画像表示装置
【課題】ガンマ変換データの温度補正を行う場合に、表示画像の色の変化を目立たなくする。
【解決手段】画像表示装置１は、表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段７０Ａと、温度を検出する温度検出手段８０と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段７０Ｂとを有する。補正処理手段は、ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を該分割された階調領域ごとに順次行う。
【解決手段】画像表示装置１は、表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段７０Ａと、温度を検出する温度検出手段８０と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段７０Ｂとを有する。補正処理手段は、ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を該分割された階調領域ごとに順次行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタやモニタ等のカラー画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような画像表示装置には、液晶素子等の表示素子が用いられる。表示素子が光源からの強い照明光を受けたり、表示画像の明るさや画質が変化したり（例えば、表示モードが切り替えらたり）、装置の使用環境温度が変化したりすることで、表示素子の温度が変動する。
【０００３】
液晶素子においては温度によって電気光学特性が変化することが知られている。これは、液晶分子の屈折率異方性に温度依存性があることや、温度変化に伴うセルギャップの変化によって液晶層に印加される実効電界が変化することや、液晶分子の配向状態が温度によって変化すること等、様々な要因により発生する。
【０００４】
液晶素子の電気光学特性が変化すると、表示している画像の明るさや色が変化し、画質が劣化する。このため、液晶素子の温度を検出し、液晶素子の温度が変化することによって発生したリタデーションの変化を、液晶素子に印加する信号電圧の振幅を変化させることで補償する方法が特許文献１，２にて開示されている。このような液晶素子の電気光学特性の温度補償は、入力映像信号に対する液晶素子の駆動電圧を決めるガンマ変換データを、カラー画像の構成色ごとに、温度に応じて補正することで行われることが多い。
【特許文献１】特許第２５８９５６７号公報
【特許文献２】特許第２９２４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際にカラー画像の全構成色に対するガンマ変換データを補正するための演算処理や通信処理を一度に短時間で行うことはきわめて困難である。例えば、ＲＧＢの３原色の画像を合成してカラー画像を表示する画像表示装置においては、１０ｂｉｔのガンマ変換テーブルを有する場合には、１０２４×３＝３０７２個ものデータを一度に書き換える必要がある。
【０００６】
また、ガンマ変換データを構成色ごとに書き換えていくことも可能である。ただし、この方法では、ある構成色のガンマ変換データは書き換えられたが、別の構成色のガンマ変換データはまだ書き換えられていないという状態が発生する。この状態では、表示画像の色バランスが崩れて、画質の劣化（特に、表示画像における無彩色領域での色づき）が目立つ。これは、色の変化に対して人間の目は非常に敏感であることに起因する。
【０００７】
本発明は、ガンマ変換データの温度補正を行う場合に、表示画像の色の変化を目立たなくすることができるようにした画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての画像表示装置は、表示素子と、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有する。そして、補正処理手段は、ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を該分割された階調領域ごとに順次行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての画像表示装置は、表示素子と、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有する。そして、補正処理手段は、構成色ごとの補正処理を、該補正処理の前後での各構成色の変化量が所定値以下となる範囲ごとに段階的に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガンマ変換データの補正を行っている途中での表示画像の明るさや色の変化が目立ちにくくなり、表示素子の温度が変化しても高画質の画像を表示し続けることが可能な画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図２には、本発明の実施例１である液晶表示装置（画像表示装置）１の構成を示す。本実施例の液晶表示装置１は、反射型液晶表示素子を搭載した液晶プロジェクタであり、カラー画像をスクリーン２００に投射して表示する。
【００１３】
なお、本実施例では、プロジェクタについて説明するが、本発明は、液晶テレビ等の他の画像表示装置にも適用することができる。
【００１４】
液晶表示装置１は、筐体１ａと、ランプ１０と、照明光学系２０と、色分解合成光学系３０と、投射レンズ４０と、反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、メモリ部６０と、コントロール部７０とを有する。筐体１ａは、液晶表示装置１を構成するこれらの構成要素を収納する。
【００１５】
ランプ１０は、発光管１１と、リフレクタ１２とを有する。発光管１１は、図示しない電源供給部からの電力を受けて放電し、連続スペクトルの白色光を発する。
【００１６】
リフレクタ１２は、発光管１１からの光を所定の方向に集光する。リフレクタ１２は、反射率の高いミラー等によって構成されており、放物面形状や球面形状を有する。なお、ＡＸＬは、ランプ１０から投射レンズ４０までの光学全系の光軸である。
【００１７】
照明光学系２０は、ランプ１０からの光を色分解合成光学系３０に転送する。照明光学系２０は、シリンダアレイ２１及び２２と、紫外線吸収フィルタ２３と、偏光変換素子２４と、フロントコンプレッサ２５と、全反射ミラー２６と、コンデンサーレンズ２７と、リアコンプレッサ２８とを有する。
【００１８】
シリンダアレイ２１は、光軸ＡＸＬおよび図の紙面に直交する垂直方向においてのみ屈折力を有する複数のレンズセルにより構成されたレンズアレイであり、ランプ１０からの光を複数の光束に分割する。シリンダアレイ２２は、シリンダアレイ２１の個々のレンズセルに対応した複数のレンズセルを複数有するレンズアレイであり、上記複数の光束のそれぞれに偏光変換素子２４の近傍にて２次光源像を形成させる。
【００１９】
紫外線吸収フィルタ２３は、ランプ１０からの光のうち紫外線成分を吸収する。紫外線吸収フィルタ２３は、シリンダアレイ２１とシリンダアレイ２２との間に配置されている。
【００２０】
偏光変換素子２４は、ランプ１０からの無偏光光を所定の偏光方向を有する直線偏光に変換する。
【００２１】
フロントコンプレッサ２５は、光軸ＡＸＬに直交して図の紙面に平行な水平方向においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。
【００２２】
全反射ミラー２６は、ランプ１０（フロントコンプレッサ２５）からの光を反射して、光学系の光軸ＡＸＬを９０度曲げる。
【００２３】
コンデンサーレンズ２７は、シリンダアレイ２１，２２により分割された複数の光束を集光する。リアコンプレッサ２８は、水平方向においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。フロントコンプレッサ２５、コンデンサーレンズ２７およびリアコンプレッサ２８の光学的作用により、上記複数の光束は互いに重なり合い、矩形の均一な照明エリアを形成する。この照明エリアに後述する反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの表示面が配置される。
【００２４】
色分解合成光学系３０は、ランプ１０からの白色光を青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）に色分解して３つの液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに導き、該３つの液晶表示素子からの青光、赤光および緑光を合成する。色分解合成光学系３０は、ダイクロイックミラー３１と、偏光板３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂと、色選択性位相差板３６ａ，３６ｂとを有する。
【００２５】
ダイクロイックミラー３１は、青光と赤光を反射して緑光を透過する。
【００２６】
偏光板３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、透明基板に偏光素子を貼り合わせて製作され、Ｓ偏光のみを透過する。偏光板３２ａは、緑光の光路において偏光ビームスプリッタ３３ａの前に配置された入射側偏光板であり、偏光板３２ｂは、赤青光の光路において偏光ビームスプリッタ３３ｂの前に配置された入射側偏光板である。また、偏光板３２ｃは、赤青光の光路において、偏光ビームスプリッタ３３ｂと３３ｃの間に配置された出射側偏光板である。
【００２７】
色選択性位相差板３６ａは、偏光板３２ｂから射出した青光の偏光方向を９０度変換し、赤光の偏光方向は変換しない。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、Ｐ偏光を透過してＳ偏光を反射する偏光分離面を有する。偏光ビームスプリッタ３３ａは、偏光板３２ａから射出した緑のＳ偏光を反射する。また、偏光ビームスプリッタ３３ｂは、色選択性位相差板３６ａから射出した青のＰ偏光を透過し、赤のＳ偏光を反射する。
【００２９】
１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂはそれぞれ、偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂから射出した直線偏光の乱れを修正して液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに導く。
【００３０】
本実施例の液晶表示装置１には、図１に示すように、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置３００から供給される画像情報（画像信号）が入力される。液晶表示装置１と画像供給装置により画像表示システムが構成される。
【００３１】
コントロール部７０は、入力された画像情報に応じて反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを駆動する。これにより、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに入射した光が画像変調されるとともに反射する。
【００３２】
液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂで反射した赤光、緑光および青光は、再び１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを介して偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂに入射する。
【００３３】
偏光ビームスプリッタ３３ａを透過した緑のＰ偏光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射し、該偏光ビームスプリッタ３３ｃを透過して投射レンズ４０に向かう。偏光ビームスプリッタ３３ｂを透過した赤のＰ偏光と偏光ビームスプリッタ３３ｂで反射した青のＳ偏光は、色選択性位相差板３６ｂに入射する。
【００３４】
色選択性位相差板３６ｂは、赤光の偏光方向を９０度変換し、青光の偏光方向は変換しない。これにより、赤光と青光のＳ偏光が偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射し、該偏光ビームスプリッタ３３ｃで反射されて投射レンズ４０に向かう。
【００３５】
投射レンズ４０は、偏光ビームスプリッタ３３ｃで色合成された光（カラー画像）をスクリーン２００に向けて投射する。投射レンズ４０は、鏡筒４０ａ内に収納された不図示の複数のレンズで構成されている。
【００３６】
ここで、反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにおいては、入射する光の波長によって、該入射光を画像変調するために印加される信号電圧が異なる。
【００３７】
本実施例において、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂへの入射光に与えるリタデーションは、各液晶表示素子のセルギャップｄと液晶分子の平均複屈折率Δｎと入射光の波長λとを用いて、
Δｎｄ／λ
で表すことができる。
【００３８】
また、液晶分子の平均複屈折率Δｎは、例えば、垂直配向したＶＡＮ型液晶表示素子においては印加する電圧を大きくするにしたがって大きくなる。
【００３９】
本実施例において、緑色光は、入射側偏光板３２ａから射出した後、偏光ビームスプリッタ３３ａに対してＳ偏光として入射し、偏光分離面で反射されて緑色用の反射型液晶表示素子５０Ｇへと至る。緑色用の反射型液晶表示素子５０Ｇには、緑色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された緑色の反射光はほとんど全てがＰ偏光に変調され、偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面を透過して偏光ビームスプリッタ３３ｃに向かい、投射レンズ４０によってスクリーン２００に拡大投射される。これにより、最も明るい緑色画像が表示される。
【００４０】
また、ダイクロイックミラー３１を反射した赤色光と青色光は、偏光板３２ｂに入射する。赤色光と青色光は、ダイクロイックミラー３１によって分解された後もＳ偏光となっている。そして、赤色光と青色光は、偏光板３２ｂから射出した後、色選択性位相差板３６ａに入射する。色選択性位相差板３６ａは、青色光の偏光方向を９０度回転する作用を有する。このため、青色光はＰ偏光として、赤色の光はＳ偏光として、それぞれ偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射する。
【００４１】
Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した赤色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射されて赤色用の反射型液晶表示素子５０Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した青色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して青色用の反射型液晶表示素子５０Ｂへと至る。
【００４２】
赤色用の反射型液晶表示素子５０Ｒには、赤色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された赤色の反射光は、ほとんど全てがＰ偏光になる。そして、赤色の反射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００４３】
また、青色用の反射型液晶表示素子５０Ｂには、青色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された青色の反射光は、ほとんど全てがＳ偏光になる。そして、青色の反射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射して色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００４４】
そして、色選択性位相板３６ｂを通過したＰ偏光としての赤色光と、色選択性位相板３６ｂでＰ偏光に変換された青色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃの偏光分離面で反射されて、投射レンズ４０によってスクリーン２００に拡大投射される。これにより、最も明るい赤色画像と青色画像が表示される。
【００４５】
図１には、コントロール部７０及びメモリ部６０の構成を示している。コントロール部７０は、メインコントロール部（制御手段）７０Ａと温度補正処理部（補正処理手段）７０Ｂとにより構成されている。また、メモリ部６０には、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ（以下の説明では、液晶表示素子５０と記す）の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）８０が接続されている。
【００４６】
メモリ部６０には、温度センサ８０の出力に応じて後述するガンマ変換データの補正後のデータを算出するために用いられるガンマ補正関数を記憶した補正関数メモリ６１が設けられている。メモリ部６０には、複数の表示モード（Ａモード、Ｂモード、Ｃモード）に応じたガンマ変換データを、カラー画像の構成色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとにデータテーブル形式で記憶した表示モードガンマテーブルメモリ６２が設けられている。表示モードは、投射されたカラー画像の明るさや画質を変化させるために切り替えられる。
【００４７】
温度補正処理部７０Ｂには、ガンマ変換データの補正演算を行うガンマ補正演算回路７４が設けられている。該補正演算は、補正関数メモリ６１から読み出した、温度センサ８０の出力に応じた構成色ごとのガンマ補正関数を、表示モードガンマテーブルメモリ６２に記憶された、そのときの表示モードに対応する構成色ごとのガンマ変換データに適用することで行われる。補正演算の結果として得られた構成色ごとの補正ガンマ変換データは、メモリ部６０に設けられたバッファメモリ６３に一時的に保管される。
【００４８】
メインコントロール部７０Ａには、画像生成部７１とＤＡコンバータ７２が設けられている。
【００４９】
画像生成部７１には、画像供給装置３００から入力された入力映像信号のうち構成色ごとの階調レベルを示す入力階調レベルデータが入力される。また、画像生成部７１内には、構成色ごとのガンマ変換データを保持するガンマテーブルメモリ７２が設けられている。画像生成部７１は、構成色ごとの入力階調レベルデータと、ガンマテーブルメモリ７２に保持された構成色ごとのガンマ変換データとを用いて、液晶表示素子５０を駆動するためのデジタル駆動信号を生成する。
【００５０】
ガンマテーブルメモリ７２には、温度補正処理部７０Ｂから所定のタイミングごとにバッファメモリ６３に保管された補正ガンマ変換データが転送（送信）される。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていたガンマ変換データ（又は以前の補正ガンマ変換データ）は、新たに転送されてきた補正ガンマ変換データに書き換えられる。ガンマ変換データの補正演算及び書き換えを含む処理を温度補正処理という。
【００５１】
ＤＡコンバータ７２は、画像生成部７１からのデジタル駆動信号をアナログ信号に変換し、該アナログ信号の値に応じた信号電圧（入力映像信号に応じた電圧）を液晶表示素子５０に印加する。ガンマ変換データが補正されることにより、液晶表示素子５０に印加される信号電圧の振幅が変化し、これにより、液晶表示素子５０の電気光学特性の温度補償が行われる。
【００５２】
ただし、液晶表示素子５０に印加する信号電圧のパルス幅を変化させることによって電気光学特性の温度補償を行うようにしてもよい。
【００５３】
次に、本実施例におけるガンマ変換データの温度補正処理（以下、単に補正処理ともいう）の手順について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
液晶表示装置１を使用している間に液晶表示素子５０の温度が変化すると、温度センサ８０がその時点での液晶表示素子５０の温度に応じた信号を出力する（ステップ５０１）。すなわち、温度を検出する。温度センサ８０からの出力は、補正関数メモリ６１に入力され、ここで、検出された温度に応じたガンマ補正関数が生成される。ガンマ補正演算回路７４は、補正関数メモリ６１から、検出された温度に応じたガンマ補正関数を読み出す（ステップ５０３）。ガンマ補正関数は、構成色ごとに生成される。
【００５５】
なお、図４のステップ５０２に示すように、今回検出された温度が前回検出された温度に対して所定値以上変化したか否かを判定し、所定値以上変化した場合にのみガンマ補正関数を生成するようにしてもよい。
【００５６】
次に、ステップ５０４では、ガンマ補正演算回路７４は、図３の下図に実線で示すように、ガンマ変換データが設けられている階調範囲（例えば、１６ｂｉｔで０〜４０９５）の全体を複数（例えば、８つ）の領域に分割する。分割された個々の領域を、以下の説明では分割階調領域又は領域１〜８という。なお、図３の下図において、横軸が入力階調レベルを示し、縦軸は出力階調レベルを示す。このことは、図３の上図でも同じである。また、図３の下図には、常温時での緑用のガンマ変換データを代表例として長い実線で示している。図３の上図には、常温時における赤用、緑用及び青用のガンマ変換データをそれぞれ長い点線、一点鎖線及び実線で示している。
【００５７】
ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する赤用のガンマ変換データのうち、まず領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の赤用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した赤用のガンマ補正関数を適用し、領域１における赤用補正ガンマ変換データ（図３の上図にＲＣで示す）を演算する。
【００５８】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における赤用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における赤用ガンマ変換データ（又は以前の赤用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた赤用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における赤用のガンマ変換データの補正処理（補正演算と書き換え処理）が完了する。
【００５９】
ステップ５０７では、同一領域（ここでは、領域１）内の全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が完了したか否かを判定する。まだ終了していない場合には、ステップ５０３に戻る。
【００６０】
次に、再びステップ５０４にて、ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する緑用のガンマ変換データのうち領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の緑用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した緑用のガンマ補正関数を適用し、領域１における緑用補正ガンマ変換データ（図３の下図及び上図にＧＣで示す）を演算する。
【００６１】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における緑用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における緑用ガンマ変換データ（又は以前の緑用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた緑用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における緑用のガンマ変換データの補正処理が完了する。
【００６２】
ステップ５０７では、再び、同一領域（ここでは、領域１）内の全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が完了したか否かを判定し、まだ終了していない場合にはステップ５０３に戻る。
【００６３】
そして、再びステップ５０４において、ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する青用のガンマ変換データのうち領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の青用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した青用のガンマ補正関数を適用し、領域１における青用補正ガンマ変換データ（図３の上図にＢＣで示す）を演算する。
【００６４】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における青用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における青用ガンマ変換データ（又は以前の青用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた青用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における青用のガンマ変換データの補正処理が完了する。
【００６５】
以上のように領域１における全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了すると、ステップ５０７からステップ５０８に進み、領域１〜８の全ての分割階調領域において全構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了したか否かを判定する。
【００６６】
まだ終了していない場合は、ステップ５０９にてガンマ変換データの補正処理を行う領域を１つシフトする。そして、ステップ５０３に戻り、温度補正処理部７０Ｂ（ガンマ補正演算回路７４）は、領域２において領域１と同様に各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行う。
【００６７】
そして、このような分割階調領域ごとでの構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を領域１から領域８まで順次行うことで、全階調範囲における全構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了する。フローチャートでは、ステップ５０８からステップ５０１に戻る。
【００６８】
なお、ここでは、各分割階調領域において、赤用、緑用、青用の順でガンマ変換データの補正処理を行う場合について説明したが、この順番は変更可能である。また、階調ごとに順番を変えてもよい。例えば、第１の階調において赤用、緑用、青用の順に補正し、次に第２の階調において順番を変えて青用、緑用、赤用の順にガンマ変換データを補正しても構わない。また、ここでは、各分割階調領域において、赤用、緑用、青用のガンマ変換データの補正処理を順次行う場合について説明したが、各分割階調領域での赤用、緑用、青用のガンマ変換データの補正処理を同時（並列的）に行うようにしてもよい。
【００６９】
本実施例によれば、各構成色において、分割階調領域ごとに、つまりは全階調範囲に対して一部ずつガンマ変換データの温度補正処理を行う。これにより、全階調範囲を一度に補正する場合に比べて表示画像における色の変化（色バランスの崩れ）を目立ちにくくすることができる。また、ガンマ補正演算回路７４の演算負荷を減少させることができる。
【実施例２】
【００７０】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を、該温度補正処理の前後での各構成色の変化量が所定値以下となるように行う。言い換えれば、ガンマ変換データの温度補正処理の前後での各構成色の変化量を、鑑賞者が視認できない量に抑える。
【００７１】
図５には、液晶表示素子５０の電気光学特性の温度依存性を示す。液晶表示素子５０は、温度の変化に応じて（すなわち、低温時と高温時とでは）、同一の信号電圧を印加しても得られる明るさ（反射型液晶表示素子５０では反射率）が異なる。このような液晶表示素子５０を使用すると、実施例１で説明した分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を行う場合でも、構成色ごとに順次ガンマ変換データの温度補正処理が行われることにより、表示画像の明るさや色の変化が視認される場合がある。
【００７２】
例えば、赤用、緑用及び青用のガンマ変換データのうち赤用のガンマ変換データの温度補正のみが行われると、画面全体が赤みがかったり青緑色がかったりする。
【００７３】
本実施例では、各構成色用のガンマ変換データの１回の温度補正処理、すなわち実施例１で言えば各分割階調領域での各構成色用のガンマ変換データの温度補正処理におけるガンマ変換データの補正量を、La*b*色度での色差ΔEが３以下となる範囲で行う。また、より好ましくは、La*b*色度での色差ΔEが１以下となる範囲で行う。一般に、色差ΔEが３以下の色の変化は、人間の目で視認されない（言い換えれば、仮に視認されても気にならない）。
【００７４】
なお、La*b*色度での色差ΔEが３以下（又は１以下）となる範囲でのガンマ変換データの温度補正処理は、実施例１にて説明した分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を行わない場合でも有効である。すなわち、ガンマ変換データの温度補正処理による色の変化が視認されないため、全階調範囲のガンマ変換データを一括して補正してもよい。
【００７５】
また、温度変化が急峻で、本来必要なガンマ変換データの補正量が大きい場合でも、La*b*色度での色差ΔEが３以下（又は１以下）となる範囲ごとの補正を段階的に（順次）行うようにすればよい。これにより、色の変化を視認されずにガンマ変換データの大きな補正を行うことも可能である。例えば、本来必要なガンマ変換データの補正量が、La*b*色度での色差ΔEでいう５ある場合に、色差ΔEが３となる温度補正処理と色差ΔEが２となる温度補正処理とに分けて段階的に行えばよい。
【実施例３】
【００７６】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を、複数の分割階調領域のうちカラー画像の表示に使用される頻度が他の階調領域に比べて少ない階調領域から行う。
【００７７】
具体的には、プロジェクタ１への入力映像信号のヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路を図１に示した補正演算部７０Ｂ内に設ける。ガンマ補正演算回路７４は、該ヒストグラムから図３に示した領域１〜８の使用される頻度（度合い）を求める。そして、該頻度が他の領域よりも少ない又は最も少ない（全く使用されない場合も含む）領域においてまず、各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行う。続いて、該頻度が少ない領域の順又は各時点で最も頻度が少ない領域ごとに各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行っていけばよい。
【００７８】
本実施例によれば、使用頻度が少ない階調からガンマ変換データの温度補正処理を行うので、ガンマ変換データの補正処理による画像の色の変化が視認される可能性を低くすることができる。
【００７９】
上記各実施例では、データテーブル形式で保管されたガンマ変換データをガンマ補正関数を用いて補正する場合について説明したが、本発明はこの場合に限られない。例えば、ガンマ変換データを表現した関数を保管しておき、温度に応じて該関数を変化させることによってガンマ変換データの温度補正処理を行うようにしてもよい。
【００８０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１であるプロジェクタにおけるコントロール部及びメモリ部の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のプロジェクタの構成を示す面。
【図３】実施例１におけるガンマ変換データとその温度補正処理の様子を示す図。
【図４】実施例１におけるガンマ変換データの温度補正処理の手順を示すフローチャート。
【図５】液晶表示素子の電気光学特性の温度依存性を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ 反射型液晶表示素子
６１ ガンマ補正関数メモリ
６２ 表示モードガンマテーブルメモリ
７０Ａ メインコントロール部
７０Ｂ 温度補正処理部
７１ 画像生成部
７２ ガンマテーブルメモリ
７４ ガンマ補正演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタやモニタ等のカラー画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような画像表示装置には、液晶素子等の表示素子が用いられる。表示素子が光源からの強い照明光を受けたり、表示画像の明るさや画質が変化したり（例えば、表示モードが切り替えらたり）、装置の使用環境温度が変化したりすることで、表示素子の温度が変動する。
【０００３】
液晶素子においては温度によって電気光学特性が変化することが知られている。これは、液晶分子の屈折率異方性に温度依存性があることや、温度変化に伴うセルギャップの変化によって液晶層に印加される実効電界が変化することや、液晶分子の配向状態が温度によって変化すること等、様々な要因により発生する。
【０００４】
液晶素子の電気光学特性が変化すると、表示している画像の明るさや色が変化し、画質が劣化する。このため、液晶素子の温度を検出し、液晶素子の温度が変化することによって発生したリタデーションの変化を、液晶素子に印加する信号電圧の振幅を変化させることで補償する方法が特許文献１，２にて開示されている。このような液晶素子の電気光学特性の温度補償は、入力映像信号に対する液晶素子の駆動電圧を決めるガンマ変換データを、カラー画像の構成色ごとに、温度に応じて補正することで行われることが多い。
【特許文献１】特許第２５８９５６７号公報
【特許文献２】特許第２９２４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際にカラー画像の全構成色に対するガンマ変換データを補正するための演算処理や通信処理を一度に短時間で行うことはきわめて困難である。例えば、ＲＧＢの３原色の画像を合成してカラー画像を表示する画像表示装置においては、１０ｂｉｔのガンマ変換テーブルを有する場合には、１０２４×３＝３０７２個ものデータを一度に書き換える必要がある。
【０００６】
また、ガンマ変換データを構成色ごとに書き換えていくことも可能である。ただし、この方法では、ある構成色のガンマ変換データは書き換えられたが、別の構成色のガンマ変換データはまだ書き換えられていないという状態が発生する。この状態では、表示画像の色バランスが崩れて、画質の劣化（特に、表示画像における無彩色領域での色づき）が目立つ。これは、色の変化に対して人間の目は非常に敏感であることに起因する。
【０００７】
本発明は、ガンマ変換データの温度補正を行う場合に、表示画像の色の変化を目立たなくすることができるようにした画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての画像表示装置は、表示素子と、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有する。そして、補正処理手段は、ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を該分割された階調領域ごとに順次行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての画像表示装置は、表示素子と、入力映像信号と構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に応じて、構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有する。そして、補正処理手段は、構成色ごとの補正処理を、該補正処理の前後での各構成色の変化量が所定値以下となる範囲ごとに段階的に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガンマ変換データの補正を行っている途中での表示画像の明るさや色の変化が目立ちにくくなり、表示素子の温度が変化しても高画質の画像を表示し続けることが可能な画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図２には、本発明の実施例１である液晶表示装置（画像表示装置）１の構成を示す。本実施例の液晶表示装置１は、反射型液晶表示素子を搭載した液晶プロジェクタであり、カラー画像をスクリーン２００に投射して表示する。
【００１３】
なお、本実施例では、プロジェクタについて説明するが、本発明は、液晶テレビ等の他の画像表示装置にも適用することができる。
【００１４】
液晶表示装置１は、筐体１ａと、ランプ１０と、照明光学系２０と、色分解合成光学系３０と、投射レンズ４０と、反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂと、メモリ部６０と、コントロール部７０とを有する。筐体１ａは、液晶表示装置１を構成するこれらの構成要素を収納する。
【００１５】
ランプ１０は、発光管１１と、リフレクタ１２とを有する。発光管１１は、図示しない電源供給部からの電力を受けて放電し、連続スペクトルの白色光を発する。
【００１６】
リフレクタ１２は、発光管１１からの光を所定の方向に集光する。リフレクタ１２は、反射率の高いミラー等によって構成されており、放物面形状や球面形状を有する。なお、ＡＸＬは、ランプ１０から投射レンズ４０までの光学全系の光軸である。
【００１７】
照明光学系２０は、ランプ１０からの光を色分解合成光学系３０に転送する。照明光学系２０は、シリンダアレイ２１及び２２と、紫外線吸収フィルタ２３と、偏光変換素子２４と、フロントコンプレッサ２５と、全反射ミラー２６と、コンデンサーレンズ２７と、リアコンプレッサ２８とを有する。
【００１８】
シリンダアレイ２１は、光軸ＡＸＬおよび図の紙面に直交する垂直方向においてのみ屈折力を有する複数のレンズセルにより構成されたレンズアレイであり、ランプ１０からの光を複数の光束に分割する。シリンダアレイ２２は、シリンダアレイ２１の個々のレンズセルに対応した複数のレンズセルを複数有するレンズアレイであり、上記複数の光束のそれぞれに偏光変換素子２４の近傍にて２次光源像を形成させる。
【００１９】
紫外線吸収フィルタ２３は、ランプ１０からの光のうち紫外線成分を吸収する。紫外線吸収フィルタ２３は、シリンダアレイ２１とシリンダアレイ２２との間に配置されている。
【００２０】
偏光変換素子２４は、ランプ１０からの無偏光光を所定の偏光方向を有する直線偏光に変換する。
【００２１】
フロントコンプレッサ２５は、光軸ＡＸＬに直交して図の紙面に平行な水平方向においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。
【００２２】
全反射ミラー２６は、ランプ１０（フロントコンプレッサ２５）からの光を反射して、光学系の光軸ＡＸＬを９０度曲げる。
【００２３】
コンデンサーレンズ２７は、シリンダアレイ２１，２２により分割された複数の光束を集光する。リアコンプレッサ２８は、水平方向においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。フロントコンプレッサ２５、コンデンサーレンズ２７およびリアコンプレッサ２８の光学的作用により、上記複数の光束は互いに重なり合い、矩形の均一な照明エリアを形成する。この照明エリアに後述する反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの表示面が配置される。
【００２４】
色分解合成光学系３０は、ランプ１０からの白色光を青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）に色分解して３つの液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに導き、該３つの液晶表示素子からの青光、赤光および緑光を合成する。色分解合成光学系３０は、ダイクロイックミラー３１と、偏光板３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂと、色選択性位相差板３６ａ，３６ｂとを有する。
【００２５】
ダイクロイックミラー３１は、青光と赤光を反射して緑光を透過する。
【００２６】
偏光板３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、透明基板に偏光素子を貼り合わせて製作され、Ｓ偏光のみを透過する。偏光板３２ａは、緑光の光路において偏光ビームスプリッタ３３ａの前に配置された入射側偏光板であり、偏光板３２ｂは、赤青光の光路において偏光ビームスプリッタ３３ｂの前に配置された入射側偏光板である。また、偏光板３２ｃは、赤青光の光路において、偏光ビームスプリッタ３３ｂと３３ｃの間に配置された出射側偏光板である。
【００２７】
色選択性位相差板３６ａは、偏光板３２ｂから射出した青光の偏光方向を９０度変換し、赤光の偏光方向は変換しない。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、Ｐ偏光を透過してＳ偏光を反射する偏光分離面を有する。偏光ビームスプリッタ３３ａは、偏光板３２ａから射出した緑のＳ偏光を反射する。また、偏光ビームスプリッタ３３ｂは、色選択性位相差板３６ａから射出した青のＰ偏光を透過し、赤のＳ偏光を反射する。
【００２９】
１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂはそれぞれ、偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂから射出した直線偏光の乱れを修正して液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに導く。
【００３０】
本実施例の液晶表示装置１には、図１に示すように、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置３００から供給される画像情報（画像信号）が入力される。液晶表示装置１と画像供給装置により画像表示システムが構成される。
【００３１】
コントロール部７０は、入力された画像情報に応じて反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを駆動する。これにより、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに入射した光が画像変調されるとともに反射する。
【００３２】
液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂで反射した赤光、緑光および青光は、再び１／４波長板３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを介して偏光ビームスプリッタ３３ａ，３３ｂに入射する。
【００３３】
偏光ビームスプリッタ３３ａを透過した緑のＰ偏光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射し、該偏光ビームスプリッタ３３ｃを透過して投射レンズ４０に向かう。偏光ビームスプリッタ３３ｂを透過した赤のＰ偏光と偏光ビームスプリッタ３３ｂで反射した青のＳ偏光は、色選択性位相差板３６ｂに入射する。
【００３４】
色選択性位相差板３６ｂは、赤光の偏光方向を９０度変換し、青光の偏光方向は変換しない。これにより、赤光と青光のＳ偏光が偏光ビームスプリッタ３３ｃに入射し、該偏光ビームスプリッタ３３ｃで反射されて投射レンズ４０に向かう。
【００３５】
投射レンズ４０は、偏光ビームスプリッタ３３ｃで色合成された光（カラー画像）をスクリーン２００に向けて投射する。投射レンズ４０は、鏡筒４０ａ内に収納された不図示の複数のレンズで構成されている。
【００３６】
ここで、反射型液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにおいては、入射する光の波長によって、該入射光を画像変調するために印加される信号電圧が異なる。
【００３７】
本実施例において、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂへの入射光に与えるリタデーションは、各液晶表示素子のセルギャップｄと液晶分子の平均複屈折率Δｎと入射光の波長λとを用いて、
Δｎｄ／λ
で表すことができる。
【００３８】
また、液晶分子の平均複屈折率Δｎは、例えば、垂直配向したＶＡＮ型液晶表示素子においては印加する電圧を大きくするにしたがって大きくなる。
【００３９】
本実施例において、緑色光は、入射側偏光板３２ａから射出した後、偏光ビームスプリッタ３３ａに対してＳ偏光として入射し、偏光分離面で反射されて緑色用の反射型液晶表示素子５０Ｇへと至る。緑色用の反射型液晶表示素子５０Ｇには、緑色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された緑色の反射光はほとんど全てがＰ偏光に変調され、偏光ビームスプリッタ３３ａの偏光分離面を透過して偏光ビームスプリッタ３３ｃに向かい、投射レンズ４０によってスクリーン２００に拡大投射される。これにより、最も明るい緑色画像が表示される。
【００４０】
また、ダイクロイックミラー３１を反射した赤色光と青色光は、偏光板３２ｂに入射する。赤色光と青色光は、ダイクロイックミラー３１によって分解された後もＳ偏光となっている。そして、赤色光と青色光は、偏光板３２ｂから射出した後、色選択性位相差板３６ａに入射する。色選択性位相差板３６ａは、青色光の偏光方向を９０度回転する作用を有する。このため、青色光はＰ偏光として、赤色の光はＳ偏光として、それぞれ偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射する。
【００４１】
Ｓ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した赤色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射されて赤色用の反射型液晶表示素子５０Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ３３ｂに入射した青色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して青色用の反射型液晶表示素子５０Ｂへと至る。
【００４２】
赤色用の反射型液晶表示素子５０Ｒには、赤色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された赤色の反射光は、ほとんど全てがＰ偏光になる。そして、赤色の反射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面を透過して色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００４３】
また、青色用の反射型液晶表示素子５０Ｂには、青色光に半波長分のリタデーションを与える信号電圧が印加される。これにより、画像変調された青色の反射光は、ほとんど全てがＳ偏光になる。そして、青色の反射光は、偏光ビームスプリッタ３３ｂの偏光分離面で反射して色選択性位相板３６ｂに向かう。
【００４４】
そして、色選択性位相板３６ｂを通過したＰ偏光としての赤色光と、色選択性位相板３６ｂでＰ偏光に変換された青色光は、偏光ビームスプリッタ３３ｃの偏光分離面で反射されて、投射レンズ４０によってスクリーン２００に拡大投射される。これにより、最も明るい赤色画像と青色画像が表示される。
【００４５】
図１には、コントロール部７０及びメモリ部６０の構成を示している。コントロール部７０は、メインコントロール部（制御手段）７０Ａと温度補正処理部（補正処理手段）７０Ｂとにより構成されている。また、メモリ部６０には、液晶表示素子５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ（以下の説明では、液晶表示素子５０と記す）の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）８０が接続されている。
【００４６】
メモリ部６０には、温度センサ８０の出力に応じて後述するガンマ変換データの補正後のデータを算出するために用いられるガンマ補正関数を記憶した補正関数メモリ６１が設けられている。メモリ部６０には、複数の表示モード（Ａモード、Ｂモード、Ｃモード）に応じたガンマ変換データを、カラー画像の構成色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとにデータテーブル形式で記憶した表示モードガンマテーブルメモリ６２が設けられている。表示モードは、投射されたカラー画像の明るさや画質を変化させるために切り替えられる。
【００４７】
温度補正処理部７０Ｂには、ガンマ変換データの補正演算を行うガンマ補正演算回路７４が設けられている。該補正演算は、補正関数メモリ６１から読み出した、温度センサ８０の出力に応じた構成色ごとのガンマ補正関数を、表示モードガンマテーブルメモリ６２に記憶された、そのときの表示モードに対応する構成色ごとのガンマ変換データに適用することで行われる。補正演算の結果として得られた構成色ごとの補正ガンマ変換データは、メモリ部６０に設けられたバッファメモリ６３に一時的に保管される。
【００４８】
メインコントロール部７０Ａには、画像生成部７１とＤＡコンバータ７２が設けられている。
【００４９】
画像生成部７１には、画像供給装置３００から入力された入力映像信号のうち構成色ごとの階調レベルを示す入力階調レベルデータが入力される。また、画像生成部７１内には、構成色ごとのガンマ変換データを保持するガンマテーブルメモリ７２が設けられている。画像生成部７１は、構成色ごとの入力階調レベルデータと、ガンマテーブルメモリ７２に保持された構成色ごとのガンマ変換データとを用いて、液晶表示素子５０を駆動するためのデジタル駆動信号を生成する。
【００５０】
ガンマテーブルメモリ７２には、温度補正処理部７０Ｂから所定のタイミングごとにバッファメモリ６３に保管された補正ガンマ変換データが転送（送信）される。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていたガンマ変換データ（又は以前の補正ガンマ変換データ）は、新たに転送されてきた補正ガンマ変換データに書き換えられる。ガンマ変換データの補正演算及び書き換えを含む処理を温度補正処理という。
【００５１】
ＤＡコンバータ７２は、画像生成部７１からのデジタル駆動信号をアナログ信号に変換し、該アナログ信号の値に応じた信号電圧（入力映像信号に応じた電圧）を液晶表示素子５０に印加する。ガンマ変換データが補正されることにより、液晶表示素子５０に印加される信号電圧の振幅が変化し、これにより、液晶表示素子５０の電気光学特性の温度補償が行われる。
【００５２】
ただし、液晶表示素子５０に印加する信号電圧のパルス幅を変化させることによって電気光学特性の温度補償を行うようにしてもよい。
【００５３】
次に、本実施例におけるガンマ変換データの温度補正処理（以下、単に補正処理ともいう）の手順について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
液晶表示装置１を使用している間に液晶表示素子５０の温度が変化すると、温度センサ８０がその時点での液晶表示素子５０の温度に応じた信号を出力する（ステップ５０１）。すなわち、温度を検出する。温度センサ８０からの出力は、補正関数メモリ６１に入力され、ここで、検出された温度に応じたガンマ補正関数が生成される。ガンマ補正演算回路７４は、補正関数メモリ６１から、検出された温度に応じたガンマ補正関数を読み出す（ステップ５０３）。ガンマ補正関数は、構成色ごとに生成される。
【００５５】
なお、図４のステップ５０２に示すように、今回検出された温度が前回検出された温度に対して所定値以上変化したか否かを判定し、所定値以上変化した場合にのみガンマ補正関数を生成するようにしてもよい。
【００５６】
次に、ステップ５０４では、ガンマ補正演算回路７４は、図３の下図に実線で示すように、ガンマ変換データが設けられている階調範囲（例えば、１６ｂｉｔで０〜４０９５）の全体を複数（例えば、８つ）の領域に分割する。分割された個々の領域を、以下の説明では分割階調領域又は領域１〜８という。なお、図３の下図において、横軸が入力階調レベルを示し、縦軸は出力階調レベルを示す。このことは、図３の上図でも同じである。また、図３の下図には、常温時での緑用のガンマ変換データを代表例として長い実線で示している。図３の上図には、常温時における赤用、緑用及び青用のガンマ変換データをそれぞれ長い点線、一点鎖線及び実線で示している。
【００５７】
ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する赤用のガンマ変換データのうち、まず領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の赤用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した赤用のガンマ補正関数を適用し、領域１における赤用補正ガンマ変換データ（図３の上図にＲＣで示す）を演算する。
【００５８】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における赤用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における赤用ガンマ変換データ（又は以前の赤用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた赤用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における赤用のガンマ変換データの補正処理（補正演算と書き換え処理）が完了する。
【００５９】
ステップ５０７では、同一領域（ここでは、領域１）内の全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が完了したか否かを判定する。まだ終了していない場合には、ステップ５０３に戻る。
【００６０】
次に、再びステップ５０４にて、ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する緑用のガンマ変換データのうち領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の緑用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した緑用のガンマ補正関数を適用し、領域１における緑用補正ガンマ変換データ（図３の下図及び上図にＧＣで示す）を演算する。
【００６１】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における緑用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における緑用ガンマ変換データ（又は以前の緑用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた緑用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における緑用のガンマ変換データの補正処理が完了する。
【００６２】
ステップ５０７では、再び、同一領域（ここでは、領域１）内の全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が完了したか否かを判定し、まだ終了していない場合にはステップ５０３に戻る。
【００６３】
そして、再びステップ５０４において、ガンマ補正演算回路７４は、表示モードガンマテーブルメモリ６２に保管されている、そのときの表示モードに対応する青用のガンマ変換データのうち領域１内のデータを読み出す。そして、ガンマ補正演算回路７４は、この領域１内の青用ガンマ変換データに対して、ステップ５０３で読み出した青用のガンマ補正関数を適用し、領域１における青用補正ガンマ変換データ（図３の上図にＢＣで示す）を演算する。
【００６４】
温度補正処理部７０Ｂは、この領域１における青用補正ガンマ変換データをバッファメモリ６３を介してガンマテーブルメモリ７２に転送する（ステップ５０５，５０６）。これにより、ガンマテーブルメモリ７２内にそれまで保持されていた領域１における青用ガンマ変換データ（又は以前の青用補正ガンマ変換データ）は、転送されてきた青用補正ガンマ変換データに書き換えられる。こうして、領域１における青用のガンマ変換データの補正処理が完了する。
【００６５】
以上のように領域１における全ての構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了すると、ステップ５０７からステップ５０８に進み、領域１〜８の全ての分割階調領域において全構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了したか否かを判定する。
【００６６】
まだ終了していない場合は、ステップ５０９にてガンマ変換データの補正処理を行う領域を１つシフトする。そして、ステップ５０３に戻り、温度補正処理部７０Ｂ（ガンマ補正演算回路７４）は、領域２において領域１と同様に各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行う。
【００６７】
そして、このような分割階調領域ごとでの構成色ごとのガンマ変換データの補正処理を領域１から領域８まで順次行うことで、全階調範囲における全構成色用のガンマ変換データの補正処理が終了する。フローチャートでは、ステップ５０８からステップ５０１に戻る。
【００６８】
なお、ここでは、各分割階調領域において、赤用、緑用、青用の順でガンマ変換データの補正処理を行う場合について説明したが、この順番は変更可能である。また、階調ごとに順番を変えてもよい。例えば、第１の階調において赤用、緑用、青用の順に補正し、次に第２の階調において順番を変えて青用、緑用、赤用の順にガンマ変換データを補正しても構わない。また、ここでは、各分割階調領域において、赤用、緑用、青用のガンマ変換データの補正処理を順次行う場合について説明したが、各分割階調領域での赤用、緑用、青用のガンマ変換データの補正処理を同時（並列的）に行うようにしてもよい。
【００６９】
本実施例によれば、各構成色において、分割階調領域ごとに、つまりは全階調範囲に対して一部ずつガンマ変換データの温度補正処理を行う。これにより、全階調範囲を一度に補正する場合に比べて表示画像における色の変化（色バランスの崩れ）を目立ちにくくすることができる。また、ガンマ補正演算回路７４の演算負荷を減少させることができる。
【実施例２】
【００７０】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を、該温度補正処理の前後での各構成色の変化量が所定値以下となるように行う。言い換えれば、ガンマ変換データの温度補正処理の前後での各構成色の変化量を、鑑賞者が視認できない量に抑える。
【００７１】
図５には、液晶表示素子５０の電気光学特性の温度依存性を示す。液晶表示素子５０は、温度の変化に応じて（すなわち、低温時と高温時とでは）、同一の信号電圧を印加しても得られる明るさ（反射型液晶表示素子５０では反射率）が異なる。このような液晶表示素子５０を使用すると、実施例１で説明した分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を行う場合でも、構成色ごとに順次ガンマ変換データの温度補正処理が行われることにより、表示画像の明るさや色の変化が視認される場合がある。
【００７２】
例えば、赤用、緑用及び青用のガンマ変換データのうち赤用のガンマ変換データの温度補正のみが行われると、画面全体が赤みがかったり青緑色がかったりする。
【００７３】
本実施例では、各構成色用のガンマ変換データの１回の温度補正処理、すなわち実施例１で言えば各分割階調領域での各構成色用のガンマ変換データの温度補正処理におけるガンマ変換データの補正量を、La*b*色度での色差ΔEが３以下となる範囲で行う。また、より好ましくは、La*b*色度での色差ΔEが１以下となる範囲で行う。一般に、色差ΔEが３以下の色の変化は、人間の目で視認されない（言い換えれば、仮に視認されても気にならない）。
【００７４】
なお、La*b*色度での色差ΔEが３以下（又は１以下）となる範囲でのガンマ変換データの温度補正処理は、実施例１にて説明した分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を行わない場合でも有効である。すなわち、ガンマ変換データの温度補正処理による色の変化が視認されないため、全階調範囲のガンマ変換データを一括して補正してもよい。
【００７５】
また、温度変化が急峻で、本来必要なガンマ変換データの補正量が大きい場合でも、La*b*色度での色差ΔEが３以下（又は１以下）となる範囲ごとの補正を段階的に（順次）行うようにすればよい。これにより、色の変化を視認されずにガンマ変換データの大きな補正を行うことも可能である。例えば、本来必要なガンマ変換データの補正量が、La*b*色度での色差ΔEでいう５ある場合に、色差ΔEが３となる温度補正処理と色差ΔEが２となる温度補正処理とに分けて段階的に行えばよい。
【実施例３】
【００７６】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、分割階調領域ごとのガンマ変換データの温度補正処理を、複数の分割階調領域のうちカラー画像の表示に使用される頻度が他の階調領域に比べて少ない階調領域から行う。
【００７７】
具体的には、プロジェクタ１への入力映像信号のヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路を図１に示した補正演算部７０Ｂ内に設ける。ガンマ補正演算回路７４は、該ヒストグラムから図３に示した領域１〜８の使用される頻度（度合い）を求める。そして、該頻度が他の領域よりも少ない又は最も少ない（全く使用されない場合も含む）領域においてまず、各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行う。続いて、該頻度が少ない領域の順又は各時点で最も頻度が少ない領域ごとに各構成色用のガンマ変換データの補正処理を行っていけばよい。
【００７８】
本実施例によれば、使用頻度が少ない階調からガンマ変換データの温度補正処理を行うので、ガンマ変換データの補正処理による画像の色の変化が視認される可能性を低くすることができる。
【００７９】
上記各実施例では、データテーブル形式で保管されたガンマ変換データをガンマ補正関数を用いて補正する場合について説明したが、本発明はこの場合に限られない。例えば、ガンマ変換データを表現した関数を保管しておき、温度に応じて該関数を変化させることによってガンマ変換データの温度補正処理を行うようにしてもよい。
【００８０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１であるプロジェクタにおけるコントロール部及びメモリ部の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のプロジェクタの構成を示す面。
【図３】実施例１におけるガンマ変換データとその温度補正処理の様子を示す図。
【図４】実施例１におけるガンマ変換データの温度補正処理の手順を示すフローチャート。
【図５】液晶表示素子の電気光学特性の温度依存性を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ 反射型液晶表示素子
６１ ガンマ補正関数メモリ
６２ 表示モードガンマテーブルメモリ
７０Ａ メインコントロール部
７０Ｂ 温度補正処理部
７１ 画像生成部
７２ ガンマテーブルメモリ
７４ ガンマ補正演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構成色を含むカラー画像を表示する画像表示装置であって、
表示素子と、
入力映像信号と前記構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて前記表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度に応じて、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段は、前記ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの前記補正処理を、該分割された階調領域ごとに順次行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記補正処理手段は、前記階調領域ごとの前記補正処理を、該補正処理の前後での前記各構成色の変化量が所定値以下となるように行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記補正処理手段は、前記階調領域ごとの前記補正処理を、前記複数の階調領域のうち前記カラー画像の表示に使用される頻度が他の階調領域に比べて少ない階調領域から行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
複数の構成色を含むカラー画像を表示する画像表示装置であって、
表示素子と、
入力映像信号と前記構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて前記表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度に応じて、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段は、前記構成色ごとの前記補正処理を、該補正処理の前後での前記各構成色の変化量が所定値以下となる範囲ごとに段階的に行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
複数の構成色を含むカラー画像を表示する画像表示装置であって、
表示素子と、
入力映像信号と前記構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて前記表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度に応じて、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段は、前記ガンマ変換データが設けられた階調範囲を複数の階調領域に分割し、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの前記補正処理を、該分割された階調領域ごとに順次行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記補正処理手段は、前記階調領域ごとの前記補正処理を、該補正処理の前後での前記各構成色の変化量が所定値以下となるように行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記補正処理手段は、前記階調領域ごとの前記補正処理を、前記複数の階調領域のうち前記カラー画像の表示に使用される頻度が他の階調領域に比べて少ない階調領域から行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
複数の構成色を含むカラー画像を表示する画像表示装置であって、
表示素子と、
入力映像信号と前記構成色ごとに設けられたガンマ変換データとを用いて前記表示素子を駆動するための信号を生成する制御手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度に応じて、前記構成色ごとの前記ガンマ変換データの補正処理を行う補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段は、前記構成色ごとの前記補正処理を、該補正処理の前後での前記各構成色の変化量が所定値以下となる範囲ごとに段階的に行うことを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９４２６５（Ｐ２００９−２９４２６５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４５１９１（Ｐ２００８−１４５１９１）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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