JPH07131742A

JPH07131742A - 投射型ディスプレイの画像補正装置

Info

Publication number: JPH07131742A
Application number: JP27640093A
Authority: JP
Inventors: Susumu Tsujihara; 進辻原; Yasunori Inoue; 育徳井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】コンバーゼンスや幾何学歪及び輝度やフォー
カス等の各種の補正を自動的に行い、大幅な調整時間の
短縮化が可能な投射型ディスプレイの画像補正装置を提
供すること。【構成】表示装置の光源の所定の位置に山形状のテス
ト信号を発生するテスト信号発生回路３と、このテスト
信号を投射拡大表示装置１に供給し、光源上に映出され
た画像を撮像する撮像素子４と、撮像素子４からの傾斜
が直線となる撮像信号から先頭値と傾斜から各色毎の表
示位置・傾斜誤差を算出する算出回路５と、算出回路５
の出力からテスト信号の表示領域に対応した補正領域の
コンバーゼンス、幾何学歪、ガンマ補正波形を作成する
補正波形作成回路６とを備え、この補正波形により投射
拡大表示装置１を駆動して自動的に補正する構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投射型ディスプレイの各
種の補正を行う装置に関し、コンバーゼンスや幾何学歪
及び輝度やフォーカスなどの各種の補正を自動的に行う
投射型ディスプレイの画像補正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に３原色を発光する３本の投写管を
用いてスクリ−ンに拡大投写する投射型ディスプレイ
（ビデオプロジェクター）においては、投写管のスクリ
−ンに対する入射角（以下集中角と呼ぶ）が各投写管で
異なるため、スクリ−ン上で色ずれ、フォーカスずれ、
偏向歪、輝度変化が生じる。これらの各種の補正は、水
平及び垂直走査周期に同期させてアナログ的な補正波形
をつくり、この波形の大きさ、形を変えて調整する方式
をとっているが、補正精度の点で問題がある。また各種
の補正をスクリーン上でのずれを目視により観察して手
動で補正するため、調整時間がかかるという問題があ
る。

【０００３】そこでコンバ−ゼンス精度の高い方法とし
て、特公昭５９−８１１４号公報に記載のディジタルコ
ンバ−ゼンス装置が、また自動的に偏向歪を補正する方
法として、特公平３−３８７９７号公報や特公平１−４
８５５３号公報の自動コンバーゼンス補正装置が、コン
バーゼンス誤差の検出とその補正方法として特開６４−
５４９９３号公報のコンバーゼンス誤差補正方法が、ま
た投写型ディスプレイのコンバーゼンス誤差の検出、補
正を自動的に行う方法として、特開昭６３−４８９８７
号公報の投写型ディスプレイのコンバーゼンス誤差補正
装置に記載の方法が開示されている。

【０００４】図３６に従来の自動補正が可能な自動コン
バーゼンス補正装置のブロック図を示す。図３６に示す
ように、カラー画像表示装置のコンバーゼンスを調整す
るため、画像表示装置１０１の全表示画面を水平ならび
に垂直方向にそれぞれ正の整数Ｎ、Ｍに分割した領域を
作り、そのマトリクス状各領域での各色の表示信号波形
が水平および垂直方向で山形波形線対称となる低周波信
号を、信号発生装置１０２より信号切換器１０３を通し
て画像表示装置１０１に供給する。

【０００５】さらに、画像表示装置１０１の表示画面を
撮像する撮像装置１０４からの信号を画像処理装置１０
５に導き、前記各領域ごとにその信号の水平ならびに垂
直方向の重心位置を算出するにあたり、前記画像処置装
置１０５に導入されたディジタル信号に変換された信号
に内挿処理をほどこし、スレッシュールドをかけ低周波
信号波形を２次式と近似することにより各領域ごとの重
心位置を求める。ついで各色間の重心誤差値を算出し、
この重心誤差値に基づき画像表示装置１０１のコンバー
ゼンスを自動的に調整している。

【０００６】図３７に従来の各種の自動調整が可能な画
像補正装置のブロック図を示す。投写装置１１１は各色
の投写器すなわちＲ投写器１１２、Ｇ投写器１１３、Ｂ
投写Ｋ器１１４を含み、その各色の光は投写スクリーン
１１５上へ投写され、各投写器１１２〜１１４の像は投
写スクリーン１１５上で結像されている。このとき非結
像面に補助スクリーン１１６を設置し、この補助スクリ
ーン１１６上の非結像の像をフォトセンサ１１４で検出
する共に、図３６で述べたように、この像に存在するコ
ンバーゼンス誤差情報をマトリクス重心誤差値の算出に
より求め、この非結像の像に存在するコンバーゼンス誤
差情報より投写スクリーン１１５上でのコンバーゼンス
誤差を求め、これにより投写型ディスプレイのコンバー
ゼンスを自動的に調整している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成の補正装置では、検出用撮像手段をディ
スプレイ装置の中に組込んで一体型の自動補正が可能と
なるが、画面中心の静的（スタティック）なコンバーゼ
ンス補正のみしか調整できないため、全画面の調整を行
うためには複雑な調整と時間がかかるという問題点を有
していた。

【０００８】また全表示画面を水平方向Ｎならびに垂直
方向Ｍに分割した領域の低周波信号波形を２次式近似に
よる重心位置を算出しているので、画像処理部で複雑な
処理が必要であるため、回路規模が非常に大きくなると
共に調整時間が非常にかかるという問題点を有してい
た。

【０００９】また山形波形線対称となる低周波信号によ
る画像処理を行っているため、画像表示装置の受像ガン
マ特性による各レベルの位置検出感度と精度が変化して
補正精度が低下するという問題点を有していた。

【００１０】本発明はかかる点に鑑み、投射光学系の光
学画像を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、この算
出信号により全画面のコンバーゼンスや幾何学歪及び輝
度やフォーカスを補正するための補正波形を作成して自
動的に補正することにより、調整時間を大幅に短縮でき
る投射型ディスプレイの画像補正装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、表示装置
の光源の所定の位置に山形状のテスト信号を発生する発
生手段と、前記発生手段からのテスト信号を表示装置に
供給し、前記光源上に映出された画像を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段からの傾斜が直線となる撮像信号か
ら先頭値と傾斜を検出する検出手段と、前記検出手段か
らの出力から各色毎の表示位置・傾斜誤差を算出する算
出手段と、前記算出手段の出力信号から前記テスト信号
の表示領域に対応した補正領域のコンバーゼンス、幾何
学歪、ガンマ補正波形を作成する作成手段とを備えた構
成である。

【００１２】第２の発明は、表示装置の前記光源画像を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号より各色
毎の誤差値を算出する算出手段と、前記算出手段の出力
信号によりコンバーゼンスを補正するための補正波形を
作成する作成手段を備えた構成である。

【００１３】第３の発明は、周辺の所定位置に発光特性
の異なる領域を設けた光源と投射光学系を用いてスクリ
ーン上に前記光源画像を投射拡大して表示する表示手段
と、前記光源画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
の出力信号より各色毎の誤差値を算出する算出手段と、
前記算出手段の出力信号によりコンバーゼンスを補正す
るための補正波形を作成する作成手段とを備えた構成で
ある。

【００１４】

【作用】第１の発明によれば、投射光学系の光源画像の
山形状テスト信号を直接撮像して各色毎の誤差値を算出
し、この算出信号により全画面のコンバーゼンスや幾何
学歪及び輝度を補正するための補正波形を自動的に作成
して補正するので、各種の複雑な調整が不要となり大幅
な調整時間の短縮化が図られることとなる。

【００１５】また、第２の発明によれば、投射光学系の
光源画像を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、この
算出信号によりコンバーゼンスを補正するための補正波
形を自動的に作成して補正するので、検出用のテスト信
号が不要でリアルタイムでの自動調整が実現できる。

【００１６】第３の発明によれば、周辺の所定位置に発
光特性の異なる領域を設けた光源に表示された光源画像
を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、この算出信号
によりコンバーゼンスを補正するための補正波形を自動
的に作成して補正するので、検出用のテスト信号や画像
外枠信号などが不要であるため、簡単な構成でのリアル
タイムでの自動調整が実現できる。

【００１７】

【実施例】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。図１は本発明の第１の実施例における
投射型ディスプレイの画像表示装置のブロック図、図２
は本発明の第１の実施例における構成を示すものであ
る。

【００１８】図１において、１は光の３原色のＣＲＴか
らの光源光をレンズで拡大投射するための投射拡大表示
装置、３は検出用のテスト信号を発生するためのテスト
信号発生回路、２は画像光を表示するためのスクリー
ン、４は光源からの直接画像光を撮像するための撮像素
子、５は撮像素子４からの出力信号に基づいて各色毎の
誤差値を算出するための算出回路、６は算出回路５から
の出力信号よりコンバーゼンスや幾何学歪及び輝度また
フォーカスの補正波形を作成するための補正波形作成回
路であり、補正波形作成回路６からの補正波形は投射拡
大表示装置１を駆動して各種補正が行われる。

【００１９】以上のように構成された本実施例の投射型
ディスプレイの画像補正装置について、以下その構成を
図２を用いて説明する。図２には透過型スクリーン１１
を用いた背面投射型ビデオプロジェクターの場合の構成
図を示し、図２(ａ)はセット構成を示し、図２(ｂ)は光
学構成を示す。

【００２０】図２において、ＣＲＴ８からの光源となる
画像光はレンズ９で拡大投射され透過型のスクリーン１
１に拡大投射される。スクリーン１１とレンズ９の間に
設けられたミラー７は一体構成のセットの奥行きを短く
するための光学反射手段である。ＣＲＴ面の画像光を直
接検出するため、スクリーン１１上部の結像面に設置さ
れた撮像素子４により画像光が撮像される構成となって
いる。

【００２１】図２(ｂ)に示すように、ＣＲＴ８とレンズ
９からの画像光はスクリーン１１の表示面に対して直角
投射されるが、スクリーン１１左部に設置された撮像素
子４でＣＲＴ面の画像光が直接撮像され、画像光が検出
される。撮像素子４はスクリーン面１１に対して傾いて
設置されて、ＣＲＴ管面の画像が撮像される。

【００２２】次に、ＣＲＴ管面の画像光を検出して各種
補正波形を作成する方法について詳細に説明するため、
図３のブロック図と図４の表示画面図と図５の動作波形
図を用いる。まず、図３において、入力端子１５には同
期信号が入力され、偏向回路１８で画面をラスタ走査す
るための補正電流を作成し、この補正電流を偏向ヨーク
２６に供給して走査を制御している。入力端子１４から
の映像信号は映像回路１７に入力され、ＣＲＴ８のカソ
ード電極を駆動するための各種の信号処理や増幅が行な
われる。入力端子１５からの同期信号はテスト信号発生
回路２５に供給されて、図４に示す９個の四角状のテス
ト信号がＣＲＴ８管面上に映出される。

【００２３】一般に投射管などのＣＲＴの入力信号電圧
（Ｅ）対発光出力（Ｌ）の関係はＬ＝ｋＥr の式により近似でき、入力信号電圧（Ｅ）と発光出力
（Ｌ）をいずれも対数目盛で示すとガンマ（γ）はその
傾斜となり、これがＣＲＴのガンマ（γ）特性となる。
一般にＣＲＴでのガンマ特性はγ＝２.２である。以上
のことからテスト信号発生回路２５ではガンマ特性２.
２の変換データが書き込まれており、図５に示す四角錐
状のテスト信号が発生される。テスト信号は表示装置内
の切換回路１６に供給され、入力端子１４からの映像信
号と切換を行って、映像回路１７に供給されてスクリー
ン１１上にテスト信号が映出される。

【００２４】まず第１番目の調整項目のコンバーゼンス
や幾何学歪を調整する場合について説明する。ＣＲＴ８
管面には図５に示すような四角錐状の画像光が得られ
る。

【００２５】図５に示す四角錐状のテスト信号の周波数
帯域としては１ＭＨｚ以下の低周波の信号成分であるた
め、結像や非結像点にかかわらず図５に示すように相関
性があり傾斜がほぼ直線的に変化する光電変換信号が得
られる。

【００２６】本実施例では分かりやすく説明するため、
撮像素子として低価格で応答速度の遅いフォトダイオー
ド１３を用いた場合について述べるが、高価なＣＣＤカ
メラなどの撮像デバイスでも上記のように低周波成分の
テスト信号であるため高精度の検出と補正が実現できる
ことは言うまでもない。

【００２７】ＣＲＴ８管面からの画像光はフォトダイオ
ード１３で撮像される。フォトダオード１３からの光電
変換信号は、画像処理を行うためアナログ／デジタル変
換器（以下Ａ／Ｄという）２１に供給されて、図５に示
すテスト信号表示画面の情報がデジタル信号に変換され
る。Ａ／Ｄ２１からのデジタル信号はフレームメモリ２
２に供給されて表示情報が記憶される。フレームメモリ
２２からのデータは各調整領域に対応したデータが抽出
して読み出され、ＣＰＵ２３に供給され重心位置の検出
と誤差値の算出が行われる。

【００２８】ＣＰＵ２３では応答速度が遅いフォトダイ
オード１３及び、Ａ／Ｄ２１のサンプル周波数が１４.
３２ＭＨｚ程度で処理される検出精度の粗いシステムに
おいても、高精度の位置検出が要求されることになる。
図６(ａ)にＡ／Ｄ２１でサンプル周波数ｆsap＝１４.３
２ＭＨｚ（サンプル周期７０ｎｓ）で変換された光電変
換信号を示す。このときの光電変換信号の頂点である重
心位置はサンプル点Ｓ7に存在することになる。

【００２９】図６(ｂ)は光電変換信号の頂点である重心
位置がサンプル点Ｓ6〜Ｓ7間に存在する場合を示してい
る。この場合、サンプル点が粗いため高精度の位置検出
ができないことなる。よって重心位置近傍のサンプル点
の電圧より直線近似により重心位置を算出することによ
り、高精度の位置検出を行なう。

【００３０】図６(ｃ)に示すように光電変換信号の立上
がりのサンプル点Ｓ4〜Ｓ6のデータＤ4〜Ｄ6の直線近似
データと、光電変換信号の立下がりのサンプル点Ｓ9〜
Ｓ7のデータＤ9〜Ｄ7の直線近似データの交点を算出す
ることにより、検出精度の粗いシステムにおいても高精
度の重心位置を算出することができる。

【００３１】次に、重心位置の検出動作について詳細に
説明するため図７のブロック図と図８の動作波形図を用
いる。ＣＰＵ２３は重心位置検出部７２と誤差値算出部
７３と差分フィルタ７０と線形領域検出部７１で構成さ
れ、重心位置の検出と誤差値の算出を行っている。図８
(ａ)の実線に実際のテスト信号、破線にＡ／Ｄによるサ
ンプリング信号を示す。

【００３２】図８(ａ)から分かるように、サンプリング
周波数が低いことによってテスト信号の頂点部分の丸め
込みが起こり、このようなＡ／Ｄ２１の出力信号から重
心位置を求めようとすると、実際の重心位置はＡ点であ
るのに、誤ってＡ’点をテスト信号の重心であると判断
してしまう。このような検出誤差をなくすために、重心
位置を演算により求める。重心位置の演算はこの丸め込
まれた部分を除いた線形部分を延長し、この延長部分の
交点を重心位置とする。すなわちデータ上では疑似的に
図８(ａ)の実線に示したようなテスト信号データを得る
わけである。

【００３３】重心位置の検出は図４に示したテスト信号
の各々に対応する領域にデータを分割して、各領域に対
して重心位置の検出の演算処理を行う。このような領域
に分割して演算処理を行うことにより、パイプライン処
理のような並列的な演算処理を行うことが可能となる。
以下の演算処理の説明は一つの領域についてのみ行う
が、他の領域についても同様の演算処理を行うものとす
る。

【００３４】演算処理の最初の段階として、サンプリン
グによる丸め込み領域を除き、テスト信号データの線形
部分のみを検出する操作を行う。これはテスト信号の画
像データをＡ／Ｄ２１によりデジタルデータに変換し、
このデータを差分フィルタ７０を通し、差分信号を検出
することにより行う。図８(ａ)に示すテスト信号の画像
データを差分フィルタ７０に入力すると、その出力デー
タは図８(ｂ)のようになる。さらにこの出力データから
線形領域検出部７１によりデータの差分信号、すなわち
テスト信号の傾きが一定である期間Ａ、Ｂの検出を行
う。ここで傾きが０である期間は無視する。以下、期間
Ａ、Ｂ内の画像データのみを有効として重心位置の演算
を行う。

【００３５】ここで重心位置の算出は、データ上での線
形期間Ａ、Ｂを延長し、この交点のテスト信号を重心と
することにより行う。図８(ｂ)に示すようにこの重心位
置決定の演算をするにあたり、線形部Ａの最も頂点より
のデータＤA（対応するアドレスｎA）、線形部Ａの傾き
をα、線形部Ｂの最も頂点よりのデータＤB（対応する
アドレスｎB）、線形部Ａの傾きをβとすれば、重心位
置ｘは以下に示す式で決定できる。ｘ＝ｎA＋（ＤB−ＤA−β・（ｎB−ｎA））／（α−
β）このように線形外挿補間による重心位置の決定により、
たとえばＡ／Ｄのサンプリングが粗い場合でも高精度の
重心位置が検出できる。

【００３６】図９(ａ)に３８万画素の画像処理を行う場
合の重心位置のアドレスマップを示す。このように、水
平方向７６８点（ｘ1〜ｘ768）、垂直方向４９３点（ｙ
1〜ｙ493）のアドレスで構成されている。図９(ｂ)にそ
のテスト信号の重心位置（黒丸●）が算出された時のア
ドレスマップの一部拡大した図を示す。図９(ｂ)に示す
ように、重心位置としては（ｘ＝１２.７、ｙ＝１１．
３）で表される。このｘとｙのアドレスに対応した座標
データが重心位置のデータとなる。

【００３７】次に、誤差値の算出方法について説明す
る。コンバーゼンス誤差を算出する場合は図１０(ａ)に
示す波形図のように、Ｇ信号を基準信号として扱い、Ｒ
信号は左方向にｔ1、Ｂ信号は右方向にｔ2の誤差値が算
出される。

【００３８】また、幾何学歪誤差を算出する場合は、図
１０(ｂ)に示す波形図のように、特定のサンプル点Ｓ20
を基準信号として扱い、Ｒ信号は左方向にｔ3、Ｇ信号
は左方向にｔ4、Ｂ信号は左方向にｔ5の誤差値が算出さ
れる。重心位置及び誤差値の算出はサンプル点のアドレ
スに対応した情報で管理されている。

【００３９】以上のように、ＣＰＵ２３で重心位置と誤
差値が算出されたデータは補正信号作成回路２４に供給
されて、コンバーゼンスや幾何学歪を補正するための補
正信号が作成され、表示装置内のコンバーゼンス補正回
路１９や偏向回路１８及び映像回路１７やフォーカス回
路２０に供給される。

【００４０】次に図３に示す補正信号作成回路２４での
コンバーゼンス補正波形の作成方法の動作について詳細
に説明するため、図１１のブロック図と図１２と図１３
の補正波形図と図１４の動作波形図を用いる。図３に示
す補正信号作成回路２４は基本補正波形を発生するため
の補正波形発生回路２８と、その補正波形を制御するた
めの補正制御回路２９と、補正制御回路２９からの各種
補正波形より各種の補正信号を作成するための補正信号
作成回路３０で構成されている。

【００４１】入力端子３３、３４からの水平同期信号と
垂直同期信号は補正波形発生回路２８に供給され、補正
波形発生回路２８は図１２と図１３に示すコンバーゼン
ス補正に最低必要な１２種類の基本補正波形（ＷＦ１〜
ＷＦ１２）を発生している。補正波形発生回路２８は、
例えば複数のミラー積分回路で構成され、入力同期信号
に同期した補正波形が作成される。図１２と図１３に示
す補正波形発生回路２８からの補正波形は、乗算型Ｄ／
Ａ変換器３５〜４６の基準電位端子に供給される。補正
データはメモリ３１に記憶されており、ＣＰＵ２３を通
してシリアルデータ作成回路３２に供給される。

【００４２】シリアルデータ作成回路３２ではＣＰＵ２
３からの制御信号に基づき、図１４に示すようなシリア
ル信号が作成される。図１４(ａ)に示すシリアル信号は
アドレス信号（Ａ３〜Ａ０）とデータ信号（Ｄ７〜Ｄ
０）が多重されており、アドレス信号により乗算型Ｄ／
Ａ変換器３５〜４６の選択を行い、その後データ信号に
より振幅制御が行われる。また図１４(ａ)のシリアルデ
ータに同期して読み込むためのクロック信号とロード信
号を図１４(ｂ)(ｃ)に示す。乗算型Ｄ／Ａ変換器３５〜
４６では図１４(ｃ)のロード信号がＬＯＷで、かつ図１
４(ｂ)のクロック信号がポジティブエッジでデータ入力
するように設定されている。

【００４３】図１４に示した３本のシリアル信号は乗算
型Ｄ／Ａ変換器３５〜４６の入力端子に供給され、補正
波形発生回路２８からの１２種類の基本補正波形（ＷＦ
１〜ＷＦ１２）の極性と振幅が制御される。乗算型Ｄ／
Ａ変換器３５〜４６からの振幅制御された信号は抵抗を
通して、オペアンプで構成された反転増幅回路４７に供
給され、１２種類の補正波形を加算及び増幅して出力端
子４８には、例えば赤色（Ｒ）の水平方向（Ｈ）のコン
バーゼンス補正信号が作成でき、図３に示すコンバーゼ
ンス補正回路１９に供給され補正される。

【００４４】図１５にアナログ方式の補正波形による補
正変化を画面上の動きの関係図を示す。図１５に示すよ
うに、画面中心と周辺部の重心位置を算出することによ
り、自動的にコンバーゼンス補正を行うことができる。

【００４５】一般に３原色を発光する３本の投射管を用
いるビデオプロジェクターのコンバーゼンス補正では、
３原色のＲＧＢと水平と垂直方向の補正が必要であるた
め、最低でも１２×６＝７２系統の制御が必要になり、
幾何学歪やその他の補正で計１００系統の制御が必要さ
れる。

【００４６】また、偏向回路１８での画面振幅や偏向歪
の幾何学歪補正や映像回路１７での輝度及びフォーカス
回路２０のフォーカス補正に関しては同様の補正波形の
作成であるため説明は省略する。

【００４７】図３に示すフォトダイオード１３やＡ／Ｄ
２１は動作ダイナミックレンジが制限されるため、図５
(ａ)に示すようにドライブ電圧と画面輝度の関係が比例
して変化するように補正して、全階調での検出感度と精
度を一定化して高精度の位置検出とレベル検出を行うも
のである。このように、画像表示装置の受像ガンマに対
応したテスト信号を作成することにより、全階調での検
出感度と精度を一定化して高精度の位置検出とレベル検
出を実現すると共に、重心位置算出のための近似演算処
理を簡素化できるものである。また画像表示装置の受像
ガンマはテスト信号の発生側で補正した場合について述
べてきたが、テスト信号発生〜画像表示〜撮像〜重心位
置検出のループ内にガンマ補正が存在すれば良い。

【００４８】次に第２番目の調整項目の輝度を調整（ホ
ワイトバランス調整）する場合について説明するため、
図１６と図１７を用いる。輝度調整を行う場合も前記コ
ンバーゼンスや幾何学歪調整時と同様に、自動調整時に
はテスト信号発生回路２５から輝度調整用テスト信号が
切換回路１６に供給され、スクリーン１１上に図１６に
示す表示画面が映出される。図１７(ａ)に示すウインド
信号はハイライトやローライトおよびユニフォミティー
調整を行う場合のテスト信号、図１７(ｂ)に示す四角錘
状信号はガンマ調整を行う場合のテスト信号であり、Ｃ
ＲＴ管面上に各テスト信号の画像光が得られる。

【００４９】ＣＲＴ管面上の画像光はフォトダイオード
１３で撮像される。フォトダイオード１３からの光電変
換信号は、画像処理を行うためＡ／Ｄ２１に供給され
て、図１７に示すテスト信号表示画面の情報がデジタル
信号に変換される。Ａ／Ｄ２１からのデジタル信号はフ
レームメモリ２２に供給されて表示情報が記憶される。
フレームメモリ２２からのデータは各調整領域に対応し
たデータを抽出して読み出され、ＣＰＵ２３に供給され
て各領域毎のレベルや傾斜および各色毎の誤差値の算出
が行われる。ＣＰＵ２３からの算出信号は補正信号作成
回路２４に供給されて各種の補正信号が作成され、表示
装置の映像回路１７に供給されて自動的なホワイトバラ
ンス（ハイライト／ガンマ／ローライト）やユニフォミ
ティー等の輝度補正が行われる。

【００５０】自動輝度補正について、以下その動作を詳
細に説明するため、図１８のブロック図を用いる。図１
８は図３に示す映像回路１７の詳細なブロック図を示
す。入力端子からの映像信号とテスト信号発生回路２５
からのテスト信号は切換回路５５に供給され信号切換が
行われる。切換回路５５からの信号は利得制御回路５６
に供給され、コントラストやハイライトのドライブ調整
のための利得制御を行いクランプ回路５７に供給され
る。

【００５１】クランプ回路５７では直流再生が行われユ
ニフォミティー補正回路５８に供給される。ユニフォミ
ティー補正回路５８では画面中心部と周辺部との輝度を
均一化補正が行われ、ガンマ補正回路５９に供給され
る。ガンマ補正回路５９では図２１に示す７型投射管の
ＲＧＢの発光特性の変化を補正して映像出力回路６０に
供給される。映像出力回路６０ではＣＲＴを駆動できる
状態まで増幅して後ＣＲＴに印加される。

【００５２】本実施例の説明を行う前に、図１９の発光
特性図を用いて蛍光体の飽和が起こった場合のガンマ補
正について説明を行う。図１９は赤、緑、青（以下Ｒ、
Ｇ、Ｂと略す）７形ＣＲＴを用いて、大画面表示を行う
ビデオプロジェクターのＲ、Ｇ、Ｂの発光特性図であ
る。図１９から分かるように、Ｇの直線特性に対して、
Ｂの発光特性はビーム電流のあるレベル以上から非直線
の領域をもつことが分かる。この非直線領域が生じる要
因は、Ｂ蛍光体の大電流領域での飽和によるものであ
る。この図から分かるように、この飽和による非直線特
性をキャンセルして図１９の点線のように線形にせし
め、低輝度から高輝度領域までの全ての領域での色度を
一定に保つためにガンマ補正する必要がある。

【００５３】さて、図１８のように構成された輝度補正
の実施例について以下その動作を説明する。この動作を
説明するため（表１）の調整順番表と図１６と図１７を
あわせて用いる。

【００５４】

【表１】

【００５５】（表１）は輝度調整の調整順序を示す表で
あり、調整順番としては第１番目に低輝度を検出してロ
ーライトを調整、第２番目に高輝度を検出してハイライ
トを調整、第３番目に蛍光体飽和による中〜高輝度を検
出してガンマを調整、第４番目にガンマ調整時でのハイ
ライトが変化を補正するため再度高輝度を検出してハイ
ライトを調整、最後の画面全体（画面中心部と周辺部）
の中〜高輝度を検出して画面均一化のためのユニフォミ
ティ調整を行う。

【００５６】（表１）から分かるようにローライト、ガ
ンマ、ハイライト調整は画面中心部の輝度検出のみで可
能であるが、ユニフォミティ調整は画面中心部と周辺部
の輝度検出が必要となる。よって、ローライト、ユニフ
ォミティ、ハイライト調整を行う場合は、図１６に示す
ような画面中心部及び周辺部の、例えば９箇所に各階調
毎の図１７(ａ)に示すウインド状のテスト信号を発生さ
せ、ガンマ調整を行う場合は図１７(ｂ)に示す四角錘状
（ランプ状信号など）のテスト信号を発生させて、ＣＲ
Ｔ管面上での画像光のレベルと傾斜が検出される。ガン
マ補正の場合は特にＢランプ信号の傾斜が直線的になる
ように制御される。

【００５７】図２０に各調整項目でのテスト信号レベル
を示すための入出力特性図を示す。このように、各調整
モードに応じたレベルのテスト信号が発生される。例え
ば、ローライト調整時は入力電圧１０〜２０Ｖ、ガンマ
調整時は入力電圧５０〜１００Ｖ、ハイライト調整時は
１００Ｖ、ユニフォミティ調整時は５０〜６０Ｖのレベ
ルのテスト信号が表示画面に映出される。

【００５８】第１番目にホワイトバランスの調整を行う
場合について説明する。ホワイトバランス調整とは、Ｃ
ＲＴの発光特性に起因する各階調毎の色バランスを調整
するものであり、図２０に示す各階調のテスト信号をス
クリーン１１上に映出し、各階調のレベル量をフォトダ
オオード１３で検出される。フォトダイオード１３で光
電変換された信号はＡ／Ｄ２１に供給されて、テスト信
号表示画面の情報がデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ
２１からのデジタル信号はフレームメモリ２２に供給さ
れて表示情報が記憶される。

【００５９】フレームメモリ２２からのデータは各調整
領域に対応したデータが抽出して読み出され、ＣＰＵ２
３に供給されレベル検出と傾斜の誤差値の算出が行われ
る。ＣＰＵ２３からの誤差値信号は補正信号作成回路２
４に供給される。補正信号作成回路２４では、図２０に
示したように、黒レベル信号（１０〜２０％）でローラ
イトの制御信号を、中間〜白レベル信号（５０〜１００
％）でガンマの制御信号を、白レベル信号（１００％）
でハイライトの制御信号が作成される。

【００６０】ローライト制御信号はクランプ回路５７に
供給されてＣＲＴを駆動するＲＧＢ信号のカットオフを
制御している。また、ガンマ制御信号は数点の折れ線近
似で構成されたガンマ補正回路５９に供給されて図１９
破線に示すようにＢ蛍光体の飽和特性の補正が行われ
る。また、ハイライト制御信号は利得制御回路５６に供
給されてＣＲＴを駆動するＲＧＢ信号に振幅を制御する
ことにより、自動的にホワイトバランスの調整を行うこ
とができる。

【００６１】第２番目にユニフォミティの調整を行う場
合について説明する。ユニフォミティ調整とは、ＣＲＴ
や光学系（レンズやスクリーン）に起因する画面各部で
の輝度のバランスを補正するものであり、前記と同様の
動作を行い図２２に示したように、中間レベル信号（５
０〜６０％）でユニフォミティの制御信号が作成され
る。ユニフォミティ補正信号は映像信号と補正信号を乗
算して変調映像信号を作成するアナログ変調器で構成さ
れたユニフォミティ補正回路５８に供給されて、ＣＲＴ
を駆動するＲＧＢ信号の各部の振幅を制御することによ
り、自動的に均一画面を表示するためのユニフォミティ
の調整を行うことができる。

【００６２】

【表２】

【００６３】次に、レベル検出方法について説明するた
め（表２）の動作制御表を用いる。図２０の実線にＣＲ
Ｔの発光特性を示す。受像ガンマ係数は２.２であるた
め、低ドライブ電圧と高ドライブ電圧の輝度変化量を比
較すると高ドライブ電圧ほど感度が高いことになる。こ
のことはＣＰＵやフレームメモリ及びＤ／ＡとＡ／Ｄの
量子化ビット数に大きな影響を与える。即ち低ドライブ
電圧では１ビット当たりの輝度変化量が小さいが、高ド
ライブ電圧では１ビット当たりの輝度変化量が非常に大
きくなり、全階調における検出感度が変化するため高精
度の検出と補正ができないと共に、１０ビット以上の量
子化ビット数が必要となる。よって図２２破線に示すよ
うにドライブ電圧と画面輝度の関係が比例して変化する
ように補正して、全階調での検出感度と精度を一定化し
て高精度のレベル検出を行うものである。

【００６４】一般にホワイトバランス調整やガンマ補正
のために必要な量子化ビット数は１０ビット（１０２４
階調）が必要とされる。よって、本実施例では各調整モ
ード毎にＡ／Ｄ前段での利得と受像ガンマを行うことに
より、８ビットの量子化ビットでの処理を可能としてい
る。（表２）の動作制御表に示すように、ローライト調
整時は、図２０に示すように、Ａ／Ｄ前段の利得を大き
くして低輝度領域（１０〜３０Ｖ）の範囲を検出し、図
２０の実線のガンマ補正係数（ガンマ補正無）とし、ハ
イライトとガンマ調整時はＡ／Ｄ前段の利得を小さくし
て低〜高輝度領域（１０〜１００Ｖ）の範囲を検出し、
図２０の破線のガンマ補正係数（ガンマ補正有）とし、
ユニフォミティ調整時はＡ／Ｄ前段の利得を中として中
輝度領域（１０〜６０Ｖ）の範囲を検出し、図２０の破
線のガンマ補正係数（ガンマ補正有）として高精度のレ
ベル検出を実現している。

【００６５】このように、レベルが検出されたデータか
らは、ホワイトバランスやユニフォミティ等の輝度補正
が自動的に補正される。

【００６６】次に第３番目の調整項目のフォーカスを調
整する場合について説明するため、図２１の表示画面と
動作波形との関係図を用いる。電気的フォーカス調整を
行う場合も前記コンバーゼンス調整時と同様に、自動調
整時にはテスト信号発生回路２５からフォーカス調整用
テスト信号が切換回路１６に供給され、スクリーン１１
上に図２１(ａ)に示すテスト信号が映出され、フォトダ
イオード１３で撮像して図２１(ａ)に示すような四角錐
状の光電変換信号はＡ／Ｄ２１に供給されてデジタル信
号に変換される。Ａ／Ｄ２１からのデジタル信号はフレ
ームメモリ２２に供給されて表示情報が記憶される。

【００６７】フレームメモリ２２からのデータは各調整
領域に対応したデータを抽出して読み出され、ＣＰＵ２
３に供給され高域成分のレベルと誤差値が算出されたデ
ータは補正信号作成回路２４に供給されて、フォーカス
を補正するための補正信号が作成され、表示装置内のフ
ォーカス回路２０に供給される。ＣＰＵ２３では高域成
分のレベル検出を行っているため、図２１(ｂ)に示すよ
うな信号が得られ、各補正領域のレベルが最大値となる
図２１(ｃ)に示す補正波形を算出している。

【００６８】この補正データに基づいてフォーカス回路
２０を駆動することにより、図２１(ｄ)に示すように、
周辺部のフォーカス調整が行われた光電変換信号がフォ
トダイオード１３より得られる。このように、画面上の
各調整点のパターン信号の高域成分を検出し、高域成分
が最大となる補正量を抽出している。

【００６９】次に、フォトダイオードの設置位置につい
て詳細に説明するため、図２２と図２３の光学構成図を
用いる。図２では投射光学系の結像面であるスクリーン
１１面からＣＲＴ８管面の画像光を撮像する場合につい
て説明したが、図２２ではＣＲＴとスクリーン間に設け
られたミラー７の非結像面に撮像素子４を設置してＣＲ
Ｔ８管面の画像光を撮像する場合の光学構成図、図２３
ではレンズ９先端の非結像面に撮像素子４を設置してＣ
ＲＴ８管面の画像光を撮像する場合の光学構成図を示
す。図２ではスクリーン１１が結像面であるため表示画
面外に撮像素子を設置した場合について説明したが、図
２２と図２３では非結像面であるため有効画像領域内に
撮像素子を設けて検出を行っている。このことは非結像
面であるため表示画像にあまり影響されないということ
に起因している。

【００７０】

【表３】

【００７１】（表３）に図２のスクリーン面と図２２の
ミラー面と図２３のレンズ先端の各検出方式の比較表を
示す。（表３）に示すように、第１番目のスクリーン面
検出方式では１個の撮像素子でプロジェクター駆動系や
投射光学系や機構系の全ての変動の自動調整が可能であ
り、第２番目のミラー面検出方式では１個の撮像素子で
プロジェクター駆動系と一部の投射光学系の変動の自動
調整が可能であり、第３番目のレンズ先端方式では各光
源に対応した３個の撮像素子でプロジェクター駆動系の
変動の自動調整が可能となる。

【００７２】

【表４】

【００７３】（表４）に各変動の要因を示すように、第
１番目の駆動系変動としてはＣＲＴガンセンターや色ず
れ補正の駆動回路の温度特性による変動と地磁気により
色ずれが発生し、ＣＲＴのカットオフ電圧の変動による
色度すなわちローライトの色再現性が変動する。第２番
目の投射光学系変動としてはミラー変形による幾何学歪
と色ずれとレンズの温度特性による焦点（フォーカス）
ボケが発生し、第３番目の機構系変動としてはシャーシ
の変形による幾何学歪と色ずれが発生することになる。
この中で駆動系でのＣＲＴでのローライト変動はカソー
ド電流検出を検出してカットオフ調整を行うことによ
り、また投射光学系でのレンズ温度特性による焦点ボケ
はガラス材料に採用により改善するすることは可能であ
るが、幾何学歪（偏向歪）と色ずれ（コンバーゼンス）
は非常に重要ファクタとなる。

【００７４】これらの方式の選択としては駆動系や投射
光学系や機構系の変動の内どの項目での自動調整を実施
するかで決定され、本実施例では、全ての変動の自動調
整が可能なスクリーン面検出方式の場合について説明し
た。

【００７５】以上のように幾何学歪、コンバーゼンス、
ホワイトバランス、フォーカス補正の各項目について詳
細に説明を行ってきたが、お互いの関係や調整順序につ
いて説明するため、図２４の調整フローチャート図を用
いる。

【００７６】第１番目に自動補正を行うための表示装置
や画像補正装置の初期設定を行い、第２番目にフォーカ
ス補正を行う、この理由としてはＢ蛍光体の飽和特性は
フォーカス特性に大きく起因するためである。

【００７７】第３番目に画面中心部でのホワイトバラン
ス補正であるローライト、ハイライト、ガンマ補正を行
い、第４番目に画面全体のホワイトバランス補正である
ユニフォミティー補正を行い、以上が画像情報のレベル
検出おける補正モードである。

【００７８】第５番目に画像表示装置に表示される画面
サイズと画面位相の表示領域補正を行い、第６番目に補
正領域を順次設定して幾何学歪（偏向歪）の補正を行
い、第７番目に上記同様に補正領域を順次設定してコン
バーゼンス（色ずれ）補正を行い、以上が画像情報の位
置検出における補正モードであり、収束すれば補正が完
了したことになる。

【００７９】なお、重心位置の精度はテスト信号の線形
性に依存されるため、傾斜やレベル検出でのガンマ補正
後に幾何学歪やコンバーゼンス補正が実行されるため、
高精度の補正が実現できる。

【００８０】以上のように本実施例によれば、投射光学
系の光源画像の山形状テスト信号を直接撮像して各色毎
の誤差値を算出し、この算出信号により全画面のコンバ
ーゼンスや幾何学歪及び輝度を補正するための補正波形
を作成して自動的に補正することにより、各種の複雑な
調整が不要となり大幅な調整時間の短縮化が実現でき
る。

【００８１】次に、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図２５は本発明の第２の実
施例における投射型ディスプレイの画像補正装置のブロ
ック図を示すものである。

【００８２】図２５において、７５は撮像素子４からの
出力信号より各色毎の誤差値を算出するための算出回
路、７６は算出回路５からの出力信号よりコンバーゼン
スの補正波形を作成するための補正波形作成回路であ
り、補正波形作成回路６からの補正波形は投射拡大表示
装置１を駆動して各種補正が行われる。なお、第１の実
施例と同様の動作を行うものは同一番号で示し説明は省
略する。

【００８３】本実施例の動作を説明するため、図２６に
算出回路７５と補正波形作成回路７６のブロック図と図
２７の表示画面図と動作波形図を用いる。図２７(ａ)に
投射拡大装置１のＣＲＴ８管面上に映出された光源画像
を示し、ＣＲＴ８の有効表示領域７４内（破線）に画像
７３（実線）が映出されている。このＣＲＴ８からの光
源画像光をフォトダイオード１３で受光して図２７(ｂ)
に示す電気信号に変換される。フォトダイオード１３か
らの撮像信号はＬＰＦ７７で帯域制限されて図２７(ｃ)
に示すように表示領域での境界領域が傾斜をもって変化
する波形に変換される。

【００８４】ＬＰＦ７７からの帯域制限された信号は微
分回路７８で一次微分処理されて図２７(ｄ)に示す表示
領域境界線で変化する信号となる。微分回路７８からの
一次微分信号は図７で述べたように重心位置の処理が行
われ、図２７(ｅ)に示す重心位置信号が重心位置検出部
７２から得られる。重心位置検出部７２からの検出信号
は誤差値検出部７３で各色毎の誤差値が検出されて、ス
タティックコンバーゼンス回路７９に供給されてスタテ
ィック的なコンバーゼンスが補正される。このスタティ
ック的なコンバーゼンス補正は図１１と図１２で説明し
たＷＢ８に相当する乗算型Ｄ／Ａ４３のシリアルデータ
を制御することにより実現できる。

【００８５】なお、本実施例では表示領域境界線の検出
を分かりやすく説明するため、ＬＰＦ７７と微分回路７
８を分離構成とする場合について述べたが、一般に微分
処理では帯域制限されるため同一構成とすることができ
る。このように本実施例では表４で述べたように、ＣＲ
Ｔ８管面の光源画像の表示領域境界線を検出してＣＲＴ
のガンセンター変動や駆動系の温度特性による変動によ
るスタティック的な色ずれ（コンバーゼンス）を自動調
整するものである。

【００８６】次に、表示領域境界線を検出してスタティ
ック的なコンバーゼンスを自動調整する検出制御方法に
ついて詳細に説明するため図２８のブロック図と図２９
の動作波形図を用いる。図２９(ａ)に投射拡大装置１の
ＣＲＴ８管面上に映出された光源画像を示し、有効表示
領域７４内（破線）に画像７３（実線）が映出されてい
る。このＣＲＴ８からの光源画像光をフォトダイオード
１３で受光して図２９(ｂ)(ｃ)(ｄ)に示す電気信号に変
換される。

【００８７】フォトダイオード１３からの撮像信号はＬ
ＰＦ７７で帯域制限及び微分回路７８で一次微分処理さ
れて図２９(ｅ)(ｆ)(ｇ)に示すように表示領域での境界
領域が傾斜をもって変化する波形に変換され、この信号
がＡ／Ｄ２１でアナログ／ディジタル変換される。また
ＬＰＦ７７からの帯域制限された信号は平均値検出回路
６１に供給されて撮像信号の平均値が検出される。Ａ／
Ｄ２１からの微分処理された８ビットのディジタル信号
の例えばＬＳＢビット信号と前記平均値検出回路６１か
らの検出信号は検出制御回路６２に供給され、微分信号
が所定位置に発生されているか、撮像信号の平均値が例
えばＡＰＬ５０％以上にあるかるを判断して、検出可能
な状態かを判断してしる。

【００８８】したがって検出制御回路６２からの検出結
果としては、図２９(ｂ)(ｃ)では検出動作停止、(ｄ)で
は検出動作開始という検出制御信号が得られ、この信号
は重心位置検出や誤差値検出を行うためのＣＰＵ２３に
供給されて検出動作の制御が行われる。すなわち表示領
域境界線での微分信号の有無と撮像信号に平均値により
自動的に検出制御が行われ自動調整が行われることにな
る。

【００８９】次に、表示領域境界線がどのように設定さ
れるかについて以下説明する。図２９(ａ)に示す画像表
示領域７３に設定は、一般に帰線消去（ブランキング以
降ＢＬＫを略す）信号により決定される。本発明の実施
例のように表示領域境界線を検出する場合には、ＢＬＫ
信号のジッタや安定性が要求される。一般にはモノマル
チバイブレータなどでＢＬＫ信号の位相や期間が設定さ
れるようになっているが、安定性の点で劣るため、ディ
ジタル的なカウンタ方式により作成することにより高安
定でジッタないＢＬＫ信号を作成できる。このＢＬＫ信
号を用いて表示領域境界線を検出することができる。

【００９０】以上にように、投射光学系の光源画像を直
接撮像して各色毎の表示領域境界線の誤差値を算出し、
この算出信号によりコンバーゼンスを補正するための補
正波形を自動的に作成して補正するので、検出用のテス
ト信号が不要で疑似的なリアルタイムでの自動調整が実
現できる。

【００９１】次に、本発明の第３の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図３０は本発明の第２の実
施例における投射型ディスプレイの画像補正装置のブロ
ック図を示すものである。

【００９２】図３０において、６５は光源の周辺部に発
光特性の異なる領域６６を設けた光源画像、６３は撮像
素子４からの発光特性の異なる領域６６からの出力信号
より各色毎の誤差値を算出するための算出回路、６４は
算出回路６３からの出力信号よりコンバーゼンスの補正
波形を作成するための補正波形作成回路であり、補正波
形作成回路６４からの補正波形は投射拡大表示装置１を
駆動して各種補正が行われる。なお、第１〜２の実施例
と同様の動作を行うものは同一番号で示し説明は省略す
る。

【００９３】

【表５】

【００９４】本実施例の動作を説明する前に、光源の周
辺部に発光特性の異なる領域を設ける方法について詳細
に説明するため（表５）を用いる。（表５）に示すよう
に発光特性の異なる領域を設ける方法としては信号発生
と蛍光体方式に大きく分類できる。信号発生方式として
はＣＲＴ管面の周辺部に山形状、四角錘状、横／縦バ
ー、横／縦バーのランプ信号を映出して検出を行うこと
ができる。また蛍光体方式として３原色の蛍光体とは異
なる短波長のＰ４７の蛍光体を塗布して検出を行うこと
ができる。

【００９５】本実施例を信号発生方式の場合の動作につ
いて説明するため、図３１の表示画面図と動作波形図を
用いる。なお算出回路６３と補正補正波形作成回路６４
の構成は図７及び図２５で述べた構成と同様であるため
詳細な説明は省略する。図３１(ａ)に投射拡大表示装置
１のＣＲＴ８管面上の光源画像６５の上左の周辺部にラ
ンプ信号、図３１(ｂ)にバー信号、図３１(ｃ)の山形状
信号を映出して、発光特性を制御した場合の表示画面図
と各信号の波形図を示す。

【００９６】図３１に示すように画面周辺部に映出され
た信号をフォトダイード１３で受光し、この信号をＡ／
Ｄ２１でディジタル信号に変換する。この変換されたデ
ィジタル信号はフレームメモリ２２を通って、重心位置
検出部７２と誤差値検出部に供給されて各色毎の誤差値
が算出される。この算出信号に基づいた補正データがス
タティックコンバーゼンス補正回路７９に供給されてス
タティック的なコンバーゼンスが補正される。このスタ
ティック的なコンバーゼンス補正は図１１と図１２で説
明したＷＢ８に相当する乗算型Ｄ／Ａ４３のシリアルデ
ータを制御することにより実現できる。

【００９７】次に蛍光体方式について詳細に説明するた
め図３２のブロック図と図３３の動作波形図と図３４の
分光特性図を用いる。図３３(ａ)にＣＲＴ管面上に光源
画像６５と周辺部に図３４に示す分光特性をインデック
ス蛍光体を塗布した場合の画面図を示す。なおインデッ
クス蛍光体上には一定量の電子ビームが照射されてい
る。光源画像６５はインデックス蛍光体の波長成分のみ
を抽出するためのカラーフィルタ８１でフィルタリング
された後にフォトダイオード１３で受光され図３３(ｂ)
と(ｅ)の異なる位相の撮像信号が得られる。

【００９８】この撮像信号は２値化回路８２で２値化さ
れて時間−電圧変換回路８３に供給される。時間−電圧
変換回路８３では図３３(ｃ)に示す基準信号から撮像信
号の立ち上がりまでの時間を電圧に変換している。時間
−電圧変換回路８３は例えばランプ信号発生回路で構成
されており、時定数が同一でるため図３３(ｂ)では(ｄ)
の電圧Ｖ1が、図３３(ｅ)では(ｆ)の電圧Ｖ2が得られる
ことになる。このことは図３３(ｃ)の基準信号からの時
間に応じて電圧が変化することを意味しており、この電
圧情報より各色毎のタイミングを検出してスタティック
的なコンバーゼンスずれを検出するものである。時間−
電圧変換回路８３からの電圧はＡ／Ｄ２１を通してレベ
ル検出回路８４に供給され電圧レベルが検出され、この
検出信号は誤差検出回路７３に供給される。

【００９９】誤差検出回路７３では基準となるＧ信号に
対しての誤差値が算出される。この算出信号に基づいた
補正データがスタティックコンバーゼンス補正回路８５
に供給されてスタティック的なコンバーゼンスが補正さ
れる。例えば図３３(ｂ)が基準となるＧ信号の場合であ
ると、図３３(ｆ)に示す電圧Ｖ2がＶ1と等しくなるよう
に帰還制御されることになる。

【０１００】次に、蛍光体をマスクする方式について説
明するため図３５の表示画面と動作波形図を用いる。図
３３と同様に、フォトダイオード１３で受光され図３５
(ｂ)と(ｅ)の異なる位相の撮像信号が得られる。この撮
像信号は２値化回路８２で２値化されて時間−電圧変換
回路８３に供給される。時間−電圧変換回路８３では図
３５(ｃ)に示す基準信号から撮像信号の立ち下がりまで
の時間を電圧に変換されるため、図３５(ｂ)では(ｄ)の
電圧Ｖ1が、図３５(ｅ)では(ｆ)の電圧Ｖ2が得られるこ
とになる。

【０１０１】時間−電圧変換回路８３からの電圧はＡ／
Ｄ２１を通してレベル検出回路８４に供給され電圧レベ
ルが検出され、この検出信号は誤差検出回路７３に供給
される。誤差検出回路７３では図３５(ｂ)に示す基準と
なるＧ信号に対しての誤差値が算出され、図３５(ｆ)に
示す電圧Ｖ4がＶ3と等しくなるための補正データがスタ
ティックコンバーゼンス補正回路８５に供給されてスタ
ティック的なコンバーゼンスが帰還制御されて自動的に
補正される。

【０１０２】以上のように本実施例によれば、周辺の所
定位置に発光特性の異なる領域を設けた光源に表示され
た光源画像を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、こ
の算出信号によりコンバーゼンスを補正するための補正
波形を自動的に作成して補正するので、画像外枠信号な
どが不要であるため簡単な構成での完全なリアルタイム
での自動調整が実現できる。

【０１０３】なお、本実施例において、理解を容易にす
るためＣＲＴを用いた画像表示装置について述べてきた
が、それ以外の表示装置についても有効であることは言
うまでもない。

【０１０４】また、本実施例において、投射拡大表示装
置としては一体型、二体型のビデオプロジェクターを用
いた場合について述べてきたが、それ以外の投射型デュ
スプレイの表示装置としてもよい。

【０１０５】また、本実施例において、画像光を検出す
る撮像素子としてフォトダイオードを用いた場合につい
て述べてきたが、それ以外のＣＣＤカメラや２次元や１
次元の検出素子としてもよい。

【０１０６】また、本実施例において、補正回路と投射
拡大表示装置との間の通信信号は表示装置内の駆動回路
を補正するための補正波形信号とした場合について述べ
てきたが、直接補正波形を制御するための制御信号とし
てもよい。

【０１０７】また、本実施例において、画像表示装置の
受像ガンマはテスト信号の発生側で補正した場合につい
て述べてきたが、テスト信号発生〜画像表示〜撮像〜重
心位置検出のループ内にガンマ補正が存在すれば良いこ
とは言うまでもない。

【０１０８】また、第１の実施例において、画像表示装
置に映出したテスト信号を四角錐の山形状信号として位
置検出する場合について述べてきたが、他の山形状の形
状としてもよい。

【０１０９】また、第１の実施例において、画面上を分
割してアナログ的にコンバーゼンス補正を行う場合につ
いて述べてきたが、コンバーゼンス調整が有効に行う方
式あれば他方式で行ってもよい。

【０１１０】また、第１の実施例において、撮像手段か
らの立上がり・下がりがほぼ直線的に変化する円錐状の
光電変換信号から各領域毎の水平及び垂直方向の重心位
置を直線近似により算出する場合について述べたが、簡
易的に近似できれば非直線近似で算出を行ってもよい。

【０１１１】また、第２の実施例において、表示領域境
界線の検出方法としては画像信号の微分処理により行う
場合について述べたが、それ以外の方法により検出を行
ってもよい。

【０１１２】また、第３の実施例において、画面周辺部
での検出位置は画面十字上の上と左側で行う場合につい
て述べたが、それ以外の周辺部の位置で検出を行っても
よい。

【０１１３】また、第３の実施例において、各種のテス
ト信号やＰ４７などのインデックス蛍光体塗布や蛍光体
のマスクにより発光特性の異なる領域を設ける場合につ
いて述べたが、それ以外の方法で行ってもよい。

【０１１４】また、第３の実施例において、発光特性の
異なる領域に設定としては表示装置の走査と同一方向に
設ける場合について述べたが、斜め方向やまたその組み
合わせにより行ってもよい。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、投射光学系の光源画像の山形状テスト信号を直接撮
像して各色毎の誤差値を算出し、この算出信号により全
画面のコンバーゼンスや幾何学歪及び輝度を補正するた
めの補正波形を自動的に作成して補正するので、各種の
複雑な調整が不要となり大幅な調整時間の短縮化が図ら
れることなる。

【０１１６】また、傾きがほぼ直線的に変化する四角錐
状の光電変換信号で、先頭値と傾斜を算出して各種に補
正波形を演算により求めることによって、簡単な検出シ
ステムで高精度の補正が実現できる。

【０１１７】また、第２の発明によれば、投射光学系の
光源画像を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、この
算出信号によりコンバーゼンスを補正するための補正波
形を自動的に作成して補正するので、検出用のテスト信
号が不要で疑似的なリアルタイムでの自動調整が実現で
きる。

【０１１８】また、第３の発明によれば、周辺の所定位
置に発光特性の異なる領域を設けた光源に表示された光
源画像を直接撮像して各色毎の誤差値を算出し、この算
出信号によりコンバーゼンスを補正するための補正波形
を自動的に作成して補正するので、画像外枠信号などが
不要であるため簡単な構成での完全なリアルタイムでの
自動調整が実現でき、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における投射型ディスプ
レイの画像補正装置のブロック図

【図２】同実施例の動作を説明するための光学構成図

【図３】同実施例の動作を詳細に説明するためのブロッ
ク図

【図４】同実施例の動作を説明するための表示画面図

【図５】同実施例の動作を説明するための動作波形図

【図６】同実施例の重心位置の検出動作を説明するため
の動作波形図

【図７】同実施例の重心位置の動作を説明するための詳
細なブロック図

【図８】同実施例の重心位置の検出動作を説明するため
の動作波形図

【図９】同実施例の重心位置の検出動作を説明するため
の表示画面図

【図１０】同実施例の誤差値の算出動作を説明するため
の動作波形図

【図１１】同実施例の補正波形作成の詳細なブロック図

【図１２】同実施例の補正波形作成の動作を説明するた
めの動作波形図

【図１３】同実施例の補正波形作成の動作を説明するた
めの動作波形図

【図１４】同実施例の補正波形作成正の動作を説明する
ための動作波形図

【図１５】同実施例の動作を説明するための補正波と補
正変化の関係を示す図

【図１６】同実施例の輝度補正動作を説明するための表
示装置の表示画面図

【図１７】同実施例の輝度補正動作を説明するための動
作波形図

【図１８】同実施例の映像回路のの動作を説明するため
のブロック図

【図１９】同実施例のガンマ補正動作を説明するための
特性図

【図２０】同実施例の輝度補正動作を説明するための特
性図

【図２１】同実施例のフォーカス補正動作を示す表示画
面と動作波形との対応図

【図２２】同実施例の動作を説明するための光学構成図

【図２３】同実施例の動作を説明するための光学構成図

【図２４】同実施例の動作を調整順序を説明するための
フローチャート

【図２５】本発明の第２の実施例の投射型ディスプレイ
の画像補正装置のブロック図

【図２６】同実施例の動作を説明するためのブロック図

【図２７】同実施例の動作を説明するための表示画面と
動作波形を示す図

【図２８】同実施例の動作を説明するためのブロック図

【図２９】同実施例の動作を説明するための表示画面と
動作波形を示す図

【図３０】本発明の第３の実施例の投射型ディスプレイ
の画像補正装置のブロック図

【図３１】同実施例の動作を説明するための表示画面と
動作波形を示す図

【図３２】同実施例の動作を説明するためのブロック図

【図３３】同実施例の検出動作を説明するための表示画
面と動作波形を示す図

【図３４】同実施例のインデックス蛍光体の分光特性図

【図３５】同実施例の検出動作を説明するための表示画
面と動作波形を示す図

【図３６】従来の第１の投射型ディスプレイの画像補正
装置のブロック図

【図３７】従来の第２の投射型ディスプレイの画像補正
装置のブロック図

【符号の説明】

１投射拡大表示装置２スクリーン３テスト信号発生回路４撮像素子５、７５、６３算出回路６、７６、６４補正波形作成回路１３フォトダオード２１Ａ／Ｄ２２フレームメモリ２３ＣＰＵ２４補正信号作成回路２５テスト信号発生回路６５光源画像６６発光特性が異なる領域７０差分フィルタ７１線形領域検出部７２重心位置検出部７３誤差値算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投射光学系を用いてスクリーン上に光源画
像を投射拡大して表示する表示装置と、前記光源の所定
の位置に山形状のテスト信号を発生する信号発生手段
と、前記信号発生手段からのテスト信号を表示装置に供
給し、前記光源上に映出された画像を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段からの傾斜が直線となる撮像信号から
先頭値と傾斜から各色毎の表示位置・傾斜誤差を算出す
る誤差算出手段と、前記誤差算出手段の出力信号から前
記テスト信号の表示領域に対応した補正領域のコンバー
ゼンス、幾何学歪、ガンマ補正波形を作成する補正波形
作成手段と、前記補正波形作成手段からの補正波形で前
記表示装置を補正するようにしたことを特徴とする投射
型ディスプレイの画像補正装置。
【請求項２】信号発生手段は、表示画面を底面、信号レ
ベル方向を高さ方向としてみた場合、四角錘状となるよ
うなパターンを少なくとも一つ出力するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の投射型ディスプレイの画像
補正装置。
【請求項３】誤差算出手段は、撮像信号の線形部分から
先頭値の位置を近似計算することにより求めることを特
徴とする請求項１記載の投射型ディスプレイの画像補正
装置。
【請求項４】投射光学系を用いてスクリーン上に光源画
像を投射拡大して表示する表示手段と、前記光源画像を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの周辺部の出力
信号より各色毎の表示位置誤差を算出する誤差算出手段
と、前記誤差算出手段の出力信号によりコンバーゼンス
を補正するための補正波形を作成する補正波形作成手段
とを有し、前記補正波形作成手段からの補正波形で前記
表示装置を補正するようにしたことを特徴とする投射型
ディスプレイの画像補正装置。
【請求項５】誤差算出手段は、撮像信号の表示領域境界
線の検出信号と平均レベルに応じて誤差値を求めること
を特徴とする請求項４記載の投射型ディスプレイの画像
補正装置。
【請求項６】周辺の所定位置に発光特性の異なる領域を
設けた光源画像を投射拡大して表示する表示手段と、前
記光源画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの
周辺部の出力信号より各色毎の表示位置誤差を算出する
誤差算出手段と、前記誤差算出手段の出力信号によりコ
ンバーゼンスを補正するための補正波形を作成する補正
波形作成手段とを有し、前記補正波形作成手段からの補
正波形で前記表示装置を補正するようにしたことを特徴
とする投射型ディスプレイの画像補正装置。
【請求項７】誤差算出手段は、テスト信号映出や異種蛍
光体塗布や蛍光体遮断により発光特性の異なる画像情報
より誤差値を求めることを特徴とする請求項６記載の投
射型ディスプレイの画像補正装置。