(57)【要約】【課題】  ランプユニット点灯時間と共にランプ輝度が下がることに対しＬＵＴを可変することにより黒近辺の階調のつぶれを防ぐ階調補正装置を提供することにある。【解決手段】  この階調補正装置１１は、アナログ値である映像入力信号１０をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部１６と、映像信号を表示する表示パネル１８と、人間の視覚特性を補うγ補正を行うためのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）部１７と、ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴ１２１のデータ及びランプ特性１２２を記憶しておく記憶装置１２と、ランプ点灯時間を計るための基準クロックを発生する基準クロック発生部１３と、表示パネル１８に光を供給するランプユニット１４と、このランプユニット１４への点灯指示及び記憶装置１２からＬＵＴ１２１を取り込んでＬＵＴ部１７に出力し、基準クロックを元にランプが点灯している時間を計測するＣＰＵ１５とを備える。【選択図】      図１
2005084075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ値である映像入力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、映像信号を表示する表示パネルと、人間の視覚特性を補うγ補正を行うためのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ  ルックアップテーブル）部と、ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴのデータ及びランプ特性を記憶しておく記憶装置と、ランプ点灯時間を計るための基準クロックを発生する基準クロック発生部と、前記表示パネルに光を供給するランプユニットと、このランプユニットへの点灯指示及び前記記憶装置から前記ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴを取り込んで前記ＬＵＴ部に出力し、前記基準クロックを元にランプが点灯している時間を計測するＣＰＵとを備えることを特徴とする階調補正装置。
【請求項２】
前記表示パネルが液晶表示パネルであり、前記ランプユニットが前記液晶表示パネルのバックライトであることを特徴とする請求項１記載の階調補正装置。
【請求項３】
前記表示パネルがＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、前記ランプユニットが前記ＤＭＤを照射するランプユニットであることを特徴とする請求項１記載の階調補正装置。
【請求項４】
前記γ補正は画像データを扱う入出力機器がそれぞれ固有に持っているγ特性に応じた最適のカーブに補正することであり、このγ補正を利用して表示パネルやシステムによって赤、緑、青の発色特性のばらつきを抑えたり、暗い部分の階調のダイナミックレンジを広げることによって、暗い部分の階調には敏感に反応するという人間の視覚特性を補ったりすることを特徴とする請求項１記載の階調補正装置。
【請求項５】
前記ＬＵＴ部が、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル化された赤、緑、青のそれぞれの階調のデータを前記ＬＵＴ部に入力しそれぞれの階調及び赤、緑、青の信号の入力値対出力値のテーブルを用いることによってＡ／Ｄ変換部からの赤、緑、青のデータを任意の階調に補正するためのものであることを特徴とする請求項１記載の階調補正装置。
【請求項６】
アナログ映像信号である入力信号がＡ／Ｄ変換部に入力され、デジタル変換され、デジタル信号がＬＵＴ部に入力され、このＬＵＴ部ではデジタル変換された信号をＬＵＴを用いてγ補正を行った映像信号を生成し表示パネルに出力し、このとき、ランプ使用時間が０の時は前記ＬＵＴ部にセットするＬＵＴは記憶装置にあるランプ点灯時間が０の時のＬＵＴのデータをＣＰＵを介して前記ＬＵＴ部にセットされ、
時間の経過と共にランプユニットのランプ輝度は低下していくので、基準クロックを元に前記ＣＰＵがランプ点灯時間を計測し、ランプ計測時間が０の場合は前記記憶装置にある前記ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴを用いることによって通常のγ補正を行い、前記ＣＰＵは前記記憶装置からランプ特性を取得し、このランプ特性から一定時間経過後のランプ輝度の情報を取得し、
前記ＣＰＵは一定時間経過後の前記ランプ特性を元にアナログ入力レベルの低い方、つまり暗い方を持ち上げる一定時間経過後の前記ＬＵＴをリアルタイムに演算し、前記ＬＵＴ部の演算されたＬＵＴをセットすることにより、ランプ時間の経過による黒がわの階調のつぶれを補正する
ことを特徴とする階調補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は階調補正装置及び階調補正方法に関し、特にランプ点灯時間と共にランプ輝度が下がることに対しＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ  ルックアップテーブル）データを可変することにより黒近辺の階調のつぶれ防ぐことを特徴とする階調補正装置及び階調補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の階調補正装置の構成をブロックで示す図４を参照すると、輝度特性測定データ格納回路１０７に格納された輝度特性測定データと、色度測定データ格納回路１０８に格納された色度測定データと、白バランス目標色度設定回路１０９で設定された白バランス目標色度と、補正係数設定回路１１０で設定された補正後の輝度特性を決定する補正係数とをルックアップテーブル算出回路１０６に入力し、ルックアップテーブルを作成する。作成されたルックアップテーブルは、ルックアップテーブルメモリ１０４に転送され、ルックアップテーブルメモリ１０４に入力される映像信号は、該ルックアップテーブルにより所定の信号に変換される。変換された信号はソース駆動回路１１２に入力され、液晶パネル１１１に印加される。これにより階調性及び白バランスのとれた画像を得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５６５４５号公報（第８−１６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の投写型ディスプレイに使用するランプユニットは点灯している時間の経過と共に輝度が下がる特性があり、時間と共に輝度が下がった場合、黒がわの階調がつぶれてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ランプユニット点灯時間と共にランプ輝度が下がることに対しＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ  ルックアップテーブル）データを可変することにより黒近辺の階調のつぶれを防ぐ階調補正装置及び階調補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の階調補正装置は、アナログ値である映像入力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、映像信号を表示する表示パネルと、人間の視覚特性を補うγ補正を行うためのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ  ルックアップテーブル）部と、ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴのデータ及びランプ特性を記憶しておく記憶装置と、ランプ点灯時間を計るための基準クロックを発生する基準クロック発生部と、前記表示パネルに光を供給するランプユニットと、このランプユニットへの点灯指示及び前記記憶装置から前記ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴを取り込んで前記ＬＵＴ部に出力し、前記基準クロックを元にランプが点灯している時間を計測するＣＰＵとを備える。
【０００７】
また、本発明の階調補正装置は、前記表示パネルが液晶表示パネルであり、前記ランプユニットが前記液晶表示パネルのバックライトであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、階調補正装置は、前記表示パネルがＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、前記ランプユニットが前記ＤＭＤを照射するランプユニットであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、階調補正装置は、前記γ補正が画像データを扱う入出力機器がそれぞれ固有に持っているγ特性に応じた最適のカーブに補正することであり、このγ補正を利用して表示パネルやシステムによって赤、緑、青の発色特性のばらつきを抑えたり、暗い部分の階調のダイナミックレンジを広げることによって、暗い部分の階調には敏感に反応するという人間の視覚特性を補ったりすることを特徴とする。
【００１０】
さらに、階調補正装置は、前記ＬＵＴ部が、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル化された赤、緑、青のそれぞれの階調のデータを前記ＬＵＴ部に入力しそれぞれの階調及び赤、緑、青の信号の入力値対出力値のテーブルを用いることによってＡ／Ｄ変換部からの赤、緑、青のデータを任意の階調に補正するためのものであることを特徴とする。
【００１１】
さらに、階調補正方法は、アナログ映像信号である入力信号がＡ／Ｄ変換部に入力され、デジタル変換され、デジタル信号がＬＵＴ部に入力され、このＬＵＴ部ではデジタル変換された信号をＬＵＴを用いてγ補正を行った映像信号を生成し表示パネルに出力し、このとき、ランプ使用時間が０の時は前記ＬＵＴ部にセットするＬＵＴは記憶装置にあるランプ点灯時間が０の時のＬＵＴのデータをＣＰＵを介して前記ＬＵＴ部にセットされ、
時間の経過と共にランプユニットのランプ輝度は低下していくので、基準クロックを元に前記ＣＰＵがランプ点灯時間を計測し、ランプ計測時間が０の場合は前記記憶装置にある前記ランプ点灯時間が０の時のＬＵＴを用いることによって通常のγ補正を行い、前記ＣＰＵは前記記憶装置からランプ特性を取得し、このランプ特性から一定時間経過後のランプ輝度の情報を取得し、
前記ＣＰＵは一定時間経過後の前記ランプ特性を元にアナログ入力レベルの低い方、つまり暗い方を持ち上げる一定時間経過後の前記ＬＵＴをリアルタイムに演算し、前記ＬＵＴ部の演算されたＬＵＴをセットすることにより、ランプ時間の経過による黒がわの階調のつぶれを補正する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の階調補正装置を用いることにより、アナログ値である入力信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、表示パネルからの画像を見る場合、実際に人間の目に入る光の強さと感じる明るさとが正比例しているわけではないため人間の視覚特性を補うような形のγ補正を行うためのＬＵＴ部と、ＬＵＴ部のデータ及び図２に示すようなランプ特性を記憶しておく記憶装置と、ＣＰＵがランプ点灯時間を計るための基準クロックを発生する基準クロック発生部と、ランプユニットへの点灯指示、記憶装置からＬＵＴデータを取り込んでＬＵＴ部に出力、基準クロックを元にランプが点灯している時間を計測を行うＣＰＵ部とからなり、ランプ点灯時間と共にランプ輝度が下がることに対しＬＵＴデータを可変することにより黒近辺の階調のつぶれ防ぐことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態に係わる階調補正装置の構成を示すブロック図であり、図２はランプユニットのランプ特性を示し、ランプ輝度は時間に反比例して低下することを表す図であり、図３はランプユニットのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）特性を示す図であり、ランプ点灯時間が０の場合のγ特性とランプ点灯時間が一定時間経過してランプ輝度が下がった場合のγ特性の例を示す。
【００１５】
ここで、γ特性とは、画像データを扱う入出力機器がそれぞれ固有に持っている特性で、画像の明るさの変化と入出力電圧との比で、その数値が１に近いほど自然なものになる。例えば、プロジェクターに接続されるビデオデッキやパソコンなどそれぞれ異なるγ特性を有している。各入出力機器のγ特性に応じた最適のカーブに補正することをγ補正という。また、このγ補正を利用して表示パネルやシステムによって赤、緑、青の発色特性のばらつきを抑えたり、暗い部分の階調のダイナミックレンジを広げることによって、暗い部分の階調には敏感に反応するという人間の視覚特性を補ったりする。
【００１６】
γ補正を行うためにＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ  ルックアップテーブル）を用いる。ＬＵＴとは、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデジタル化された赤、緑、青のそれぞれの階調のデータをＬＵＴに入力しそれぞれの階調及び赤、緑、青の信号の入力値対出力値のテーブルを用いることによってＡ／Ｄ変換部からの赤、緑、青のデータを任意の階調に補正するためのものである。
【００１７】
図１を参照すると、この実施の形態の階調補正装置は、アナログ値である映像入力信号１０をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部１６と、映像信号を表示する液晶又はＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等からなる表示パネル１８と、この表示パネル１８からの画像を見る場合、実際に人間の目に入る光の強さと感じる明るさとが正比例しているわけではないため人間の視覚特性を補うγ補正を行うＬＵＴ部１７と、図３に示すランプ点灯時間が０の時のＬＵＴ１２１のデータ及び図２に示すようなランプ特性１２２を記憶しておく記憶装置１２と、ＣＰＵ１５がランプ点灯時間を計るための基準クロックを発生する基準クロック発生部１３と、表示パネル１８のバックライト又は照射光を供給するランプユニット１４と、このランプユニット１４への点灯指示、記憶装置１２からランプ点灯時間が０の時のＬＵＴ１２１取り込んでＬＵＴ部１７に出力し、基準クロックを元にランプが点灯している時間を計測するＣＰＵ１５部とからなる。
【００１８】
ここで、表示パネル１８は、液晶の他にＤＭＤ（ＴＭ）（デジタル・マイクロミラー・デバイス）という光半導体を用いるものがある。ＣＭＯＳ半導体上に独立して動くミラーが数十万〜数百万個敷き詰められており、このＤＭＤにランプユニット１４の光をあてて、鏡に反射した光をレンズを通して映像を投影する。
【００１９】
次に、図１、図２及び図３を参照して、この実施の形態の階調補正装置を用いた動作の流れを説明する。
【００２０】
図１において、アナログ映像信号である入力信号１０がＡ／Ｄ変換部１６に入力され、デジタル変換され、デジタル信号がＬＵＴ部１７に入力される。ＬＵＴ部１７では、デジタル変換された信号をＬＵＴを用いてγ補正を行った映像信号を生成し表示パネル１８に出力する。このとき、ランプ使用時間が０の時はＬＵＴ部１７にセットするＬＵＴは記憶装置１２にある図３のランプ点灯時間が０の時のＬＵＴ１２１のデータをＣＰＵ１５を介してＬＵＴ部１７にセットされる。
【００２１】
図２のように、一般的には時間の経過と共にランプユニット１４のランプ輝度は低下していくので、基準クロックを元にＣＰＵ１５がランプ点灯時間を計測し、ランプ計測時間が０の場合は、図３の記憶装置１２にある図３のランプ点灯時間が０の時のＬＵＴ１２１を用いることによって通常のγ補正を行う。また、ＣＰＵ１５は記憶装置１２から図２のようなランプ特性１２２を取得し、図２のようなランプ特性１２２から一定時間経過後のランプ輝度の情報を取得する。
【００２２】
ＣＰＵ１５は図２のような一定時間経過後のランプ特性１２２を元にアナログ入力レベルの低い方、つまり暗い方を持ち上げる図３の一定時間経過後のＬＵＴ１２３のようなＬＵＴをリアルタイムに演算しＬＵＴ部１７の演算されたＬＵＴをセットすることにより、ランプ時間の経過による黒がわの階調のつぶれを補正する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】この実施の形態のランプ特性を示す図である。
【図３】この実施の形態のランプのＬＵＴ特性を示す図である。
【図４】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    入力信号
１１    階調補正装置
１２    記憶装置
１３    基準クロック発生部
１４    ランプユニット
１５    ＣＰＵ
１６    Ａ／Ｄ変換部
１７    ＬＵＴ部
１８    表示パネル
【図１】
2005084075.tif 000003
【図２】
2005084075.tif 000004
【図３】
2005084075.tif 000005
【図４】
2005084075.tif 000006