(57)【要約】【課題】スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正する。【解決手段】ガンマ変換部１０３は、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤ（画像出力素子のガンマ特性とは逆の特性で予めガンマ変換処理されている）を、画像出力素子が有するガンマ特性でガンマ変換する。位相補正処理部１０４は、線形領域に戻された各色信号に対して、スクリーン１５０上に表示される赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、デジタル信号処理により位相補正を行う。ガンマ変換部１０５は、位相補正処理された色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に対して、画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理を行って再び非線形領域に戻し、画像出力素子が持つガンマ特性に対処しておく。【選択図】図１
2007300461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、該画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置であって、
少なくとも上記投写レンズまたは上記画像発生部における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正の処理を行う位相補正処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記位相補正処理部は、
それぞれ基本のクロックでサンプリングされて得られた画素データからなる上記赤、緑および青の色信号を入力する色信号入力部と、
上記色信号入力部に入力された赤、緑および青の色信号のいずれかを基準色信号とすると共に他の色信号を補正色信号とし、該補正色信号の画素データを所定倍にアップサンプリングして補間データを作成する補間データ作成部と、
上記補間データ作成部で作成された補間データから、上記光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、上記基準色信号を構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データを抜き出して、上記補正色信号を構成する画素データを取得する画素データ取得部と、
上記色信号入力部に入力された上記基準色信号および上記画素データ取得部で取得された画素データからなる上記補正色信号を出力する色信号出力部とを持つ
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】
上記光学系の歪みは、上記投写レンズの色収差である
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】
上記画像発生部は、上記赤、緑および青の色信号のそれぞれによる赤、緑および青の色画像を出力する画像出力素子と、該赤、緑および青の色画像を合成してカラー画像を得る画像合成部とを有し、
上記光学系の歪みは、上記画像合成部におけるレジストレーションずれである
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５】
上記位相補正処理部の入力側に配置され、該位相補正処理部に入力される各色信号に対して、上記入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をするガンマ変換部をさらに有する
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６】
入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、上述画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置における、光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれを補正する方法であって、
赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行う
ことを特徴とする画像表示装置の色位相ずれ補正方法。
【請求項７】
上記赤、緑および青の色信号に対する位相補正処理が行われる前に、各色信号に対して、上記入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をする
ことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の色位相ずれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、赤、緑および青の色信号に基づいて発生されたカラー画像を投写レンズによりスクリーンに投写する画像表示装置およびその色位相ずれ補正方法に関する。詳しくは、この発明は、赤、緑および青の色画像の位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行うことによって、スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正できるようにした画像表示装置等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
フロントプロジェクタは、画像発生部で発生された画像を投写レンズによりスクリーンに投写して、このスクリーン上に拡大された画像を表示する構成となっている。画像発生部では、例えばＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid CrystalDisplay)パネルモジュール、ＤＬＰ(digital light processing)パネルモジュール等の画像出力素子を用いて画像を発生している。
【０００３】
画像発生部で発生される画像がカラー画像である場合、投写レンズの色収差によって、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化する。
【０００４】
また、赤、緑および青の色画像をそれぞれ別個の画像出力素子から出力させて合成する構成のプロジェクタにあっては、レジストレーションずれがあるとき、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化する。
【０００５】
例えば、特許文献１には、赤、緑および青の色画像を出力する液晶パネル(ＬＣＤパネルモジュール)と、これら各色画像を合成するダイクロイックプリズムとを、レジストレーション調整後に、硬化型樹脂剤を用いて一体化した光学装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２１５０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載される光学装置を使用したプロジェクタでは、レジストレーション調整後に、硬化型樹脂剤を用いて液晶パネルおよびダイクロイックプリズムを一体化しているため、基本的にはレジストレーションずれは回避される。
【０００７】
しかし、何らかの要因でレジストレーション調整が完全でなかった場合には、レジストレーションずれが発生し、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化したものとなる。また、レジストレーションずれがなくとも、投写レンズの色収差によって、同様に、スクリーンに表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれ、色にじみとなって現れ、画質が劣化したものとなる。
【０００８】
この発明の目的は、スクリーン上に表示される各色画像の位相ずれを、比較的安価に、かつ精度よく補正可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の概念は、
入力されるカラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像を発生する画像発生部と、該画像発生部で発生されたカラー画像をスクリーンに投写する投写レンズとを備える画像表示装置であって、
少なくとも上記投写レンズまたは上記画像発生部における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、該位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように上記画像発生部に入力される赤、緑および青の色信号に対して位相補正の処理を行う位相補正処理部を有する
ことを特徴とする画像表示装置にある。
【００１０】
この発明においては、カラー画像信号を構成する赤、緑および青の色信号に基づいてカラー画像が発生される。このカラー画像が投写レンズによりスクリーンに投写され、スクリーン上に拡大されたカラー画像が表示される。この場合、投写レンズ、画像発生部等の光学系の歪みにより、何も手当をしないときには、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相がずれて色にじみとなり、画質の低下を招く。
【００１１】
例えば、赤、緑および青の色フィルタがストライプ状あるいはモザイク状に配置されてなるカラーＬＣＤパネルモジュールを用いてカラー画像を得る場合には、色信号に固定の位相ずれが生じており、さらに投写レンズの色収差のために、スクリーン上で赤、緑および青の色画像に位相ずれが発生する。
【００１２】
また例えば、３つのＬＣＤパネルモジュールから赤、緑および青の色画像を出力させ、各色画像を合成することでカラー画像を得る場合には、レジストレーションずれの発生あるいは投写レンズの色収差のために、スクリーン上で赤、緑および青の色画像に位相ずれが発生する。
【００１３】
上述した光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づいて、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、カラー画像を発生させるための赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理が行われる。レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正でき、スクリーン上に表示されるカラー画像の画質向上が図られる。
【００１４】
例えば、位相補正処理は以下のように行われる。まず、それぞれ基本のクロックでサンプリングされて得られた画素データからなる赤、緑および青の色信号が入力される。そして、この赤、緑および青の色信号のいずれかが基準色信号とされると共に他の色信号が補正色信号とされ、この補正色信号の画素データが所定倍にアップサンプリングされて補間データが作成される。
【００１５】
そして、この補間データから、光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、基準色信号を構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データが抜き出されて、補正色信号を構成する画素データが取得される。そして、このように取得された画素データからなる補正色信号と上述の基準色信号とが、位相補正処理された赤、緑および青の色信号として出力される。
【００１６】
このように基本クロックの所定倍のアップサンプリング処理によって補間データを得た後に、赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づいて適宜な位置の補間データを抜き出す構成で位相補正処理を行うことによって、位相補正の処理が容易となると共に精度よく行うことができる。
【００１７】
なお、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性で各色信号に対してガンマ変換処理をしてから位相補正処理部に入力するようにしてもよい。
【００１８】
上述した光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれは、画像出力素子から出力された後の赤、緑および青の色画像に対して発生する。この状態では、各色信号（赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル）は、線形領域に戻されている。
【００１９】
また、赤、緑および青の色信号（カラー画像信号の各種伝送規格に従ってガンマ変換処理されている）が入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理されてから位相補正処理部に入力されることで、位相補正処理も線形領域に戻された各色信号に対して行われる。
【００２０】
そのため、位相ずれを補正するための位相補正処理が、赤、緑および青の色画像に光学系の歪みによる位相ずれが発生する状態と同様に、赤、緑および青の色信号が線形領域に戻された状態で行われるため、位相補正処理を輝度や色を変えることなく高精度に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、赤、緑および青の色画像の位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように赤、緑および青の色信号に対して位相補正処理を行うものであり、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相ずれを、比較的安価に、かつ精度よく補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのフロントプロジェクタ１００の構成を示している。
【００２３】
このプロジェクタ１００は、入力端子１０１と、入力信号インターフェース１０２と、ガンマ変換部１０３と、位相補正処理部１０４と、ガンマ変換部１０５と、画像発生部１０６と、投写レンズ１０７とを有している。
【００２４】
入力端子１０１は、カラー画像信号ＣＶＳを入力するための端子である。ここで、カラー画像信号ＣＶＳの形態としては、アナログのコンポジットビデオ信号、輝度信号と色差信号、あるいは３原色信号からなるアナログのコンポーネントビデオ信号、またはＳＤＩ(シリアルデジタルインターフェース)規格のデジタルビデオ信号等、種々の形態をとり得る。
【００２５】
入力信号インターフェース１０２は、入力端子１０１に入力されるカラー画像信号ＣＶＳの形態に応じて、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理、コンポジットビデオ信号、あるいは輝度信号と色差信号のコンポーネントビデオ信号から３原色信号を得る処理、ＳＤＩ規格のデジタルビデオ信号のデコード処理等を行って、赤、緑および青のデジタル色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤを出力する。
【００２６】
これら色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、それぞれ、画像発生部１０６に用いられる画像出力素子、例えばＬＣＤパネルモジュール等の画素数で決まる基本クロックでサンプリングされて得られた画素データ（サンプリングデータ）からなっている。なお、画像出力素子はガンマ特性（例えば、γ＝２．２２）を持っており、また色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、例えば撮像時点で、カラー画像信号の伝送規格に従って予めガンマ変換処理されている。このガンマ特性には、テレビの信号規格のほかに、パソコンの信号の規格、デジタルシネマの規格、フィルムを模したような特殊なガンマなど、いくつか種類がある。
【００２７】
ガンマ変換部１０３は、入力信号インターフェース１０２で得られる色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対して、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理をする。これにより、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、ガンマ変換部１０３の入力側では非線形領域にあるが、ガンマ変換部１０３の出力側では線形領域に戻される。なお、このガンマ変換部１０３におけるガンマ変換処理は、ルックアップテーブルによる方法や折れ線近似法などにより行われる。後述するガンマ変換部１０５においても同様である。
【００２８】
位相補正処理部１０４は、画像発生部１０６および投写レンズ１０７のいずれかまたは双方、本実施の形態においては双方における光学系の歪みによる赤、緑および青の色画像の位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像に与えるように、ガンマ変換部１０３で得られる色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対して位相補正の処理を行う。この位相補正処理部１０４に詳細構成については後述する。
【００２９】
例えば、画像発生部１０６で、赤、緑および青の色フィルタがストライプ状あるいはモザイク状に配置されてなるカラーＬＣＤパネルモジュールを用いてカラー画像を得る場合には、投写レンズ１０７の色収差のために、スクリーン１５０上で赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂに位相ずれが発生する。
【００３０】
また例えば、画像発生部１０６で、３つのＬＣＤパネルモジュールから赤、緑および青の色画像を出力させ、各色画像を合成することでカラー画像を得る場合には、レジストレーションずれの発生あるいは投写レンズの色収差のために、スクリーン１５０上で赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂに位相ずれが発生する。
【００３１】
ガンマ変換部１０５は、位相補正処理部１０４で得られる色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に対して、上述した画像発生部１０６の画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理をする。これにより、色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′は、ガンマ変換部１０５の入力側では線形領域にあるが、ガンマ変換部１０５の出力側では再び非線形領域に戻される。
【００３２】
画像発生部１０６は、ガンマ変換部１０５で得られる色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に基づいてカラー画像を発生する。この画像発生部１０６は、上述したようにガンマ特性を有する画像出力素子、例えばＬＣＤパネルモジュール等を用いて、カラー画像を発生する。この画像発生部１０６で発生されるカラー画像を構成する赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル（各色信号）は、画像出力素子のガンマ特性によって、線形領域に戻されている。
【００３３】
投写レンズ１０７は、画像変換部１０６で発生されたカラー画像をスクリーン１５０に投写する。ここで、スクリーン１５０上に表示されるカラー画像は、赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂで構成されている。
【００３４】
次に、位相補正処理部１０４の詳細構成を説明する。図２は、位相補正処理部１０４の構成を示している。この位相補正処理部１０４は、色信号入力部１０４ａ、補間データ作成部１０４ｂ、画素データ取得部１０４ｃおよび色信号出力部１０４ｄを有している。
【００３５】
色信号入力部１０４ａは、上述したガンマ補間部１０３でガンマ変換されて線形領域に戻された色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤが入力される。これら色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、それぞれ、上述したように画像発生部１０６に用いられる画像出力素子、例えばＬＣＤパネルモジュール等の画素数で決まる基本クロックでサンプリングされて得られた画素データ（サンプリングデータ）からなっている。
【００３６】
色信号入力部１０４ａに入力された色信号ＲＤ，ＲＧ，ＲＢのいずれか、本実施の形態では緑色信号ＧＤを基準色信号とし、赤、青の色信号ＲＤ，ＢＤを、位相補正処理をすべき補正色信号とする。補間データ作成部１０４ｂは、色信号ＲＤ，ＢＤの画素データを所定倍、例えば数十倍〜数百倍にアップサンプリングした後に補間フィルタを通して補間データを作成する。
【００３７】
画素データ取得部１０４ｃは、補間データ作成部１０４ｂで作成された、色信号ＲＤ，ＢＤの補間データ（元々存在する画素データも含む）から、上述したように画像発生部１０６および投写レンズ１０７における光学系の歪みによる、スクリーン１５０上に表示される緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれの情報に基づき、緑色信号ＧＤを構成する各画素データに対応して、ずれ量に最も近い位置の補間データを抜き出して、位相補正処理された色信号ＲＤ′，ＢＤ′を構成する画素データを取得する。
【００３８】
なお、投写レンズ１０７の色収差による緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれのずれ量は、レンズ中央からの距離の関数として、例えば、以下の（１）式で近似できる。ここで、Ｘはレンズ中央からの距離（画素数で表される）を示し、Ｙは緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれのずれ量（単位は画素間隔）を示している。また、ａ，ｂ，ｃ，ｄはレンズに固有の係数であって、赤、青で別個のものとなる。
【００３９】
Ｙ＝ａＸ＾３＋ｂＸ＾２＋ｃＸ＋ｄ          （１）
【００４０】
この（１）式は、投写レンズ１０７の色収差による位相ずれ量を求める式であるが、この（１）式に、画像発生部１０６におけるレジストレーションずれによる位相ずれ量を含めることもできる。その場合、レジストレーションずれによる位相ずれ量は画素位置によらずに画面全体で一定であるので、その一定値を、上述の（１）式のｄに含めるようにすればよい。
【００４１】
上述の（１）式でＸをレンズ中央からの水平方向の距離とすることで、各水平画素位置における、緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれのずれ量Ｙを求めることができ、水平方向の位相補正を行うことができる。同様にして、上述の（１）式でＸをレンズ中央からの垂直方向の距離とすることで、各垂直画素位置における、緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれのずれ量Ｙを求めることができ、垂直方向の位相補正を行うことができる。本実施の形態において、位相補正処理部１０４では、例えば水平方向の位相補正のみ行っている。
【００４２】
色信号出力部１０４ｄは、色信号入力部１０４ａに入力された緑色信号ＧＤ′（ＧＤ）および画素データ取得部１０４ｃで取得された画素データからなる赤、青の色信号ＲＤ′，ＢＤ′を、色補正処理部１０４の出力として出力する。
【００４３】
図２に示す位相補正処理部１０４の動作を説明する。ガンマ補間部１０３でガンマ変換されて線形領域に戻された色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、色信号入力部１０４ａに入力される。そして、この色信号入力部１０４ａから色信号出力部１０４ｄには、基準色信号としての緑色信号ＧＤが供給される。一方、この色信号入力部１０４ａから補間データ作成部１０４ｂには、位相補正処理をすべき色信号としての赤、青の色信号ＲＤ，ＢＤが供給される。
【００４４】
補間データ作成部１０４ｂでは、色信号ＲＤ，ＢＤの画素データが数十倍〜数百倍にアップサンプリングされて、元々の水平方向の画素データの間に多数の補間データが作成される。画素データ取得部１０４ｃでは、補間データ作成部１０４ｂで得られる色信号ＲＤ，ＢＤの補間データから、スクリーン１５０上に表示される緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの水平方向の位相ずれ量（（１）式で近似される）に基づき、緑色信号ＧＤを構成する各画素データに対応して、その位相ずれ量に最も近い位置の補間データが抜き出されて、位相補正処理された赤、青の色信号ＲＤ′，ＢＤ′を構成する画素データが取得される。
【００４５】
データ取得部１０４ｃで取得された画素データ、従って位相補正された赤、青の色信号ＲＤ′，ＢＤ′は色信号出力部１０４ｄに供給される。そして、この色信号処理部１０４ｄから、位相補正処理部１０４の出力として、色信号入力部１０４ａから供給される色信号ＧＤ′（ＧＤ）および画素データ取得部１０４ｃから供給される赤、青の色信号ＲＤ′，ＢＤ′が出力される。
【００４６】
このように位相補正処理部１０４では、基本クロックの所定倍のアップサンプリング処理によって赤、青の色信号ＲＤ，ＢＤの補間データを得た後に、緑色画像Ｐｇに対する赤、青の色画像Ｐｒ，Ｐｂの位相ずれの情報に基づいて、適宜な位置の補間データを抜き出して位相補正処理された赤、青の色信号ＲＤ′，ＢＤ′を得るようにしているので、位相補正処理を容易かつ精度よく行うことができる。
【００４７】
次に、図１に示すフロントプロジェクタ１００の動作を説明する。
【００４８】
入力端子１０１にカラー画像信号ＣＶＳが入力される。このカラー画像信号ＣＶＳは入力信号インターフェース１０２に供給される。このインターフェース１０２では、カラー画像信号ＣＶＳの形態に応じて、当該カラー画像信号ＣＶＳに対して種々の処理が行われることで、赤、緑および青のデジタル色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤが得られる。これら色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、それぞれ、画像発生部１０６で用いられるＬＣＤパネルモジュール等の画像出力素子の画素数等で決まる基本のクロックでサンプリングされて得られたものであり、また入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性で予めガンマ変換処理されたものである。
【００４９】
インターフェース１０２から出力される色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤはガンマ変換部１０３に供給される。このガンマ変換部１０３では、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対して、それぞれ、入力されるカラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性でガンマ変換処理が行われる。このようにガンマ変換処理が行われることで、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは、ガンマ変換部１０３の入力側では非線形領域にあるが、ガンマ変換部１０３の出力側では線形領域に戻されたものとなる。
【００５０】
ガンマ変換部１０３でガンマ変換処理が施された色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤは位相補正処理部１０４に供給される。この位相補正処理部１０４では、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対して、スクリーン１５０上に表示される赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂに与えるように、位相補正処理が施される。
【００５１】
この位相補正処理部１０４から出力される位相補正処理された色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′はガンマ変換部１０５に供給される。このガンマ変換部１０５では、色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に対して、上述した画像発生部１０６の画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理が行われる。このようにガンマ変換処理が行われることで、色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′は、ガンマ変換部１０５の入力側では線形領域にあるが、ガンマ変換部１０５の出力側では再び非線形領域に戻されたものとなる。
【００５２】
ガンマ変換部１０５でガンマ変換処理が施された色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′は画像発生部１０６に供給される。この画像発生部１０６では、これら色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に基づき、ガンマ特性を有する画像出力素子がドライブされて、カラー画像が発生される。このカラー画像を構成する赤、緑および青の色画像の各画素輝度レベル（各色信号）は、画像出力素子のガンマ特性によって、線形領域に戻されている。
【００５３】
このように画像発生部１０６で発生されるカラー画像（赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂ）は、投写レンズ１０７によりスクリーン１５０に投写される。これにより、スクリーン１５０上には、上述の入力端子１０１に入力されたカラー画像信号ＣＶＳに係る、拡大されたカラー画像が表示される。
【００５４】
図１に示すフロントプロジェクタ１００においては、位相補正処理部１０４で、画像発生部１０６および投写レンズ１０７における光学系の歪み（色収差、レジストレーションずれ）による、スクリーン１５０上に表示される赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの位相ずれの情報に基づき、この位相ずれとは逆の位相ずれを当該各色画像に与えるように、色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対して位相補正処理を行っているので、光学系の歪みによる各色画像の位相ずれが、色信号の位相補正処理によって相殺される。したがって、スクリーン１５０上に表示される各色画像の位相ずれを効果的に補正でき、スクリーン１５０上に表示されるカラー画像の画質向上を図ることができる。
【００５５】
また、図１に示すフロントプロジェクタ１００においては、位相補正処理部１０４で色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対してデジタル信号処理により位相補正を行うことによってスクリーン１５０上に表示される赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの位相ずれを補正するものである。したがって、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正でき、高解像度なフロントプロジェクタを実現できる。
【００５６】
また、図１に示すフロントプロジェクタ１００においては、位相補正処理部１０４の入力側に入力カラー画像信号の伝送規格で定められたガンマ特性の逆特性で色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤに対してガンマ変換処理を行うガンマ変換部１０３が配置されると共に、その位相補正処理部１０４の出力側に画像出力素子が有するガンマ特性とは逆の特性で色信号ＲＤ′，ＧＤ′，ＢＤ′に対してガンマ変換処理を行うガンマ変換部１０５が配置されている。
【００５７】
したがって、位相ずれを補正するための位相補正処理が、赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂに光学系の歪みによる位相ずれが発生する状態と同様に、赤、緑および青の色信号ＲＤ，ＧＤ，ＢＤが線形領域に戻された状態で行われるため、位相補正の処理における赤、青の色信号ＲＤ，ＢＤの補間データの値を精度よく得ることができ、赤、緑および青の色画像Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの光学系の歪みによる位相ずれを、輝度や色を変化させることなく高精度に補正できる。
【００５８】
ここで、ガンマ変換部１０３，１０５を持ち、非線形演算の影響を考慮している図１に示すフロントプロジェクタ１００と、ガンマ変換部１０３，１０５を持たず、非線形演算の影響を考慮していない図３に示すようなフロントプロジェクタ１００Ａとで、実際にどの程度の誤差が生じるかを計算した例を以下に示す。なお、図３において、図１と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００５９】
上述のように、レンズの収差補正を高精度に補正するためには、数十倍から数百倍のアップサンプリング処理が必要になるが、ここではガンマ処理の必要性をわかりやすく説明するために、簡易的に４倍にアップサンプリング処理を行い、緑色画像（Ｐｇ）を中心に、赤色画像（Ｐｒ）および青色画像（Ｐｂ）の位相をそれぞれ１／４画素ずつずらす処理を例にとって説明する。
【００６０】
ここでは、４倍アップサンプリングの補間フィルタとして、図４に示すような簡易な特性のＦＩＲフィルタを用いた。この図４において、横軸の単位はサンプリング周波数Ｆｓである。また、ガンマ特性は、以下に示す、一般的なテレビ信号のガンマ特性（ITU-R BT.709規格）とした。
【００６１】
ITU-R BT.709規格
Ｖ  ＝  １．０９９Ｌ＾０．４５  −  ０．０９９    （１≧Ｌ≧０．０１８）
Ｖ  ＝  ４．５Ｌ                                  （０．０１８＞Ｌ≧０）
【００６２】
図６は、色信号（映像信号）の入力レベルが図５に示すように２画素の間に１０％から９０％までステップ状に変化した場合を例に計算した結果を示している。色信号は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）とも同じ値、すなわち白黒の信号とする。
【００６３】
図６Ａは、入力映像信号（赤、緑および青の色信号）を示している（図５参照）。図６Ｂは、入力映像信号に対して、上述したガンマ特性（ITU-R BT.709規格）とは逆の特性でガンマ変換処理を行って、線形領域でアップサンプリングとフィルタ演算を行って得られた補間データのデータ列を示している。
【００６４】
図６Ｃは、緑（Ｇ）の各画素データに対して、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の補間データから、それぞれ逆方向に１／４画素ずれた位置の補間データを抜き出して、ダウンサンプリングしたデータ列を示している。これが、図１のフロントプロジェクタ１００における画像発生部１０６の画像出力素子（ＬＣＤパネルモジュール等）で光電変換された後の、線形領域での各画素の輝度レベルに相当する。
【００６５】
図６Ｄは、図６Ａに示す入力映像信号を非線形領域でアップサンプリングとフィルタ演算を行い、画像出力素子（ＬＣＤパネルモジュール等）の光電変換で上述したガンマ特性（ITU-R BT.709規格）がかかった後の各画素の輝度レベルに相当するデータ列を示している。図６Ｅは、緑（Ｇ）の各画素データに対して、赤（Ｒ）および青（Ｂ）の補間データから、それぞれ逆方向に１／４画素ずれた位置の補間データを抜き出して、ダウンサンプリングしたデータ列を示している。これが、図３のフロントプロジェクタ１００Ａにおける画像発生部１０６の画像出力素子（ＬＣＤパネルモジュール等）で光電変換された後の、線形領域での各画素の輝度レベルに相当する。
【００６６】
図６Ｃと図６Ｅとを比較してみると、ステップ状に立ち上がるエッジ部分で映像レベルにして１〜２％程度の誤差が生じている。人間の目の特性にもガンマ特性があることが知られており、特に黒側は強調されるので、この誤差レベルはハイエンドプロジェクタや放送用マスターモニターでは問題になるレベルといえる。
【００６７】
以上のように、撮像のガンマを一旦、逆変換により線形領域に戻してから、光学系の歪み（投写レンズ１０７の色収差および画像発生部１０６におけるレジストレーションずれ）による赤、緑および青の色画像の位相ずれに対する位相補正処理を行うことで、輝度や色を変えることのない、誤差の少ない高精度な補正が可能となる。
【００６８】
なお、上述実施の形態においては、この発明をフロントプロジェクタに適用したものであるが、この発明は、ＬＣＤパネルモジュール等の画像出力素子を用いて発生されたカラー画像を、投写レンズを用いてスクリーンに投写して拡大画像を得るようにした、その他の画像表示装置にも同様に適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
この発明は、スクリーン上に表示される赤、緑および青の色画像の位相ずれを、レンズや光学系に高価な補正機構を組み込むことなく、比較的安価に、かつ精度よく補正できるものであり、フロントプロジェクタ等の画像表示装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態としてのフロントプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】位相補正処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】ガンマ変換部を持たず、非線形演算の影響を考慮していないフロントプロジェクタ（比較例）の構成を示す図である。
【図４】補間フィルタの特性例を示す図である。
【図５】２画素の間に１０％から９０％まで映像レベルがステップ状に変換する映像信号の例を示す図である。
【図６】ガンマ変換部を持たずに位相補正処理部で非線形演算を行うことによって生じる誤差を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００・・・フロントプロジェクタ、１０１・・・入力端子、１０２・・・入力信号インターフェース、１０３，１０５・・・ガンマ変換部、１０４・・・位相補正処理部、１０４ａ・・・色信号入力部、１０４ｂ・・・補間データ作成部、１０４ｃ・・・画素データ取得部、１０４ｄ・・・色信号出力部、１０６・・・画像発生部、１０７・・・投写レンズ、１５０・・・スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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