JP2005223851A - 画像表示位置測定装置及び画像表示位置測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像表示装置の製造過程で行われる画面の調整を、簡易に行う。
【解決手段】 先ず、画像表示装置２の画面にモノクロスコープパターン３０が表示される。次に、撮像部１１が画面を撮像して画像信号を生成し、輝度信号と色差信号に分離した後に、それぞれデジタル信号に変換して記憶部１２に記録する。次に、輝度信号処理部１３が、記憶部１２に記憶されている輝度信号に基づいて、第１の輝度変化検出領域Ａの垂直方向に沿った輝度変化と第２の輝度変化検出領域Ｂの水平方向に沿った輝度変化とを検出する。そして、位置演算部１４が、輝度信号処理部１３によって検出された輝度変化に基づいて、第１の輝度変化検出領域Ａの重心Ｐ１，Ｐ２と、第２の輝度変化検出領域Ｂの重心Ｐ３，Ｐ４の位置を検出し、モノクロスコープパターン３０の表示位置を検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像表示装置を製造する過程で、表示される画像の表示位置を調整するために、表示されている画像の位置を測定する画像表示位置測定装置、及び画像表示位置測定方法に関する。

テレビジョン受像機や、パーソナルコンピュータのディスプレイなどの画像表示装置では、製造する過程で、画像を適切に表示するために画面の調整を行う。具体的には、フォーカスや、画像の表示位置、輝度、解像度などの調整を行う。

画面に表示される画像の表示位置の調整は、画面に幾何学的なパターンを表示させた状態で画面を撮像し、撮像により得られた信号から幾何学的なパターンの各部が表示されている位置を検出し、検出された位置から幾何学的なパターンの表示位置のずれを算出し、算出されたずれに基づいて画像の表示位置を調整することによって行われる。

具体的に説明すると、例えば、先ず、図６に示すようなクロスハッチパターンを画面に表示する。次に、クロス点Ｐ１１，Ｐ１２，…Ｐｍｎ（但し、ｍ及びｎは自然数。）の位置を検出し、検出されたクロス点Ｐ１１，Ｐ１２，…Ｐｍｎの位置と、表示位置が適正であったときのクロス点Ｐ１１，Ｐ１２，…Ｐｍｎの位置とから、幾何学的なパターンの表示位置のずれを算出する。そして、算出結果に基づいて幾何学的なパターンの表示位置を制御して、表示位置のずれを解消する。

以上説明した幾何学的なパターンを画面に表示させるために、画面に表示されている画像の表示位置を調整する場合には、画像表示装置に対してパターン信号を供給する必要が生じる。パターン信号は、パターン信号発生装置によって生成されて、画像表示装置に対して供給される。

そして、画像表示装置では、幾何学的なパターンを使用した画像の表示位置の調整が終了すると、モノクロスコープパターンを使用して画面の調整を行う。モノクロスコープパターンは、輝度や解像度を調整するための画像であり、白地を背景に黒線によって円や直線などを配した構成とされている。

ところで、幾何学的なパターンはモノクロスコープパターンと異なるパターンであり、また、モノクロスコープパターンと比較して単純なパターンであるなどの理由によって、幾何学的なパターンを使用して表示位置を調整した後にモノクロスコープパターンを表示すると、モノクロスコープパターンの表示位置が正確な位置から微妙にずれてしまう。

モノクロスコープパターンの表示位置が正確な位置から微妙にずれてしまうので、画像表示装置で画像の表示位置を調整するときには、画面に幾何学的なパターンを表示させて表示位置の調整を行った後に、画面にモノクロスコープパターンを表示させて画像の表示位置を微調整している。

しかしながら、画像表示装置に対してパターン信号を入力した後にモノクロスコープパターンを表示させるための信号を入力して画面の調整を行う場合、画像の表示位置を調整するときに入力する信号が２種類となる。したがって、画像表示装置の画面の調整に要する時間が長くなり、作業も煩雑になるなどの不都合が生じる。

特開平６−３４２２６７号公報

本発明は、以上説明したような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、画面上に表示される画像の表示位置を調整するときに、パターン信号を入力することなく、表示位置の調整を簡易に行うことが可能な画像位置測定装置、及び画像位置測定方法を提供することを目的とする。

本発明に係る画像位置測定装置は、モノクロスコープパターンが表示された画面を撮像して得られた画像信号に含まれる輝度信号をデジタル信号に変換して取り込む信号取り込み手段と、上記信号取り込み手段によって取り込まれた輝度信号の信号レベルの変化を示す輝度変化を検出する輝度変化検出手段と、上記輝度変化検出手段によって検出された輝度変化に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出するずれ検出手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像位置測定方法は、モノクロスコープパターンが表示された画面を撮像して得られた画像信号に含まれる輝度信号をデジタル信号に変換して取り込む信号取り込みステップと、上記信号取り込み手段によって取り込まれた輝度信号の信号レベルの変化を示す輝度変化を検出する輝度変化検出ステップと、上記輝度変化検出手段によって検出された輝度変化に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出するずれ検出ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像位置測定装置及び画像位置測定方法によれば、画像表示装置の製造過程で、画面に表示される画像の表示位置を調整するときに、画像表示装置に対して、幾何学的なパターンを表示させるためのパターン信号を入力することなく調整することが可能となる。したがって、画像表示装置の製造過程で、画面に画像を適切に表示するための調整を行うときに、画像表示装置に入力する信号を減らすことが可能となるために、必要となる操作を簡略化することが可能となり、調整に要する時間を短縮することが可能となる。

また、本発明に係る画像位置測定装置及び画像位置測定方法によれば、画像表示装置の製造過程で行われる画像の表示位置の調整を、幾何学的なパターンを表示させることなく行うことが可能となるために、パターン信号を発生させるためのパターン信号発生装置を使用することなく行うことが可能となる。したがって、画面に画像を適切に表示するための調整に必要となる装置を減らすことや簡略化することが可能となり、画像表示装置を製造するときにかかるコストを低減することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明を適用した画像位置測定装置１は、画像表示装置２の画面２１を撮像する撮像部１１と、撮像部１１から供給された輝度信号を記憶する記憶部１２と、記憶部１２に記憶された輝度信号に基づいて、画像表示装置２の画面２１の輝度変化を検出する輝度信号処理部１３と、輝度信号処理部１３によって検出された輝度変化に基づいて演算を行う位置演算部１４とを備える。

画像位置測定装置１は、画像表示装置２を製造する場合に、画像表示装置２の画面２１に表示される画像の表示位置を測定する。具体的には、図２（Ａ）に示すような、画像表示装置２の画面２１に表示されたモノクロスコープパターン３０の表示位置のずれを検出する。ユーザは、検出されたずれに基づいて、モノクロスコープパターン３０の表示位置を調整することができる。なお、以下の説明では、図２（Ａ）中矢印Ｈで示される画面２１の水平方向を水平方向と称し、矢印Ｖで示される画面２１の垂直方向を垂直方向と称する。

モノクロスコープパターン３０は、画面２１に表示される画像の輝度や解像度を調整するときに用いられるテストパターンであり、白地を背景に黒線によって円や直線などを配した所定のパターンとして構成されている。また、モノクロスコープパターン３０には、中心を円心とした円Ｒ１が描かれている。

撮像部１１は、画像表示装置２の画面２１を撮像して画像信号を生成し、生成した画像信号を輝度信号と色差信号とに分離した後にデジタル信号に変換して、記憶部１２に記録する。

記憶部１２は、撮像部１１によってデジタル信号に変換された輝度信号及び色差信号を記憶する。なお、輝度信号及び色差信号は、１画素毎に記憶される。

輝度信号処理部１３は、記憶部１２に記憶された輝度信号から、画面２１の所定の領域（以下、輝度変化検出領域という。）の輝度信号を読み出し、読み出した輝度信号の信号レベルに基づいて、輝度変化検出領域内の輝度変化を検出する。そして、検出された輝度変化から、輝度が極値となる点（以下、重心という。）の位置を検出する。画像位置測定装置１では、輝度信号処理部１３によって検出された重心と、画面２１の端部との距離に基づいて、モノクロスコープパターン３０の表示位置を検出する。

本実施の形態では、輝度信号処理部１３は、円Ｒ１を垂直方向に横断する２つの直線Ｌ１，Ｌ２と、画像表示装置２の画面２１の水平方向に沿った２つの端部（以下、水平端部という。）Ｈ１，Ｈ２とによって囲まれた第１の輝度変化検出領域Ａにおける垂直方向の輝度変化を検出した後に、重心の位置を検出する。また、円Ｒ１を水平方向に横断する２つの直線Ｌ３，Ｌ４と画像表示装置２の垂直方向に沿った２つの端部（以下、垂直端部という。）Ｖ１，Ｖ２とによって囲まれた第２の輝度変化検出領域Ｂにおける水平方向の輝度変化とを検出した後に、重心の位置を検出する。

第１及び第２の輝度変化検出領域Ａ，Ｂは、共に円Ｒ１の円周を２ヶ所で横断している。モノクロスコープパターン３０では、円Ｒ１の円周の輝度が他と比較して著しく低い。したがって、第１及び第２の輝度分布検出領域Ａ，Ｂには、それぞれ輝度が極小値となる重心が２ヶ所ずつ生じる。

位置演算部１４は、輝度信号処理部１３によって検出された輝度変化から重心の位置を検出し、検出した重心の位置に基づいて、画面２１に表示されているモノクロスコープパターン３０の表示位置のずれ、すなわち画面２１に表示される画像の表示位置のずれを算出する。

つぎに、画像位置測定装置１で、重心の位置を検出する方法、並びに、モノクロスコープパターン３０の表示位置のずれを算出するための具体的な方法について、図３に示すフローチャートを使用して説明する。

先ず、ステップＳＴ１で、画像表示装置２の画面２１に、モノクロスコープパターン３０が表示される。

次に、ステップＳＴ２で、撮像部１１が画像表示装置２の画面２１を撮像し、撮像によって得られた画像信号を輝度信号と色差信号に分離した後にデジタル信号に変換する。そして、デジタル信号に変換された輝度信号と色差信号とを、記憶部１２に記録する。

次に、ステップＳＴ３で、輝度信号処理部１３が、第１の輝度変化検出領域Ａの垂直方向に沿った輝度変化と、第２の輝度変化検出領域Ｂの水平方向に沿った輝度変化とを検出する。

輝度変化の具体的な検出方法は、以下に説明する通りとなる。

輝度信号処理部１３は、第１の輝度変化検出領域Ａの垂直方向に沿った輝度変化を検出する場合には、先ず、図４に示すように、第１の輝度分布検出領域Ａを、１画素の間隔で並んでおり且つ水平方向に沿った複数の分割線によって、複数の領域Ａ１，Ａ２…に分割する。次に、各領域Ａ１，Ａ２…毎に、記憶部１２から各画素の輝度信号を読み出して信号レベルの和を算出することによって、各領域Ａ１，Ａ２…の輝度を算出する。そして、各領域Ａ１，Ａ２…の位置に対する輝度の関係を示すことによって、第１の輝度変化検出領域Ａの垂直方向に沿った輝度変化を検出する。

本実施の形態では、各領域Ａ１，Ａ２…の位置を縦軸として輝度を横軸としたときの輝度変化は図２（Ｂ）に示す通りとなり、円Ｒ１の円周が含まれる領域の輝度が他の領域の輝度と比較して低くなっている。

また、輝度信号処理部１３は、第２の輝度変化検出領域Ｂの水平方向に沿った輝度変化を検出する場合には、先ず、図５に示すように、第２の輝度分布検出領域Ｂを、１画素の間隔で並んでおり且つ垂直方向に沿った複数の分割線によって、複数の領域Ｂ１，Ｂ２…に分割する。次に、各領域Ｂ１，Ｂ２…毎に、記憶部１２から、各画素の輝度信号を読み出して信号レベルの和を算出することによって、各領域Ｂ１，Ｂ２…の輝度を算出する。そして、各領域Ｂ１，Ｂ２…の位置に対する輝度の関係を示すことによって、第２の輝度変化検出領域Ｂの垂直方向に沿った輝度変化を検出する。

本実施の形態では、各領域Ｂ１，Ｂ２…の位置を横軸として輝度を縦軸としたときの輝度分布は図２（Ｃ）に示す通りとなり、円Ｒ１の円周が含まれる領域の輝度が他の領域の輝度と比較して低くなっている。

続いて、図３に戻り、ステップＳＴ４で、輝度信号処理部１３は、ステップＳＴ３で検出された輝度変化に基づいて、第１の輝度変化検出領域Ａの重心Ｐ１，Ｐ２と、第２の輝度変化検出領域Ｂの重心Ｐ３，Ｐ４とを検出する。

本実施の形態では、図２に示すように、円Ｒ１の円周が含まれる領域の輝度が他の領域の輝度と比較して低くなるので、領域Ａ１，Ａ２…のうち円Ｒ１の円周によって占められる面積が最も広い領域が、他の領域と比較して局部的に輝度が低い領域となり、第１の輝度変化検出領域Ａ内の重心Ｐ１，Ｐ２となる。また、領域Ｂ１，Ｂ２…のうち円Ｒ１の円周によって占められる面積が最も広い領域が、他の領域と比較して局部的に輝度が低い領域となり、第２の輝度変化検出領域Ｂ内の重心Ｐ３，Ｐ４となる。

そして、ステップＳＴ５で、位置演算部１４は、ステップＳＴ４で検出された重心Ｐ１と水平端部Ｈ１との距離Ｙ１、重心Ｐ２と水平端部Ｈ２との距離Ｙ２、重心Ｐ３と垂直端部Ｖ１との距離Ｘ１、重心Ｐ４と垂直端部Ｖ２との距離Ｘ２を算出する。

具体的に説明すると、重心Ｐ１となる領域を構成する画素と水平端部Ｈ１との距離に相当する画素数を検出することによって、重心Ｐ１と水平端部Ｈ１との距離Ｙ１算出する。また、重心Ｐ２となる領域を構成する画素と水平端部Ｈ２との距離に相当する画素数を検出することによって、重心Ｐ２と水平端部Ｈ２との距離Ｙ２を算出する。

また、重心Ｐ３となる領域を構成する画素と、垂直端部Ｖ１との距離に相当する画素数を検出することによって、重心Ｐ３と垂直端部Ｖ１との距離Ｘ１を算出する。また、重心Ｐ４となる領域を構成する画素と、垂直端部Ｖ２との距離に相当する画素数を検出することによって、重心Ｐ４と垂直端部Ｖ２との距離Ｘ２を算出する。

そして、ステップＳＴ６で、位置演算部１４は、Ｙ１とＹ２との差を算出することによって、モノクロスコープパターン３０の表示位置の垂直方向に沿ったずれを検出するとともに、Ｘ１とＸ２との差を算出することによって、モノクロスコープパターン３０の表示位置の水平方向に沿ったずれを検出する。

モノクロスコープパターン３０に描かれている円Ｒ１は、モノクロスコープパターン３０が正規の位置に表示されたときに、水平端部Ｈ１，Ｈ２の中間に引かれる画像表示装置２の画面２１の２等分線（以下、水平中心線という。）Ｈ０を対称軸として線対称であるため、第１の輝度変化検出領域Ａ内の２ヶ所の円Ｒ１の位置も、水平中心線Ｈ０を対称軸として線対称となる。すなわち、重心Ｐ１と重心Ｐ２とは水平中心線Ｈ０を対称軸として線対称な位置関係となる。

また、モノクロスコープパターン３０に描かれている円Ｒ１は、モノクロスコープパターン３０が正規の位置に表示されたときに、垂直端部Ｖ１，Ｖ２の中間に引かれる画像表示装置２の画面２１の２等分線（以下、垂直中心線という。）Ｖ０を対称軸として線対称であるため、第２の輝度変化検出領域Ｂ内の２ヶ所の円Ｒ１の位置も垂直中心線Ｖ０を対称軸として線対称となる。すなわち、重心Ｐ３と重心Ｐ４とは垂直中心線Ｖ０を対称軸として線対称な位置関係となる。

したがって、モノクロスコープパターン３０の表示位置にずれがないときには、水平端部Ｈ１と重心Ｐ１との距離Ｙ１は水平端部Ｈ２と重心Ｐ２との距離Ｙ２に等しくなり、且つ、垂直端部Ｖ１と重心Ｐ３との距離Ｘ１は垂直端部Ｖ２と重心Ｐ４との距離Ｘ２に等しくなる。以上説明した理由により、位置演算部１４は、Ｙ１とＹ２との差を算出することによって画面２１におけるモノクロスコープパターン３０の垂直方向のずれを検出することが可能となり、Ｘ１とＸ２との差を算出することによって画面２１におけるモノクロスコープパターン３０の水平方向のずれを検出することが可能となる。

ユーザは、ステップＳＴ６で算出された表示位置のずれに基づいて、画像表示装置２の画面２１に表示された画像の表示位置を調整することができる。表示位置の調整は、ステップＳＴ６で算出された表示位置のずれに従って、図示しないコントローラが行っても良い。また、画像位置測定装置１がステップＳＴ６で算出した表示位置のずれを図示しない表示部などに表示して、ユーザが表示部に表示されたデータに従って、モノクロスコープパターン３０の表示位置を手動で変化させることによって行っても良い。

なお、本実施の形態では、Ｘ１とＸ２との距離、Ｙ１とＹ２との距離からモノクロスコープパターン３０の表示位置のずれを検出したが、表示位置のずれの検出方法は、かかる方法に限定されるものではなく、ステップＳＴ３で検出された輝度分布に基づいて検出する他の方法であっても良い。

例えば、モノクロスコープパターン３０が正規の位置に表示されたときの輝度分布をメモリなどに記憶しておき、ステップＳＴ３で検出された輝度分布と比較することによって、モノクロスコープパターン３０の表示位置のずれを検出しても良い。また、モノクロスコープパターン３０が正規の位置に表示されたときの重心Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置をメモリなどに記憶しておき、ステップＳＴ５で検出された重心Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置と比較することによって、モノクロスコープパターン３０の表示位置のずれを検出しても良い。

以上説明したように、本発明を適用した画像位置測定装置１によれば、画像表示装置２の画面２１に対して、画像の表示位置を確認する幾何学的なパターンを表示させるためのパターン信号を入力することなく、画像の表示位置を調整することが可能となる。したがって、画像表示装置２の製造過程で、画面２１に画像を適切に表示するための調整を行うときに、画像表示装置２に信号を入力する回数を減らすことが可能となり、調整に必要となる操作を省略することが可能となるとともに、調整に要する時間を短縮することが可能となる。

また、画像表示装置２の製造過程で行われる画面２１の調整を、パターン信号を発生させるためのパターン信号発生装置を使用することなく行うことが可能となる。したがって、画面２１に画像を適切に表示するための調整に必要となる装置を簡略化することや、数を減らすことなどが可能となり、画像表示装置２を製造するときにかかるコストを低減することが可能となる。

本発明を適用した画像位置測定装置のブロック図である。 （Ａ）はモノクロスコープパターンを示す図であり、（Ｂ）は第１の輝度変化検出領域Ａの垂直方向に沿った輝度変化を示す図であり、（Ｃ）は第２の輝度変化検出領域Ｂの水平方向に沿った輝度変化とを示す図である。 本発明を適用した画像位置測定装置の動作を示すフローチャートである。 第１の輝度変化検出領域Ａを水平方向に沿った複数の分割線によって複数の領域に分割した状態を示す模式図である。 第２の輝度変化検出領域Ｂを垂直方向に沿った複数の分割線によって複数の領域に分割した状態を示す模式図である。 幾何学的なパターンの一例を示す図である。

符号の説明

１ 画像位置測定装置、２ 画像表示装置、１１ 撮像部、１２ 記憶部、１３ 輝度信号処理部、１４ 位置演算部、２１ 画面、３０ モノクロスコープパターン

Claims (6)

1. モノクロスコープパターンが表示された画面を撮像して得られた画像信号に含まれる輝度信号をデジタル信号に変換して取り込む信号取り込み手段と、
   上記信号取り込み手段によって取り込まれた輝度信号の信号レベルの変化を示す輝度変化を検出する輝度変化検出手段と、
   上記輝度変化検出手段によって検出された輝度変化に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出するずれ検出手段とを備えること
   を特徴とする画像表示位置測定装置。
2. 上記輝度変化検出手段は、上記モノクロスコープパターンが表示された画面の輝度変化から、輝度信号の信号レベルが極値となる点を検出し、
   上記ずれ検出手段は、上記輝度変化検出手段によって検出された上記輝度信号の信号レベルが極値となる点の位置に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出すること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示位置測定装置。
3. 上記ずれ検出手段は、上記輝度変化検出手段によって検出された上記輝度信号の信号レベルが極値となる点から上記画面の端部までの距離を検出することによって、上記輝度解像度検出用画像の表示位置のずれを検出すること
   を特徴とする請求項２記載の画像表示位置測定装置。
4. モノクロスコープパターンが表示された画面を撮像して得られた画像信号に含まれる輝度信号をデジタル信号に変換して取り込む信号取り込みステップと、
   上記信号取り込み手段によって取り込まれた輝度信号の信号レベルの変化を示す輝度変化を検出する輝度変化検出ステップと、
   上記輝度変化検出手段によって検出された輝度変化に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出するずれ検出ステップとを備えること
   を特徴とする画像表示位置測定方法。
5. 上記輝度変化検出ステップでは、上記モノクロスコープパターンが表示された画面の輝度変化から、輝度信号の信号レベルが極値となる点を検出し、
   上記ずれ検出ステップでは、上記輝度変換検出ステップで検出された上記輝度信号の信号レベルが極値となる点の位置に基づいて、上記モノクロスコープパターンの表示位置のずれを検出すること
   を特徴とする請求項４記載の画像表示位置測定方法。
6. 上記ずれ検出ステップでは、上記輝度変化検出ステップで検出された上記輝度信号の信号レベルが極値となる点から上記画面の端部までの距離を測定することによって、上記輝度解像度検出用画像の表示位置のずれを検出すること
   を特徴とする請求項５記載の画像表示位置測定方法。

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