JP2015004734A

JP2015004734A - 画像表示装置および画像表示プログラム

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Publication number: JP2015004734A
Application number: JP2013128603A
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Inventors: 鉄平黒沢; Teppei Kurosawa
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Abstract

【課題】経時変化したガンマ特性に対する補正誤差が表示素子ごとに異なることによる画質への影響を低減する。
【解決手段】画像表示装置は、光センサ３０９を用いて複数の表示素子３０７において累積表示時間の増加に伴い経時変化したガンマ特性を測定する手段４０５と、測定結果から表示素子ごとに得られたガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、各表示素子のガンマ特性を補正する第１の補正処理を行う手段４０５とを有する。第１の補正処理は累積表示時間が所定時間に達した後に行う。累積表示時間が該所定時間に達する前は、第１の表示素子における第１の経時変化量に対応する第１の補正量を用いて第１の表示素子のガンマ特性を補正し、第１の経時変化量を用いて得られた第２の補正量を用いて第２の表示素子のガンマ特性を補正する第２の補正処理を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示素子等の複数の表示素子を用いてカラー画像を表示する画像表示装置に関する。

上記のような画像表示装置では、長期間の使用に伴い、表示素子の入力階調−表示輝度特性（以下、ガンマ特性という）に経時変化が生じる傾向がある。例えば、液晶表示素子を用いた液晶プロジェクタでは、液晶層に光源からの強い光が照射されたり該光の照射によって熱が発生したり、さらには外部から水分が侵入したりすることで、液晶表示素子のガンマ特性が変動する。そして、このような表示素子のガンマ特性の経時変化により、表示画像の色味であるモニターガンマ値が所定の標準値（ｓＲＧＢ規格ではγ＝２．２）から乖離し、画質が低下する。

図１３には、ガンマ特性の経時変化の例を示している。１０１は画像表示装置の生産工程でのガンマ調整によってγ＝２．２に設定されたガンマ特性である。これに対して、１０２は経時変化によって中間調が明るくなったガンマ特性である。

一方、いわゆる３板式液晶プロジェクタのような複数の液晶表示素子によってそれぞれ異なる色光を変調してカラー画像を表示する場合には、液晶表示素子間のガンマ特性の経時変化量の差異によって、無彩色が色味を帯びるという画質低下が発生する。

特許文献１には、光センサによる検出結果に応じて表示画像の色味の変化を補正する（色ごとの光源の光量を制御する）画像表示装置が開示されている。また、特許文献２には、液晶表示素子のガンマ特性を装置側メモリに記憶しておき、液晶表示素子の交換時に装置側メモリに記憶されたガンマ特性と交換された液晶表示素子側のメモリに格納されたガンマ特性との差分を算出する画像表示装置が開示されている。この画像表示装置では、該差分に応じて、交換後の液晶表示素子を駆動するためのガンマ変換データ（ガンマ変換テーブル）を補正する。

そして、このような先行技術から、複数の液晶表示素子のガンマ特性の経時変化を液晶表示素子ごとに補正するため、以下のような方法が一般には考えられる。光センサを用いて各液晶表示素子の経時変化後のガンマ特性を測定し、該測定されたガンマ特性と使用開始前にメモリに記憶した初期ガンマ特性との差分（経時変化量）を求める。そして、該経時変化量を相殺可能な補正量を用いてガンマ特性（またはガンマ変換データ）を補正する。

特開２００７−１２２０１４号公報特開２０１１−０８１３１０号公報

しかしながら、単に液晶表示素子ごとにガンマ特性を測定し、初期ガンマ特性からの経時変化量を補正すると、光センサの測定誤差に起因して、経時変化量に対する補正誤差（表示輝度の理想的なガンマカーブに対する差異）が色によって異なってしまう場合がある。この場合、表示されるカラー画像の色相が補正誤差に応じてシフトする。１つの液晶表示素子の補正誤差としてはわずかなものであっても、色味のシフトとしては目立ちやすく、例えば、無彩色画像を表示する際に、３原色の表示輝度の差異によって色味を帯びる場合がある。

本発明は、経時変化したガンマ特性に対する補正誤差が表示素子ごとに異なることによる画質への影響を低減することができるようにした画像表示装置および画像表示制御プログラムを提供する。

本発明の一側面としての画像表示装置は、互いに異なる色域の光である複数の色光を合成して画像を表示する。該画像表示装置は、複数の色光がそれぞれ入射し、それぞれのガンマ特性に応じて入力階調に対して表示輝度を変化させる複数の表示素子と、複数の表示素子から射出された複数の色光を受光する光センサと、該光センサからの出力を用いて、各表示素子において該装置の累積表示時間の増加に伴い経時変化したガンマ特性の測定を行う測定手段と、該測定の結果から表示素子ごとに得られたガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、複数の表示素子のそれぞれのガンマ特性を補正する第１の補正処理を行うガンマ補正手段とを有する。ガンマ補正手段は、累積表示時間をカウントする時間カウンタを有しており、第１の補正処理を、累積表示時間が所定時間に達した後に行う。そして、ガンマ補正手段は、累積表示時間が該所定時間に達する前は、複数の表示素子のうち第１の表示素子については測定の結果から得られた該第１の表示素子における経時変化量である第１の経時変化量に対応する第１の補正量を用いてガンマ特性を補正し、第１の表示素子とは異なる少なくとも１つの第２の表示素子については第１の経時変化量を用いて得られた第２の補正量を用いてガンマ特性を補正する第２の補正処理を行うことを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての画像表示プログラムは、互いに異なる色域の光である複数の色光を合成して画像を表示する画像表示装置であって、複数の色光がそれぞれ入射し、それぞれのガンマ特性に応じて入力階調に対して表示輝度を変化させる複数の表示素子と、複数の表示素子から射出された複数の色光を受光する光センサと、該光センサからの出力を用いて、各表示素子において該装置の累積表示時間の増加に伴い経時変化したガンマ特性の測定を行う測定手段と、該測定の結果から表示素子ごとに得られたガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、複数の表示素子のそれぞれに対するガンマ特性を補正する第１の補正処理を行うコンピュータとを有する画像表示装置に適用される。コンピュータプログラムである該画像表示プログラムは、コンピュータに、累積表示時間をカウントさせ、第１の補正処理を、累積表示時間が所定時間に達した後に行わせる。さらに、コンピュータに、累積表示時間が所定時間に達する前は、複数の表示素子のうち第１の表示素子については測定の結果から得られた該第１の表示素子における経時変化量である第１の経時変化量に対応する第１の補正量を用いてガンマ特性を補正し、第１の表示素子とは異なる少なくとも１つの第２の表示素子については第１の経時変化量を用いて取得した第２の補正量を用いてガンマ特性を補正する第２の補正処理を行わせることを特徴とする。

本発明によれば、複数の表示素子を用いて画像を表示する画像表示装置において、経時変化したガンマ特性に対する補正誤差が表示素子ごと（つまりは色ごと）に異なることによる画質への影響を低減し、良好な画質の画像を表示することができる。

本発明の実施例１である液晶プロジェクタの使用例を示す図。実施例１の液晶プロジェクタの光学系の構成を示す図。実施例１の液晶プロジェクタの信号処理回路の構成を示す図。実施例１の液晶プロジェクタにおける液晶表示素子の階調特性とガンマ変換テーブルを示す図。実施例１の液晶プロジェクタの生産時のガンマ調整工程を示すフローチャート。実施例１の液晶プロジェクタの光センサ計測工程を示すフローチャート。実施例１における測定輝度とガンマ変換テーブル補正量との関係を示す図。実施例１における経時変化後のガンマ変換テーブル補正処理を示すフローチャート。実施例１における使用時間５０００時間未満でのガンマ変換テーブル補正量算出手順を示すフローチャート。実施例１における使用時間５０００時間経過後でのガンマ変換テーブル補正量算出手順を示すフローチャート。本発明の実施例２における経時変化後のガンマ変換テーブル補正処理を示すフローチャート。実施例２における使用時間５０００時間未満でのガンマ変換テーブル補正量算出手順を示すフローチャート。液晶表示素子のガンマ特性の経時変化の例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

実施例において、表示素子のガンマ特性とは、表示素子の駆動系に入力される画像信号の階調である入力階調（後述するガンマ変換テーブルによる変換前の階調）に対する表示素子の表示輝度（出力階調）の特性を意味する。例えば、液晶表示素子は一般に、Ｓ字カーブを描くＶＴ（印加電圧−透過率）特性を有する。このため、所定のガンマ値（例えばγ＝２．２）を有する入力階調−表示輝度特性を得るために、入力階調をガンマ変換データ（ガンマ変換テーブル）により変換（調整）した上でその変換後の階調に応じた駆動電圧を表示素子に印加する。先に説明した表示素子の経時変化によって、実際にはＶＴ特性が変化するが、ガンマ変換データが同じであれば、結果的に入力階調−表示輝度特性も変化する。本実施例では、このＶＴ特性の経時変化に起因する入力階調−表示輝度特性の変化を、表示素子のガンマ特性の経時変化と称する。また、ＶＴ特性が変化した場合にガンマ変換データをその変化を相殺するように補正することで、ガンマ特性の変化を補正できる。本実施例では、このガンマ変換データの補正をガンマ特性の補正と称する。

本発明の発明者は、画像表示装置に用いられる複数の表示素子（特に液晶表示素子）のガンマ特性が、該装置が画像表示動作を行った累積時間である累積表示時間（以下、使用時間という）の増加とともに変化する際に、以下の変化特性を示すことを見いだした。基本的には、使用時間の増加に伴って表示素子ごとのガンマ特性の変化量が増加し、かつ表示素子間でのガンマ特性の変化量の差も増加する。つまり、複数の表示素子は、使用時間の増加に伴うガンマ特性の経時変化が互いに異なる。ただし、使用時間が少ない初期段階では、複数の表示素子のガンマ特性の変化量はほぼ同じである。

本実施例は、このようなガンマ特性の経時変化特性に注目したガンマ特性の補正を行う。具体的には、光センサからの出力を用いて、各表示素子において使用示時間の増加に伴い経時変化したガンマ特性の測定を行う。そして、該測定の結果から表示素子ごとに得られたガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、複数の表示素子のそれぞれのガンマ特性を補正する処理（第１の補正処理）を行う。ただし、この第１の補正処理は、使用時間が所定時間に達した後に行う。

一方、使用時間が上記所定時間に達する前は、以下のような第２の補正処理を行う。特定の表示素子（第１の表示素子）については、上記測定の結果から得られた該特定の表示素子における経時変化量（第１の経時変化量）に対応する補正量（第１の補正量）を用いてガンマ特性を補正する。また、他の表示素子（第２の表示素子）については第１の経時変化量を用いて得られた補正量（第２の補正量）を用いてガンマ特性を補正する。

このような補正処理の切り替えにより、複数の表示素子のガンマ特性が上記のような経時変化特性を有する場合でも、使用時間にかかわらず、各表示素子のガンマ特性の経時変化による表示画像の画質の劣化（色味の変動等）を良好に補正することができる。より詳細には、光センサを用いたガンマ特性の測定誤差に起因するガンマ特性の補正誤差の色ごとの違いによって、表示されるカラー画像の色相が補正誤差に応じてシフトすることを防止することができる。

なお、使用時間（累積表示時間）の始点は、例えば、画像表示装置が生産工場から各表示素子のガンマ特性が所定の特性を有するように調整されて出荷された後（工場出荷時より後で）、はじめてユーザにより画像表示装置の電源が投入された時点とすればよい。

図１には、本発明の実施例１である画像表示装置としての液晶プロジェクタの使用例を示す。液晶プロジェクタ２０１は、光源からの光を、画像供給装置であるビデオプレーヤ２０２からケーブル（または無線通信）２０３を介して入力された画像信号（映像信号）に応じて表示素子としての液晶表示素子により変調することで画像を形成する。そして、この画像を被投射面であるスクリーン２０４に投射して投射画像２０５を表示する。

図２には、液晶プロジェクタ２０１の光学系の構成を示す。光源３０１から発せられた光は、照明光学系３０２によって偏光方向が揃った偏光光に変換され、かつその強度分布が均一化される。

照明光学系３０２から射出した光は、ダイクロイックミラー３０３により、緑色域の光であるＧ光と、赤色域および青色域の色光であるＲ光およびＢ光とに分離される。ダイクロイックミラー３０３を透過したＧ光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３０４にて反射され、Ｇ用液晶表示素子（以下、Ｇ液晶パネルという）３０７Ｇに入射する。Ｇ液晶パネル３０７Ｇにて変調されたＧ光は、ＰＢＳ３０４を透過した後、ＰＢＳ３０６で反射され、投射光学系３０８に向かう。

また、ダイクロイックミラー３０３にて反射されたＲ光およびＢ光のうちＢ光は、不図示の波長選択性偏光板によってその偏光方向が９０度回転され、ＰＢＳ３０５を透過してＢ用液晶表示素子（以下、Ｂ液晶パネルという）３０７Ｂに入射する。Ｂ液晶パネル３０７Ｂにて変調されたＢ光は、ＰＢＳ３０５で反射され、ＰＢＳ３０６も透過し、投射光学系３０８に向かう。一方、ダイクロイックミラー３０３にて反射されたＲ光は、ＰＢＳ３０５で反射されてＲ用液晶表示素子（以下、Ｒ液晶パネルという）３０７Ｒに入射する。Ｒ液晶パネル３０７Ｒにて変調されたＲ光は、ＰＢＳ３０５を透過し、ＰＢＳ３０６も透過して投射光学系３０８に向かう。

ＰＢＳ３０６にて合成され、投射画像２０５を形成するＧ光、Ｂ光およびＲ光は、投射光学系３０８によって、図２に示したスクリーン２０４に投射される。

ＰＢＳ３０６のうち投射光学系３０８に向かうＧ光、Ｒ光およびＢ光（以下、これらを表示光ともいう）のいずれもが透過しない面に、光センサ３０９が配置されている。光センサ３０９は、ＰＢＳ３０６が、ＲＧＢの表示光に対して一定割合の漏れ光を生じさせる特性を利用し、この漏れ光（つまりは、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂから射出した色光の一部）を受光してその光量を測定する。漏れ光の光量（輝度）を測定することで、投射画像２０５の輝度（表示輝度）を間接的に測定することができる。以下の説明では、光センサ３０９を用いて測定される漏れ光の輝度も、表示輝度（または測定輝度）という。

図３には、液晶プロジェクタ２０１の上記光学系の構成と電気回路の構成を示している。なお、この図では、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂをまとめて液晶パネル３０７として示している。

液晶プロジェクタ２０１に入力された映像信号は、映像処理部４０１にてブライトネス補正、コントラスト補正、色変換処理等の各種映像処理を受けることで、各液晶パネル３０７の駆動に適した映像信号（画像信号）に変換される。

変換された映像信号は、ガンマ変換部４０２に入力される。液晶パネル３０７は、映像信号の階調（入力階調）に比例した液晶駆動電圧が印加されると、図４（ａ）に示すように非線形の輝度特性（ＶＴ特性）に従った光量（輝度）を有する表示光を射出する。ガンマ変換部４０２は、入力階調と表示輝度（出力階調）との関係を示すガンマ特性が適切なガンマ値（例えば、ｓＲＧＢ規格ではγ＝２．２）を有する特性（図７（ａ）中の１０１）となるようにガンマ変換テーブルを用いて階調変換処理を行う。具体的には、図４（ｂ）に示すような非線形のガンマ変換データ（ガンマ変換テーブル）を用いて、ガンマ変換前の映像信号の入力階調を、液晶パネルに印加する液晶駆動電圧に対応するガンマ変換後の階調（駆動階調）に変換する。ガンマ変換テーブルは、Ｒ、ＧおよびＢの液晶パネル３０７ごとに設けられている。本実施例では、先に説明したように、このガンマ変換テーブルを補正することによって各液晶パネル３０７のガンマ特性の補正を行う。

ガンマ変換テーブルは、ガンマメモリとしてのＲＯＭ４０６に、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）４０７として記憶されている。ガンマ変換部４０２にてガンマ変換された映像信号は、液晶駆動部４０３へと入力される。液晶駆動部４０３は、ガンマ変換された映像信号の階調（駆動階調）に応じた液晶駆動電圧を生成し、これを液晶パネル３０７に印加して該液晶パネル３０７を駆動する。

光センサ３０９は、前述した漏れ光を光電変換し、該漏れ光の光量に応じた値を有する電気信号を出力する。光センサ３０９から出力されたアナログ信号としての電気信号は、ＡＤコンバータ４０４によりデジタル信号に変換されてＣＰＵ４０５に入力される。

前述したＲＯＭ４０６は、不揮発性メモリにより構成されており、上述したガンマ変換テーブル（ＬＵＴ）４０７と、光センサ３０９による初期測定輝度データ（これについては後述する）を保存するための領域（測定値メモリ）４０８とを含む。ＣＰＵ４０５は、コンピュータとして液晶プロジェクタ２０１の各動作を制御するとともに、測定手段として上記光センサ３０９からの出力を用いた輝度測定を行う。また、ＣＰＵ４０５は、ガンマ補正手段としてガンマ変換テーブルの補正処理を行う。さらに、ＣＰＵ４０５は、内蔵した時間カウンタ機能により、液晶プロジェクタ２０１の出荷時からの使用時間のカウントも行う。

次に、各液晶パネルにおいて液晶プロジェクタ２０１の使用時間の増加に伴って経時変化したガンマ特性を補正するためのガンマ変換テーブルの補正処理について説明する。本実施例では、経時変化したガンマ特性を光センサ３０９を用いて実際に測定し、該測定ガンマ特性の工場出荷時のガンマ特性（以下、初期ガンマ特性という）または前回補正したガンマ特性からの変化分を補う補正ガンマ変換テーブルを算出する。そして、この補正ガンマ変換テーブルを、補正前のガンマ変換テーブルに代えてガンマ変換部４０２に設定する。

ここでは、液晶パネル３０７（つまりは液晶プロジェクタ２０１）で実際に得られるガンマ特性が、使用時間の増加に伴う経時変化によって、初期ガンマ特性よりも明るいガンマ特性に変化する場合について説明する。ただし、経時変化によって、ガンマ特性が初期ガンマ特性よりも暗くなる特性に変化する場合でも、以下に説明するガンマ変換テーブル補正処理を同様に適用することができる。

図５のフローチャートは、液晶プロジェクタ２０１の使用開始後に行われる上記ガンマ変換テーブル補正処理を可能とするために該液晶プロジェクタ２０１の生産工程にて行われる前処理の手順を示している。この前処理およびガンマ変換テーブル補正処理を含む処理全体は、ＣＰＵ４０５が、コンピュータプログラムとしての画像表示プログラムに従って実行する。このことは、後述する実施例２でも同じである。

図５のＳＴＥＰ６０１では、ＣＰＵ４０５は、ガンマ調整を行う。すなわち、各液晶パネル３０７のガンマ値γが標準値である２．２（ただし、他の値でもよい）となるように、工場出荷時のガンマ変換テーブル４０２のデータである初期ガンマ変換テーブルを決定する。ＳＴＥＰ６０２にて、決定した初期ガンマ変換テーブルを、ＬＵＴ４０７に書き込む。

次にＳＴＥＰ６０３では、ＣＰＵ４０５は、初期ガンマ特性の測定（初期測定）を行う。図６のフローチャートは、この初期測定の手順を示している。

図６のＳＴＥＰ７０１では、ＣＰＵ４０５は、ガンマ特性を測定する液晶パネルをＲ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂの中から決定する。そして、ＳＴＥＰ７０２〜ＳＴＥＰ７０４にて、ＣＰＵ４０５は、ガンマ特性を測定する液晶パネルに対して入力階調としての所定階調の画像を入力し、そのときの光センサ３０９の出力を用いて上述した漏れ光の輝度を計測する（ＳＴＥＰ７０３）。本実施例では、ＳＴＥＰ７０２〜ＳＴＥＰ７０４を繰り返すことで、７段階（ｉ＝１〜７）の入力階調での光センサ３０９による輝度の測定を行い、これら入力階調に対する測定輝度の特性、つまりはガンマ特性を取得する。図７（ａ）には、こうして測定された初期ガンマ特性の例を示す。γ＝２．２のガンマ特性（初期ガンマ特性）１０１に沿った初期輝度８０１が測定されている。

ＳＴＥＰ７０５では、ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ７０２〜ＳＴＥＰ７０４の処理をＲ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのすべてに対して行ったか否かを判定する。まだ該処理を行っていない液晶パネルが残存する場合は、ＳＴＥＰ７０１に戻って、まだ該処理を行っていない液晶パネルに対してＳＴＥＰ７０２〜ＳＴＥＰ７０４の処理を行う。ＳＴＥＰ７０２〜ＳＴＥＰ７０４の処理をＲ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのすべてに対して行った場合は、図５のＳＴＥＰ６０４に進む。

ＳＴＥＰ６０４では、ＣＰＵ４０５は、計測した初期ガンマ特性を、測定値メモリ４０８に保存する。こうして初期測定を終了する。

次に、図８のフローチャートを用いて、ガンマ変換テーブル補正処理の手順を説明する。ユーザの指示等により、上記画像表示プログラムのうちガンマ変換テーブル補正処理を実行するためのプログラム部分を起動させると、ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ９０１から処理を開始する。ＳＴＥＰ９０１では、ＣＰＵ４０５は、時間カウンタ機能により取得された使用時間が、所定時間である５０００時間未満（５０００時間に達する前）か５０００時間以上（５０００時間に達した後）かを判定する。使用時間が５０００時間以上であれば、ＣＰＵ４０５はＳＴＥＰ９０３に進んで後述する第１の補正処理を行う。一方、使用時間が５０００時間未満であれば、ＣＰＵ４０５はＳＴＥＰ９０２に進んで後述する第２の補正処理を行う。

本実施例にて説明するＲ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂは、予め実験にて各液晶パネルのガンマ特性の経時変化の傾向が把握できている。具体的には、使用時間が５０００時間に達する前は、該３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性は同じ方向（より明るくなる方向）にほぼ同等の変化量だけ経時変化する。しかし、使用時間が５０００時間に達した後は、該３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性が変化する方向は同じであるが、その変化量の差が大きくなる。そこで、本実施例では、５０００時間を使用時間の閾値として、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性の補正処理の方法（アルゴリズム）を切り替える。なお、５０００時間は例に過ぎず、使用時間は、表示素子の経時変化の特性に応じて任意に決定すればよい。

次に、図９のフローチャートを用いて、ＳＴＥＰ９０２にて行われる第２の補正処理についてまず説明する。図９のＳＴＥＰ１００１では、ＣＰＵ４０５は、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのそれぞれの経時変化後のガンマ特性の測定を行う。ここでは、図６に示した初期測定と同様の手順で、光センサ３０９の出力を用いて７階調の入力階調に対する輝度の測定を行う。

次に、ＳＴＥＰ１００２では、ＣＰＵ４０５は、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのうちいずれの液晶パネル用のガンマ変換テーブルの補正量を計算するかを決定する。

次に、ＳＴＥＰ１００３では、ＣＰＵ４０５は、測定値メモリ４０８に保存されたＧ液晶パネル３０７Ｇの初期ガンマ特性（または前回補正後のガンマ特性）と今回測定されたＧ液晶パネル３０７Ｇのガンマ特性との差を算出する。すなわち、ガンマ特性の経時変化量としての輝度変化量（第１の経時変化量）を算出する。本実施例では、ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ１００３とＳＴＥＰ１００４の繰り返しにより、７段階（ｉ＝１〜７）の入力階調での輝度変化量を算出する。そして、ＣＰＵ４０５は、算出したＧ液晶パネル３０７Ｇでの輝度変化量に対応する補正量として、ＬＵＴ４０７に書き込まれているＧ液晶パネル３０７Ｇ用のガンマ変換テーブルを補正するための補正量（第１の補正量）を算出する。なお、Ｇ液晶パネル３０７Ｇが第１の表示素子に相当し、他の２つ（少なくとも１つでよい）のＲ用およびＢ用液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂが第２の表示素子に相当する。

さらに、ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ１００２〜ＳＴＥＰ１００５の繰り返しにより、ＬＵＴ４０７に書き込まれているＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂ用のガンマ変換テーブルを補正するための補正量（第２の補正量）も算出する。本実施例では、第２の補正量を、液晶パネル３０７Ｇでの輝度変化量である第１の経時変化量を用いて算出（取得）する。より具体的には、本実施例では、第２の補正量として、第１の補正量をそのまま用いる。

例えば、図７（ａ）中の入力階調である８０階調での測定輝度を例として説明する。初期ガンマ特性１０１上の８０階調での初期輝度８０１に対して、経時変化後の輝度８０２が測定された場合、経時変化によって輝度変化量８０３だけ輝度が増加したことを示す。一方、図７（ｂ）にはガンマ変換テーブルを示す。８０階調での輝度変化量（輝度増加量）８０３を相殺するための初期ガンマ変換テーブル８０４に対する補正量としては、８０階調での変換値８０７を補正ガンマ変換テーブル８０５上の変換値８０８に減少させる値を設定すればよい。このようにして、Ｇ液晶パネル３０７Ｇ用のガンマ変換テーブルに対する各入力階調での補正量を、各入力階調での輝度変化量に対応する値として得ることができる。

さらに、ＣＰＵ４０５は、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの各入力階調での輝度変化量を、ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂ用のガンマ変換テーブルに対する各入力階調での補正量を算出するためにも使用する。したがって、Ｇ液晶パネル３０７Ｇについては、その経時変化後のガンマ特性は初期ガンマ特性またはこれに近いガンマ特性に補正される。一方、ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂについては、Ｇ液晶パネル３０７Ｇでの輝度変化量を補正する量だけ、ガンマ特性が補正される。

なお、本実施例では、図６に示した手順で、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂに対して光センサ３０９を用いて７つの入力階調に対する表示輝度を測定した後、どの液晶パネルにおける輝度変化量を算出するかを決定した。しかし、まずどの液晶パネルにおける輝度変化量を算出するかを決めた後、その液晶パネルに対してのみ上記測定を行ってもよい。

次に、図１０のフローチャートを用いて、ＳＴＥＰ９０３にて行われる第１の補正処理について説明する。図１０のＳＴＥＰ１１０１では、ＣＰＵ４０５は、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのそれぞれの経時変化後のガンマ特性の測定を行う。ここでは、図６に示した初期測定と同様の手順で、光センサ３０９の出力を用いて７階調の入力階調に対する輝度の測定を行う。

そして、ＳＴＥＰ１１０２では、ＣＰＵ４０５は、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのうちいずれの液晶パネルのガンマ特性（ガンマ変換テーブル）の補正量を計算するかを決定する。以下、補正量を計算すると決定された液晶パネルを、補正量計算パネルという。

続いて、ＳＴＥＰ１１０３では、ＣＰＵ４０５は、測定値メモリ４０８に保存された補正量計算パネルの初期ガンマ特性（または前回補正後のガンマ特性）と今回測定された同液晶パネルのガンマ特性との差を算出する。すなわち、ガンマ特性の経時変化量としての輝度変化量を算出する。

そして、ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ１１０３とＳＴＥＰ１１０４の繰り返しにより、７段階（ｉ＝１〜７）の入力階調での輝度変化量を算出する。さらに、ＣＰＵ４０５は、補正量計算パネルでの輝度変化量に対応する補正量（個別補正量）を算出する。

ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ１１０２〜ＳＴＥＰ１１０５の繰り返しにより、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂ用のガンマ変換テーブルのそれぞれに対する個別補正量を算出する。個別補正量を用いてＲ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂ用のガンマ変換テーブルをそれぞれ補正することで、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性は、初期ガンマ特性またはこれに近いガンマ特性に補正される。

以上説明したように、本実施例では、使用時間が少ない間（５０００時間に達する前）は、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性の経時変化量が同程度であるとして扱う。そして、Ｇ液晶パネル３０７Ｇでの経時変化量に対応する補正量を用いて、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性を補正する。このような補正処理によれば、ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂのガンマ特性に関しても、概ね経時変化を補正できる。しかも、光センサ３０９による測定輝度に誤差が含まれている場合でも、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂに対して均等に補正量が適用されるため、上記測定輝度の誤差に起因する補正誤差の画質に対する影響として視認し易い色味の変化を抑制できる。

一方、使用時間が多くなる（５０００時間に達する）と、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性の経時変化量の差異が大きくなるため、各液晶パネルのガンマ特性の補正量を個別に設定する。この場合、上記測定輝度の誤差に起因する色味の変化が発生してしまうものの、補正前よりは工場出荷時に近い色味の画質が期待できる。

次に、本発明の実施例２である液晶プロジェクタについて説明する。本実施例における液晶プロジェクタの構成や初期測定の手順は実施例１と同じである。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

本実施例においても、実施例１中に説明した図８のフローチャートに示すように、５０００時間の使用時間を閾値として、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性の補正処理の方法（アルゴリズム）を切り替える。

図１１のフローチャートを用いて、使用時間が５０００時間未満である場合に行われる第２の補正処理について説明する。

ＳＴＥＰ１２０１では、ＣＰＵ４０５は、実施例１と同様にＲ，ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂにおける経時変化後のガンマ特性の測定を行う。その後、ＳＴＥＰ１２０２〜１２０４でそれぞれ、Ｇ，ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｇ，３０７Ｒ，３０７Ｂに対するガンマ変換テーブルの補正量を算出する。実施例１では、第２の補正処理においてＧ，ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｇ，３０７Ｒ，３０７Ｂに対する補正量を全てＧ液晶パネル３０７Ｇでのガンマ特性の経時変化量に対応する値としたが、本実施例では、液晶パネルごとに補正量の計算式が異なる。具体的には、

である。ただし、ΔＲ，ΔＧおよびΔＢはそれぞれ、Ｒ、ＧおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂにおけるガンマ特性の経時変化量に対応するガンマ変換テーブルの補正量である。また、Ｔは使用時間であり、Ｔ_０は第１および第２の補正処理の切り替え閾値としての使用時間（５０００時間）である。

図１２のフローチャートは、ＳＴＥＰ１２０２〜１２０４にて行われる各液晶パネルに対する補正量の算出手順を示している。ＣＰＵ４０５は、ＳＴＥＰ１３０１とＳＴＥＰ１３０２の繰り返しにより、各液晶パネルに対する７段階（ｉ＝１〜７）の入力階調での補正量を、上記式（１）〜（３）を用いて算出する。

Ｇ液晶パネル３０７Ｇに対しては、実施例１と同様に、式（２）で示すように、Ｇ液晶パネル３０７Ｇにおけるガンマ特性の経時変化量（第１の経時変化量）に対応する、言い換えれば、該経時変化量を相殺できる補正量（第１の補正量）が設定される。

Ｒ液晶パネル３０７Ｒに対する補正量（第２の補正量）は、式（１）で示すように、Ｒ液晶パネル３０７Ｒにおけるガンマ特性の経時変化量（第２の経時変化量）と、Ｇ液晶パネル３０７Ｇにおけるガンマ特性の経時変化量と、使用時間とを用いて算出（決定）される。具体的には、Ｒ液晶パネル３０７Ｒに対する補正量は、使用時間Ｔが増加するにつれてＧ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量を用いる割合が減少し、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量を用いる割合が増加するように算出される。

例えば、使用開始時であるＴ＝０時間では、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量が１００％用いられ、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量は用いられない（０％）。Ｔ＝２０００時間では、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量が６０％用いられ、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量が４０％用いられる。さらに、Ｔ＝３０００時間では、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量が４０％用いられ、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量が６０％用いられる。そして、Ｔ＝４０００時間では、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量が２０％用いられ、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量が８０％用いられる。こうして使用時間ＴがＴ_０＝５０００時間に達すると、Ｒ液晶パネル３０７Ｒの経時変化量が１００％用いられ、Ｇ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量は用いられなくなる。

Ｂ液晶パネル３０７Ｂに対する補正量（第２の補正量）も、式（３）で示すように、使用時間Ｔが増加するにつれてＧ液晶パネル３０７Ｇの経時変化量を用いる割合が減少し、Ｂ液晶パネル３０７Ｂの経時変化量を用いる割合が増加するように算出される。

使用時間が５０００時間に達した後に行われる第１の補正処理は、実施例１にて図１０を用いて説明したものと同じである。

本実施例によれば、使用時間が少ない間（５０００時間に達する前）は、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂのガンマ特性の経時変化量を同程度のものとして扱う。ただし、使用時間が５０００時間に近づくほど、これら経時変化量の差が広がる傾向にあることも考慮して、３つの液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｇ，３０７Ｂに対する補正量の算出式を異ならせている。このような補正処理によれば、ＲおよびＢ液晶パネル３０７Ｒ，３０７Ｂのガンマ特性に関しても、良好に経時変化を補正できる。しかも、光センサ３０９による測定輝度に誤差が含まれている場合でも、該測定輝度の誤差に起因する補正誤差の画質に対する影響として視認し易い色味の変化を抑制できる。

なお、上記各実施例では、表示素子として液晶表示素子を用い、表示画像を被投射面に投射する液晶プロジェクタについて説明した。しかし、本発明の他の実施例は、液晶表示素子以外の表示素子を用いる画像表示装置や、モニタのような表示素子を直視するタイプの画像表示装置も含む。

また、上記各実施例で説明したガンマ変換テーブル補正処理は、液晶パネルのガンマ特性の補正処理の一例にすぎず、経時変化したガンマ特性を補正できれば、どのような補正処理を行ってもよい。例えば、経時変化後の測定ガンマ特性と初期ガンマ特性との差から、ガンマ特性の経時変化分に対応する入力階調ごとの補正量を示す補正量テーブルを算出する。そして、この補正量テーブル上の補正量を初期ガンマ特性に対応するガンマ変換テーブル上のガンマ変換後の階調値に対して加算または減算して駆動階調（液晶駆動電圧）を生成するようにしてもよい。この場合、補正ガンマ変換テーブルを算出しなくてもよい。また、ガンマ変換テーブル自体を用いず、入力階調ごとのガンマ変換後の階調値を演算式により演算してもよく、この場合はガンマ特性の経時変化分に応じて演算式を変更することで、経時変化したガンマ特性を補正してもよい。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

良好な画質の画像を表示できる液晶プロジェクタ等の画像表示装置を提供できる。

２０１液晶プロジェクタ
２０５投射画像
３０７Ｒ，Ｇ，Ｂ液晶表示素子
３０９光センサ
４０５ＣＰＵ

Claims

互いに異なる色域の光である複数の色光を合成して画像を表示する画像表示装置であって、
前記複数の色光がそれぞれ入射し、それぞれのガンマ特性に応じて入力階調に対して表示輝度を変化させる複数の表示素子と、
前記複数の表示素子から射出された前記複数の色光を受光する光センサと、
該光センサからの出力を用いて、前記各表示素子において該装置の累積表示時間の増加に伴い経時変化した前記ガンマ特性の測定を行う測定手段と、
前記測定の結果から前記表示素子ごとに得られた前記ガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、前記複数の表示素子のそれぞれの前記ガンマ特性を補正する第１の補正処理を行うガンマ補正手段とを有し、
前記ガンマ補正手段は、前記累積表示時間をカウントする時間カウンタを有しており、
該ガンマ補正手段は、
前記第１の補正処理を、前記累積表示時間が所定時間に達した後に行い、
前記累積表示時間が前記所定時間に達する前は、前記複数の表示素子のうち第１の表示素子については前記測定の結果から得られた該第１の表示素子における前記経時変化量である第１の経時変化量に対応する第１の補正量を用いて前記ガンマ特性を補正し、前記第１の表示素子とは異なる少なくとも１つの第２の表示素子については前記第１の経時変化量を用いて得られた第２の補正量を用いて前記ガンマ特性を補正する第２の補正処理を行うことを特徴とする画像表示装置。
前記ガンマ補正手段は、前記第１の補正量をそのまま前記第２の補正量として用いることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記ガンマ補正手段は、前記第２の補正量を、前記第１の経時変化量と、前記測定の結果から得られた前記第２の表示素子における前記ガンマ特性の経時変化量である第２の経時変化量と、前記累積表示時間とを用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記ガンマ補正手段は、前記第２の補正量の算出において、前記累積表示時間が増加するにつれて前記第１の経時変化量を用いる割合を減少させ、前記第２の経時変化量を用いる割合を増加させることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記第１および第２の補正処理は、前記ガンマ特性が所定のガンマ値を有する特性となるように前記入力階調を変換するためのガンマ変換データを前記各補正量を用いて補正する処理であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
前記複数の色光は、赤色域、青色域および緑色域の光であり、
前記第１の表示素子は、前記緑色域の光を変調することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
前記表示素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
互いに異なる色域の光である複数の色光を合成して画像を表示する画像表示装置であって、
前記複数の色光がそれぞれ入射し、それぞれのガンマ特性に応じて入力階調に対して表示輝度を変化させる複数の表示素子と、
前記複数の表示素子から射出された前記複数の色光を受光する光センサと、
該光センサからの出力を用いて、前記各表示素子において該装置の累積表示時間の増加に伴い経時変化した前記ガンマ特性の測定を行う測定手段と、
前記測定の結果から前記表示素子ごとに得られた前記ガンマ特性の経時変化量のそれぞれに対応する個別補正量を用いて、前記複数の表示素子のそれぞれに対する前記ガンマ特性を補正する第１の補正処理を行うコンピュータとを有する画像表示装置の前記コンピュータに、
前記累積表示時間をカウントさせ、
前記第１の補正処理を、前記累積表示時間が所定時間に達した後に行わせ、
前記累積表示時間が前記所定時間に達する前は、前記複数の表示素子のうち第１の表示素子については前記測定の結果から得られた該第１の表示素子における前記経時変化量である第１の経時変化量に対応する第１の補正量を用いて前記ガンマ特性を補正し、前記第１の表示素子とは異なる少なくとも１つの第２の表示素子については前記第１の経時変化量を用いて取得した第２の補正量を用いて前記ガンマ特性を補正する第２の補正処理を行わせるコンピュータプログラムであることを特徴とする画像表示プログラム。