Ｄθ、投影倍率のレジずれ量ＤＺを検出し、補正データメモリ１７に記録する。

図１は、画像処理部１６の詳細構成を示すブロック図である。画像処理部１６において、移動量算出部３１は、補正データメモリ１７に格納された補正データＤＦに基づいて、緑色の各画素に対する赤色、青色の各画素のレジずれ量を計算する。

ここでレジずれが各色の映像の平行移動のみによるものの場合、平行移動のレジずれ量ＤＸＹを各画素の平行移動のレジずれ量に設定すれば、各画素のレジずれ量を求めることができる。すなわちこの場合、平行移動のレジずれ量ＤＸＹを（sx,sy ）とすると、点（i,j ）における画素の平行移動のレジずれ量ＰＸＹ（i,j ）は、ＰＸＹ（i,j ）＝（sx,sy ）で表される。なおこの場合には画面上の任意の点で緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）の位置を計測し、その差分を計算する。これを何点かで測定して平均を取ったものが平行移動量sx、syとなる。

またレジずれが各色の映像の回転のみによるものの場合、次式の演算処理により各画素のレジずれ量Ｐθ（i,j ）を求めることができる。なおここで点（p,q)は、各映像の回転中心であり、（１）式では、回転中心から点（i,j ）の画素までの距離を画素数で表し、θは、回転のレジずれ量Ｄθによる回転角度である。この場合、赤色のドット（青色のドット）と緑色のドットが重なる座標を検出して回転中心(p,q)を検出した後、回転角θを検出することで計測できる。

またレジずれが各色の映像の投影倍率のみによるものの場合、次式の演算処理により各画素のレジずれ量Ｐ_Z（i,j ）を求めることができる。なおここでｍは、投影倍率のレジずれ量ＤＺによる倍率を示す。またこの（２）式における点（p,q)は、画像の拡大縮小の中心である。この場合に、水平方向及び垂直方向の倍率ｍｘ、ｍｙをそれぞれ求めて投影倍率のレジずれ量ＤＺとし、（３）式により示すように、この水平方向及び垂直方向の倍率ｍｘ、ｍｙにより水平方向及び垂直方向への投影倍率によるレジずれ量ＰＺ（i,j ）を計算するようにしてもよい。この場合、赤色のドット（青色のドット）と緑色のドットが重なる座標を検出して回転中心(u,v)を検出した後、倍率m、(mx,my)を検出することで計測できる。

これに対してレジずれが各色の映像の平行移動と回転とによるものの場合、次式の演算処理により示すように、各画素のレジずれ量Ｐθ（i,j ）を求めることができる。この場合、まず緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）とでそれぞれ任意の２点の位置を測定し、この2点を結んだ緑色のドットによる直線と赤色のドットによる直線との角度を検出する。これを何点かで測定して平均を取り回転角θを求める。次に任意の点で緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）の位置を測定し、赤色のドット（青色のドット）の座標を回転角θだけ回転させた位置の座標R(i,j)を計算する。なおこの回転させた位置の座標R(i,j)は（icosθ-jsinθ,isinθ+jcosθ）で表される。さらにこの回転させた座標と緑色のドットの座標の差分を算出する。これを何点かで測定して平均を取り、平行移動量(sθx,sθy)を求める。

これに対してレジずれが各色の映像の平行移動と投影倍率とによるものの場合、次式の演算処理により示すように、各画素のレジずれ量Ｐ_zs（i,j ）を求めることができる。この場合、まず緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）とでそれぞれ対応する任意の２点の位置を測定し、それぞれ2点間の距離を算出し、この距離の比率から緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）との間で倍率を算出する。これを何点かで測定して平均を取り倍率ｍ、(mx,my)を求める。次に任意の点で緑色のドットと赤色のドットの位置を測定し、赤色のドットの座標を (mx,my)の倍率で拡大縮小させた位置の座標Z(i,j)を計算する。ここでZ(i,j)＝(mxi,myj)である。そしてこの座標と緑色のドットの座標の差分を算出する。これを何点かで測定して平均を取り、平行移動量(szx,szy)を求めることができる。

具体的に、移動量算出部３１は、次式の演算処理により各画素のレジずれ量を赤色、青色毎に計算する。この場合、まず緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）とでそれぞれ任意の２点の位置を測定し、この2点を結んだ緑色のドットによる直線と赤色のドットによる直線との角度を検出する。さらにそれぞれ2点間の距離を算出し、この距離の比率から緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）との間で倍率を算出する。これらを何点かで測定して平均を取り回転角θと倍率ｍを求める。次に任意の点で緑色のドットと赤色のドット（青色のドット）の位置を測定し、赤色のドット（青色のドット）の座標を回転角θだけ回転させたのち倍率ｍで拡大縮小させた位置の座標RZ(i,j)を計算する。なおこの回転させたのち拡大縮小させた位置の座標はRZ(i,j)=（micosθ-mjsinθ,misinθ+mjcosθ）で表される。さらにこの回転させたのち拡大縮小させた座標と緑色のドットの座標の差分を算出する。これを何点かで測定して平均を取り、平行移動量(sθ_zx,sθ_zy)を求める。なおここで回転によるレジずれ量、投影倍率のレジずれ量との計算順序を入れ換えてもよい。

輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２は、信号入力部１５から入力される輝度信号及び色差信号によるビデオ信号Ｓ１をマトリックス演算し、ビデオ信号Ｓ１を赤色、緑色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換する。

この青色画像処理部３３Ｂは、この輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２から出力される青色色信号Ｂのレジずれを補正して出力する。

すなわち青色画像処理部３３Ｂにおいて、副作用発生領域検出部３４は、この輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２から出力される青色色信号Ｂから、表示デバイスに固有に、スクリーン１４上の表示において他の部位とは異なって輝度レベルが変化する特定の変化パターンを検出する。ここで表示デバイスでは、表示デバイスに固有に、特定のパターンを表示する場合に、正しく各画素の階調を表現できない場合がある。具体的に液晶表示パネルでは、１オン１オフ信号と呼ばれる信号を表示する場合のように、連続する画素において、高い輝度レベルの表示と低い輝度レベルの表示とを画素単位で交互に繰り返す場合、隣接する画素の電界の影響により、階調を正しく表示できない場合がある。すなわちこの場合、本来、高い輝度レベルで表示されるはずの画素が、それより低い階調で表示されることになる。なお液晶表示パネルでは、このような現象がディスクリート現象と呼ばれる。副作用発生領域検出部３４は、このようなスクリーン１４上で輝度レベルが局所的に変化する特定パターンを検出する。

パネルγ補正部３５は、輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２から出力される青色の色信号Ｂを入力し、スクリーン１４上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、この青色色信号Ｂの信号レベルを補正する。より具体的に、パネルγ補正部３５は、対応する透過型液晶表示パネル１３Ｂのγをγ１としたとき、青色色信号Ｂの信号レベルをγ１乗し、これにより青色色信号Ｂのγを概ね値１に補正し、青色色信号Ｂの信号レベルと、対応する透過型液晶表示パネル１３Ｂの輝度レベルとが比例関係となるように設定して出力する。なおこの処理は、例えば青色色信号Ｂの信号レベルでテーブルを参照することにより実行される。

デバイス特性補正部３６は、対応する透過型液晶表示パネル１３Ｂの表示特性に応じてパネルγ補正部３５から出力される青色色信号Ｂの信号レベルを補正し、さらに詳細にスクリーン１４上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、青色色信号Ｂの信号レベルを補正する。より具体的に、デバイス特性補正部３６は、図示しないメモリに格納された実測値による表示特性のテーブルを青色色信号Ｂの信号レベルで参照することにより、透過型液晶表示パネル１３Ｂの表示特性に応じて青色色信号Ｂの信号レベルを補正する。なおこの場合、事前に、パネルγ補正部３５で青色色信号のγを補正していることから、デバイス特性補正部３６は、このγを補正した後の特性に対する透過型液晶表示パネル１３Ｂの表示特性のずれ分を補正することになる。これによりプロレジェクタ１１では、デバイス特性補正部３６において、パネルγ補正部３５による信号レベルの補正処理を併せて実行するようにしてもよい。

この処理において、デバイス特性補正部３６は、処理対象である注目画素の信号レベルと、周辺画素の信号レベルとにより表示特性のテーブルを参照することにより、副作用発生領域検出部３４で検出される特定パターンによる輝度レベルの変化を反映するように青色色信号の信号レベルを補正する。なおこの場合に、このような特定パターンによる発光輝度の変化を評価する評価値の計算式を用意し、この計算式を用いた注目画素値、周辺画素値による演算処理により評価値を計算し、この評価値を用いてテーブルを参照するようにしてもよい。このようにすれば、テーブルを参照する処理を簡略化することができる。なおこの場合の評価値としては、注目画素及び周辺画素間の輝度レベル差、注目画素及び周辺画素間における高周波成分の信号レベル差等を適用することができる。

副作用対策処理部３７は、副作用発生領域検出部３４の検出結果に基づいて、デバイス特性補正部３６から出力される青色色信号Ｂの信号レベルを部分的に補正することにより、副作用発生領域検出部３４で検出される特定パターンについて、青色色信号Ｂの信号レベルが、実際に表示される輝度レベルに対応する信号レベルとなるように、青色色信号Ｂを補正して出力する。より具体的に、副作用対策処理部３７は、青色色信号Ｂを高域成分と低域成分に分離した後、重み付け加算するようにして、この重み付け加算の処理における重み付け係数を制御することにより、副作用発生領域検出部３４で検出される特定パターンを表示する領域で、何ら青色色信号の周波数特性を補正しない特性から高域を抑圧した特性に青色色信号Ｂの周波数特性を切り換え、これにより青色色信号Ｂの信号レベルが、実際に表示される輝度レベルに対応する信号レベルとなるように補正して出力する。なおこのような重み付け加算処理に代えて、ＦＩＲフィルタを介して青色色信号Ｂを出力するようにして、このＦＩＲフィルタのタップ係数を副作用発生領域検出部３４の検出結果に基づいて切り換えることにより、青色色信号Ｂの周波数特性を補正してもよい。

副作用対策処理部３７は、この青色色信号Ｂの周波数特性の切り換えを徐々に実行し、これにより急激な特性の変化による画質劣化を防止する。なおこの場合に、別途、特定パターンを評価する評価値を計算し、この評価値に基づいて周波数特性を補正する強弱を制御するようにしてもよい。より具体的に、ハイパスフィルタ回路により青色色信号Ｂから高域成分を抽出し、この高域成分のパワーを評価値に適用することが考えられる。すなわちこの場合に、高域成分のパワーが大きい場合には、高域成分の減衰率を強くすることにより、及び又はカットオフ周波数を低くすることにより、特定パターンで発生する輝度バランス、色バランスの変化を防止しつつ、レジずれ補正による画質劣化を極力少なくすることができる。またこの場合、例えば輝度レベル、ダイナミックレンジ等のディスクリート現象の強弱に関係する因子を評価値に適用してもよい。

この副作用対策処理部３７によりプロジェクタ１１は、デバイス特性補正部３６によっては補正しきれない、レジずれ補正して発生する輝度バランス、色バランスが変化する信号成分を、青色色信号Ｂから除去し、レジずれ補正による画質劣化を防止する。なお、副作用発生領域検出部３４、副作用対策処理部３７は、デバイス特性補正部３６で実用上十分な特性を確保できる場合には、省略してもよく、またこれとは逆に、デバイス特性補正部３６は、副作用発生領域検出部３４、副作用対策処理部３７で実用上十分な特性を確保できる場合には、省略してもよい。但し、副作用対策処理部３７で青色色信号Ｂを補正する場合には、解像度の劣化を伴うことにより、デバイス特性補正部３６で青色色信号Ｂの特性を補正し、補正し切れない分を副作用発生領域検出部３４、副作用対策処理部３７で補正することにより、画質の劣化を最小限度に止めることができる。

レジずれ補正処理部３８は、移動量算出部３１で検出される各レジずれ量Ｐ（i,j ）Ｂを補正するように、青色色信号Ｂのサンプリング点を補正して出力する。レジずれ補正処理部３８は、このサンプリング点の補正処理を、補間演算処理により実行し、これにより１画素以下の精度でレジずれを補正する。すなわちレジずれ補正処理部３８は、副作用対策処理部３７から出力される青色色信号Ｂをメモリに一時格納して保持する。またレジずれ補正処理部３８は、このメモリに格納した青色色信号Ｂから各レジずれ量Ｐ（i,j ）Ｂの分だけ逆方向に移動した位置を中心とした周辺、所定画素分の青色色信号Ｂを読み出し、この読み出した青色色信号Ｂを、レジずれ量Ｐ（i,j ）Ｂに応じて補間演算処理して出力する。なおこの補間演算処理には、０次ホールド、線形補間、キュービック補間、Lanczos補間等、種々の補間演算処理を広く適用することができる。

デバイス特性戻し補正部３９は、デバイス特性補正部３６、副作用対策処理部３７の逆特性で、レジずれ補正処理部３８から出力される青色色信号Ｂの信号レベルを補正して出力し、戻しγ補正部４０は、パネルγ補正部３５の逆特性でデバイス特性戻し補正部３９から出力される青色色信号Ｂの信号レベルを補正して出力する。なおこの場合に、ゲイン、オフセットを補正して色信号Ｂを出力するようにしてもよい。

赤色画像処理部３３Ｒは、処理対象の色信号が異なる点を除いて、青色画像処理部３３Ｂと同一に構成され、輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２から出力される赤色色信号Ｒのレジずれを補正して出力する。

緑色画像処理部３３Ｇは、赤色画像処理部３３Ｒ、青色画像処理部３３Ｂにおいて、色信号Ｒ、Ｂの処理に要する時間の分だけ、輝度色差信号ＲＧＢ変換部３２から出力される緑色色信号Ｇを遅延させて出力する。

（２）実施例の効果
以上の構成において、このプロジェクタ１１において（図２）、ビデオ信号Ｓ１は、画像処理部１６において、レジストレーション調整されてレジずれが補正された後、赤色、緑色、青色の各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂにより対応する透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを駆動し、これら各透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを透過した映像光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢがスクリーン１４に投影される。これによりこのプロジェクタ１１では、画像処理部１６において、電気的にレジストレーション調整して、従来の機械的な調整作業を省略することができ、従来に比して簡易にレジストレーション調整することができる。

この画像処理部１６において、ビデオ信号Ｓ１は（図１）、緑色の映像に対して、赤色及び青色の映像が正しく重なり合うように、赤色画像処理部３３Ｒ、青色画像処理部３３Ｂでそれぞれ赤色色信号Ｒ及び青色色信号Ｂのレジずれが補正される。ここで緑色は、赤色及び青色に比して、最も画像劣化等を人間が知覚し易い色である。これに対してこの実施例では補間演算処理してレジずれ補正することから、少なからず画質劣化を避け得ない。これによりこの実施例では、緑色の映像に対して赤色及び青色の映像が正しく重なり合うように、赤色色信号Ｒ及び青色色信号Ｂをレジずれ補正して画質劣化を極力回避することができる。またさらに赤色色信号Ｒ、緑色色信号Ｇ、青色色信号Ｂの全てをレジずれ補正する場合に比して全体構成を簡略化することができる。

また各レジずれ補正では、パネルγ補正部３５において、赤色色信号Ｒ及び青色色信号Ｂのγが補正されて、各色信号Ｒ、Ｂの信号レベルと、透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂを用いて表示される輝度レベルとが比例関係となるように設定された後、続くデバイス特性補正部３６において、表示デバイス１３Ｒ、１３Ｂの表示特性により信号レベルが補正される。その後、副作用対策処理部３７において、表示デバイス１３Ｒ、１３Ｂに固有の特定パターンにおける発光輝度の変化を抑圧するように各色信号Ｒ、Ｂの信号レベルが補正された後、レジずれ補正処理部３８における補間演算処理により、１画素以下の精度でレジずれが補正される。またその後、デバイス特性戻し補正部３９及び戻しγ補正部４０において、デバイス特性補正部３６及びパネルγ補正部３５の逆特性により各色信号Ｒ、Ｂの信号レベルが補正された後、透過型液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂの駆動に供される。

これによりこのプロジェクタ１１では、レジストレーション調整による輝度バランス、色バランスの変化を有効に回避して画質劣化を有効に回避することができる。すなわち補間演算処理によれば、１画素以下の精度により精度良くレジずれを補正することができる。しかしながら輝度信号及び色差信号を演算処理して得られる各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを直接補間演算処理してレジストレーション調整したのでは、これら色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベルが各画素の輝度レベルと比例関係を有していないことにより、輝度バランス、色バランスが変化することになる。

しかしながらこの実施例のように、液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂのγにより対応する色信号Ｒ、Ｂの信号レベルを補正した後、補間演算処理によりレジずれを補正し、その後、元のγに戻すようにすれば、このような輝度バランス、色バランスの変化を有効に回避して整数画素以下の高い精度でレジずれを補正することができ、これにより画質劣化を有効に回避して高い精度でレジずれを補正することができる。

またこのように液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂのγだけでなく、液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂの表示特性に対応するように、各色信号Ｒ、Ｂの信号レベルを補正することにより、レジずれ補正した場合に発生するディスクリート現象による輝度バランス、色バランスの変化を低減し、さらにはディスクリート現象に限らず、液晶表示パネル１３Ｒ、１３Ｂの表示特性により発生する輝度バランス、色バランスの変化を有効に回避することができ、これにより画質の劣化を有効に回避してレジずれを補正することができる。

また副作用発生領域検出部３４でディスクリート現象の異常が発生する領域を検出し、副作用対策処理部３７でこの領域の高域成分を抑圧することにより、デバイス特性補正部３６で色信号Ｒ、Ｂの信号レベルを補正しても発生するレジずれ補正による輝度バランス、色バランスの変化を有効に一段と確実に低減することができ、これによっても一段と画質の劣化を有効に回避してレジずれを補正することができる。

また具体的なレジずれ補正処理部３８におけるレジずれ補正処理においては（図３）、製造工程で検出した各部のレジずれから、平行移動により補正可能な平行移動のレジずれ量ＤＸＹ、赤色、青色の映像を回転させて補正可能な回転のレジずれ量Ｄθ、赤色、青色の映像の投影倍率の可変により補正可能な投影倍率のレジずれ量ＤＺにより補正データＤＦが生成され、この補正データＤＦを用いた移動量算出部３１における補間演算処理により、緑色の各画素に対する平行移動のレジずれ量平行移動のレジずれ量ＰＸＹ（i,j ）、回転のレジずれ量Ｐθ（i,j ）、投影倍率のレジずれ量ＰＺ（i,j ）が計算され、これらが加算されて各画素のレジずれ量Ｐ（i,j ）がそれぞれ赤色及び青色の色信号Ｒ、Ｂ毎に計算される。またこの各画素のレジずれ量Ｐ（i,j ）を補正するように、このレジずれ量Ｐ（i,j ）の分だけ逆方向に移動した箇所を中心とした複数画素の補間演算処理により、赤色色信号Ｒ及び青色色信号のレジずれが補正される。

これによりこの実施例では、それぞれ赤色色信号Ｒ及び青色色信号Ｂについて、平行移動のレジずれ量ＤＸＹ、回転のレジずれ量Ｄθ、投影倍率のレジずれ量ＤＺだけをメモリに格納すれば良く、製造工程におけるメモリ１７への書き込み処理を簡略化し、さらにはメモリ１７の構成を小型化することができる。

またこのようにレジずれの発生要因毎に、レジずれ量を検出してメモリ１７に格納し、各画素のレジずれ量を補間演算処理して求めることにより、各発生要因によるレジずれを精度良く補正することができる。すなわち例えば倍率色収差によるレジずれ量にあっては、スクリーンに投影する光学系の光軸から遠ざかるに従ってレジずれの補正量を滑らかに増大させることができ、これにより少ない補正データＤＦで違和感なく、確実にレジずれを補正することができる。またこれによりスクリーンに投影する光学系の構成を簡略化することもできる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、スクリーン上で表示される輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、色信号の信号レベルを補正した後、補間演算処理してレジずれを補正することにより、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができる。

より具体的に表示デバイスのγにより色信号の信号レベルを補正して、スクリーン上で表示される輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、色信号の信号レベルを補正することにより、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができる。

また表示デバイスの表示特性で色信号の信号レベルを補正して、スクリーン上で表示される輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、色信号の信号レベルを補正することにより、画質の劣化を低減して従来に比して簡易かつ精度良くレジずれを補正することができる。

またスクリーン上の表示において他の部位とは異なって輝度レベルが変化する特定の変化パターンを検出し、この検出結果に基づいて、この変化パターンによる信号レベルの変化を抑圧することにより、レジずれ補正して発生するディスクリート現象による輝度バランス、色バランスの変化を有効に回避することができる。

また緑色色信号に対して、赤色色信号及び青色色信号のレジずれを補正することにより、画質劣化を極力回避してレジずれを補正することができる。

また平行移動のレジずれ量、回転のレジずれ量、投影倍率のレジずれ量により補正データを構成することにより、補正データを格納するメモリの構成を簡略化することができる。

この実施例のプロジェクタは、補正データＤＦに関する構成が異なる点を除いて、実施例１のプロジェクタと同一に構成される。ここでこの実施例では、水平方向及び垂直方向に所定画素毎に実測されたレジずれ量が補正データＤＦに割り当てられる。

従ってこの実施例において、移動量算出部３１は、次式の補間演算処理により、各画素のレジずれ量を計算する。なおここで( Cx(u,v), Cy(u,v) )は、補正データＤＦによる点C(u,v)におけるレジずれ量であり、P(i,j)は、点（i,j ）における画素のレジずれ量である。

この実施例のように、色信号の所定画素毎に検出されたレジずれ量により補正データを構成しても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

この実施例のプロジェクタでは、実施例１又は実施例２のプロジェクタにおいて、緑色画像処理部３３Ｇを赤色画像処理部３３Ｒ、青色画像処理部３３Ｂと同一に構成し、画像歪みを併せて補正する。このためこの実施例のプロジェクタでは、所定の基準位置に対する緑色画素の位置ずれ量が緑色色信号の補正データＤＦに割り当てられ、緑色画像処理部３３Ｇでは、この位置ずれ量を補正するように各画素の位置ずれ補正データを生成して位置ずれを補正する。また赤色画像処理部３３Ｒ、青色画像処理部３３Ｂは、それぞれ計算で求められた各画素のレジずれ量を、この緑色画像処理部３３Ｇで求められた対応する画素の位置ずれ量で補正し、補正結果により補間演算処理する。

この実施例のように併せて図形歪みを補正すれば、スクリーン上に表示される映像の画質を一段と向上することができる。またこの場合、赤色色信号、青色色信号に加えて、緑色色信号をパネルγ補正部３５、デバイス特性補正部３６、副作用対策処理部３７で処理することになることから、一段と輝度バランス、色バランスの変化を防止するとができる。

この実施例のプロジェクタは、ユーザーの操作により補正データＤＦの更新を受け付ける。この実施例のプロジェクタは、このユーザーの操作により補正データＤＦの更新を受け付ける点を除いて、上述の実施例１〜３のプロジェクタと同一に構成される。

すなわちこの実施例のプロジェクタでは、ユーザーの操作に応動して、動作モードを調整モードに切り換え、ドットパターンのビデオ信号Ｓ１を入力して表示する。またこのドットパターンを表示した状態で、ユーザーの操作に応動して補正用メモリに格納した補正データＤＦの更新を受け付ける。これによりこの実施例のプロジェクタでは、必要に応じて補正データを更新して、経時変化によるレジずれを補正する。

この実施例のように補正データＤＦの更新を受け付けるようにすれば、経時変化によるレジずれについても補正することができる。

なお上述の実施例においては、副作用対策処理部３７による処理については、元に戻さない場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パネルγ補正部３５、デバイス特性補正部３６と同様に、レジずれ補正した後に、元の特性に戻すようにしてもよい。

また上述の実施例３においては、緑色画像処理部３３Ｇを赤色画像処理部３３Ｒ、青色画像処理部３３Ｂと同一に構成し、併せて画像歪みを補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、緑色画像処理部３３Ｇに副作用対策処理部３７だけを設けるようにしてもよく、また所定の基準位置に対するレジずれを色信号の全てで補正するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、３板式のリアプロジェクタに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数色の表示デバイスにより映像光を生成してスクリーンに投影する種々のプロジェクタに広く適用することができる。なおフロントプロジェクタでは、各色の映像光による画枠がそれぞれスクリーン上に表示されることから、レジずれ補正すると、その分各色の画枠がずれて表示されることになる。その結果、レジずれ補正により、表示画面が色付きの画枠により囲まれて表示され、著しく画質が損なわれる。そこで本発明をフロントプロジェクタに適用する場合には、レジずれ補正した後に、各色の画像データの出力を制限して、このような色付の画枠の発生を防止することにより、画質の劣化を防止することができる。

本発明は、例えば３板式のプロジェクタに適用することができる。

本発明の実施例１のプロジェクタの画像処理の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１のプロジェクタを示すブロック図である。 図２のプロジェクタにおける補正データの説明に供する略線図である。 従来のプロジェクタにおけるレジストレーション調整の説明に供する略線図である。

符号の説明

１、１１……プロジェクタ、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ……透過型液晶表示パネル、３、１４……スクリーン、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ……映像、１２……光源、１６……画像処理部、１７……補正データメモリ、２１……レジストレーション測定装置、２３……解析装置、３１……移動量算出部、３２……輝度色差信号ＲＧＢ変換部、３３Ｒ……赤色画像処理部、３３Ｇ……緑色画像処理部、３３Ｂ……青色画像処理部、３４……副作用発生領域検出部、３５……パネルγ補正部、３６……デバイス特性補正部、３７……副作用対策処理部、３８……レジずれ補正処理部、３９……デバイス特性戻し補正部、４０……戻しγ補正部

Claims (7)

1. 所定の色信号で駆動される表示デバイスで対応する色の照明光をそれぞれ変調して各色の映像光を生成し、前記各色の映像光をスクリーンに投影してカラー画像を表示するディスプレイ装置において、
   前記スクリーン上におけるレジずれ量を示す補正データを格納するメモリと、
   前記メモリに格納された前記補正データに基づいて、少なくとも１つの前記色信号の画素毎に、レジずれ量を計算する移動量算出部と、
   前記スクリーン上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、前記１つの色信号の信号レベルを補正する補正部と、
   前記移動量算出部で計算されたレジずれ量に基づいて、前記補正部で補正された前記色信号を補間演算処理することにより、画素毎に、前記１つの色信号のレジずれを補正するレジずれ補正部とを備え、
   前記補正データが、前記１つの色信号の所定画素毎に検出されたレジずれ量を示すデータであり、
   前記レジずれ補正部で補正した前記色信号により対応する前記表示デバイスを駆動し、
   前記所定の色信号の１つが、少なくとも緑色の色信号であり、
   前記移動量算出部は、
   前記緑色の色信号に対する他の色信号のレジずれ量を計算し、
   前記レジずれ補正部は、
   前記緑色の色信号に対する他の色信号のレジずれを補正する
   ディスプレイ装置。
2. 前記レジずれ補正部で補正した前記色信号の信号レベルを、前記補正部の逆特性で補正して出力する戻し補正部を備える
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記補正部は、
   前記表示デバイスのγにより前記１つの色信号の信号レベルを補正する
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
4. 前記補正部は、
   前記表示デバイスの表示特性で前記１つの色信号の信号レベルを補正する
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
5. 前記１つの色信号から、前記スクリーン上の表示において他の部位とは異なって輝度レベルが変化する特定の変化パターンを検出する特定パターン検出手段と、
   前記特定パターン検出手段の検出結果に基づいて、前記レジずれ補正部で補正する前記１つの色信号から、前記変化パターンによる信号レベルの変化を抑圧する変化パターン処理部とを有する
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
6. 前記補正データが、
   前記スクリーンに投影される映像を平行移動して補正可能な平行移動のレジずれ量、
   前記スクリーンに投影される映像を回転させて補正可能な回転のレジずれ量、
   及び又は前記スクリーンに投影される映像の投影倍率の可変により補正可能なレジずれ量を示すデータである
   請求項１に記載のディスプレイ装置。
7. 所定の色信号で駆動される表示デバイスで対応する色の照明光をそれぞれ変調して各色の映像光を生成し、前記各色の映像光をスクリーンに投影してカラー画像を表示するディスプレイ装置の調整方法において、
   メモリに格納された、１つの前記色信号の所定画素毎に検出されたレジずれ量を示すデータである補正データに基づいて、少なくとも１つの前記色信号の画素毎に、レジずれ量を計算する移動量算出のステップと、
   前記スクリーン上における輝度レベルに対して、信号レベルが比例関係となるように、前記１つの色信号の信号レベルを補正する補正のステップと、
   前記移動量算出のステップで計算されたレジずれ量に基づいて、前記補正のステップで補正された前記色信号を補間演算処理することにより、画素毎に、前記１つの色信号のレジずれを補正するレジずれ補正のステップと、
   前記レジずれ補正のステップで補正した前記色信号により対応する前記表示デバイスを駆動する駆動ステップとを有し、
   前記所定の色信号の１つが、少なくとも緑色の色信号であり、
   前記移動量算出のステップは、
   前記緑色の色信号に対する他の色信号のレジずれ量を計算し、
   前記レジずれ補正のステップは、
   前記緑色の色信号に対する他の色信号のレジずれを補正する
   ディスプレイ装置の調整方法。

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