JP2653899B2 - 画像補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーテレビジョン受像機の画像をディジ
タル的に補正する装置に関し、自動的に各種画像補正が
可能なディジタル画像補正装置に関するものである。

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
ーンに拡大投写するビデオププロジェクターにおいて
は、投写管のスクリーンに対する入射角（以下集中角と
呼ぶ）が各投写管で異なるためスクリーン上で色ずれ、
フォーガスずれ、偏向歪、輝度変化が生じる。これらの
各種の補正は、水平およ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。そこでコンバーゼンス精度の高い
方法として、特開昭59−8114号公報のディジタルコンバ
ーゼンス装置が、また自動的の補正を行う方法として、
特開昭55−61552号公報のディジタルコンバーゼンスが
提案されている。

その従来の画像補正装置を以下に説明する。第10図は
従来の画像補正装置のブロック図を示す。拡大投写装置
47とスクリーン54で構成されたビデオプロジェクターに
おいて、コンバーゼンス補正回路１、輝度補正回路２、
フォーカス補正回路３、偏向直線性補正回路４等の補正
は、入力端子６から入力される同期信号に同期して、パ
ターン発生器７より各種補正に適したパターン信号を画
面上に映出し、人間の目によりずれ量や変化量を抽出
し、その補正データを人間が手動調整装置５を操作して
行っていた。

このように、各種の補正が目視により観察して手動で
補正しているため、精度よい各種の画像補正を行なうこ
とができる。

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構成の画像補正装置では、
画面上の各調整点毎の色ずれ、フォーカスずれ、偏向
歪、輝度等の各種の補正データの入力が必要であるた
め、調整時間が非常にかかるという問題を有していた。

本発明はかかる問題に鑑み、コンバーゼンス補正量よ
り各投写管の集中角を算出し、このデータにより偏向直
線性、輝度、フォーカスの補正データを演算により求め
て自動的に補正することにより、調整時間を大幅に短縮
できるビデオプロジェクターの画像補正装置を提供する
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の画像補正装置
は、複数の投写管を用いて画面上に投写拡大して表示す
る表示手段と、前記画面上にコンバーゼンス調整用パタ
ーン信号を発生するパターン信号発生手段と、前記画面
上でのコンバーゼンスを補正するコンバーゼンス補正手
段と、前記補正手段により補正されるコンバーゼンス補
正量をもとに投写光学系の仕様と複数の投写管が画面上
で結像される集中角を算出する算出手段と、前記算出手
段により算出された算出データにより偏向直線性や輝度
低下、フォーカスずれの補正量を演算により求める演算
手段と、前記演算手段により求められた上記各補正デー
タにより受像機内の各補正回路を制御する制御手段を備
えたものである。

上記算出手段は、画面十字上と周辺部の色ずれ量より
投写管の集中角を算出するようにしたことを特徴とす
る。

また、上記コンバーゼンス補正手段は、画面上でのコ
ンバーゼンスずれ量を検出し、この検出信号により補正
するようにしたことを特徴とする。

作 用 上記構成により、コンバーゼンス補正量より複数の投
写管の集中角を算出し、この算出データにより偏向直線
性や輝度低下またはフォーカスずれの補正量を演算によ
り求め、この演算データにより各補正手段を自動的に補
正できるため、各種の複雑な調整が不要である。また画
面十字上と周辺部のみの色ずれ検出により容易に集中角
を算出できるように構成でき、簡単な回路規模で実現で
きる。

さらに、上記構成により、画面上での色ずれ量を検出
して自動的に補正し、この補正量により各種補正量を演
算により求めることができるため、大幅な調整時間の短
縮が図れる。また基準投写管からの光に対しての幾何学
的なずれ量を検出すれば、より簡単に集中角が算出で
き、簡単な構成で実現できる。

実施例 以下に、本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図〜第２図は本発明の第１の実施例における画像
補正装置のブロック図と表示画面図を示す。第１図にお
いて、41は同期信号が供給される入力端子、42は入力端
子41からの同期信号に同期してパターン信号を発生する
ためのパターン発生器、43は前記同期信号より各種のコ
ンバーゼンス補正波形を作成するためのコンバーゼンス
補正回路、47は光の３原色の投写管とレンズ51〜53とに
よりスクリーン上に投写するための拡大投写装置、44は
スクリーン上に映出されるRGBのコンバーゼンス補正量
よりスクリーンに入射される集中角θを算出するための
集中角算出回路、45は前記集中角θの算出データより各
種の補正波形を自動的に演算により求める補正データ演
算回路、46は各種演算データを補正するための各種補正
回路である。

このように構成された本実施例の画像補正装置につい
て、以下その動作を説明する。入力端子41には同期信号
が入力され、パターン発生器42で各走査方向の各種アド
レス信号を発生し、そのアドレス信号により第２図の表
示画面図に示すように例えば水平方向11行、垂直方向９
列のクロスハッチパターンを発生して画面に映出する。
また同期信号はコンバーゼンス補正回路43にも供給され
て各走査方向の補正波形（パラボラ波形、のこぎり波形
等）を作成して拡大投写装置47内のコンバーゼンス増幅
器を通じてコンバーゼンスヨークに供給されて補正が行
われる。複数の投写管を用いた拡大投写装置47はRGBの
光源がインライン方向に配列されているため、画面上の
表示領域が各色毎に異なる。Ｒ投写光学系51からの光は
スクリーン上の表示領域48に相当し、Ｇ投写光学系52か
らの光はフクリーン上の表示領域49に相当し、Ｂ投写光
学系53からの光はスクリーン上の表示領域50に相当す
る。すなわち、投写光学系の配列によりコンバーゼンス
補正量がおおまかに決定されることを意味している。従
ってコンバーゼンス補正回路43で補正された補正データ
により投写光学系システムが算出される。ここで、コン
バーゼンス補正量より集中角を含む投写光学系の仕様を
算出する理由は、コンバーゼンス補正ではハイビジョン
仕様で0.5走査線以内という厳密な調整精度が要求され
るため、高精度の投写高を有する光学系仕様を算出する
ためである。よって、コンバーゼンス補正回路43からの
補正データは集中角（θ）算出回路44に供給され、スク
リーン上での各光源からの集中角を算出している。前記
集中角（θ）算出回路44からの算出データは補正データ
演算回路45に供給されて各種の補正データが演算により
求められる。この補正データは集中角（θ）と共に投写
管の蛍光面の曲率、スクリーン面の曲率、投写レンズの
仕様等により決定される。その演算により求められる補
正データは、第１に各色の表示領域が全画面に渡って均
一に位置するための偏向直線性の補正データを、第２に
各色の表示領域が全画面に渡って均一の輝度（明るさ）
になるための輝度低下の補正データを、第３に各色の表
示領域が全画面に渡って均一のフォーカス（解像度）に
なるためのフォーカスずれの補正データを演算により求
めている。この補正データ演算回路45からの補正データ
は各種補正回路46に供給されて、前記偏向直線性、輝度
低下やフォーカスずれの補正を行っている。各種補正回
路46からの補正データは拡大投写装置47に供給されて各
種の補正が行われる。

次に、集中角（θ）算出回路44の動作についてその詳
細を第３図の表示画面図と第４図の算出プログラムのフ
ローチャート図を用いて説明する。第３図（ｂ）に示す
投写光学系の場合、各色の投写光学系（投写管、レン
ズ）55〜57はスクリーン54に第３図（ａ）のような各色
の表示領域48〜50をもつことになる。これは光学系が集
中角（θ）を持つことに起因している。Ｒ投写光学系55
はスクリーン54の右端の投写距離が長くなるため拡大率
も大きくなって表示領域48となり、その逆のＢ投写光学
系57ではスクリーン54の右端の投写距離が短くなるため
拡大率も小さくなって表示領域50となる。また中心位置
にあるＧ投写光学系の場合はスクリーン左右端で対称と
なるため表示領域49となる。次に、集中角算出方法につ
いて述べる。第４図（ａ）にその算出プログラムのフロ
ーチャートを示すように、第１番目にスクリーンサイズ
やアスペクト比等の画面サイズを設定、第２番目にフラ
ットやカーブド等のスクリーン曲率を設定、第３番目に
投写倍率や投写距離等のレンズ仕様を設定、第４番目に
インラインに配列されたCRTピッチＰを設定し、上記設
定内容により各投写システムの集中角（θ）が算出され
る。集中角が算出されると第４図（ｂ）に示すコンバー
ゼンスずれ量のX1〜X2とY1〜Y2が自動的に算出されるこ
とになる。以上の理由によりコンバーゼンス補正量より
集中角が算出され、投写光学系の全ての仕様が算出され
ることになる。

次に、集中角（θ）算出回路44と補正データ演算回路
45の動作についてその詳細を第５図のプログラムのフロ
ーチャート図を用いて説明する。第１番目に画面上に映
出された各色のパターン信号に観測して、コンバーゼン
ス補正回路43でコンバーゼンス補正量を算出する。第２
番目にこの各走査方向の補正データをもとに光学系の集
中角を算出する。第３番目に各種光学系のスペックであ
るCRTピッチやレンズ仕様、スクリーン曲率、画面サイ
ズのデータをあらかじめ入力しておく。上記集中角と各
種光学系スペックにより、偏向の直線性データと輝度補
正データやフォーカス補正データを自動的に算出して補
正を行うことができる。

次に、集中角を求める手段としてコンバーゼンス補正
量を抽出する方法についてその詳細を第６図の表示画面
図と波形図を用いて説明する。第６図（ａ）はコンバー
ゼンスの幾何学的ずれを示す表示画面図を示し、第６図
（ｂ）はその幾何学的ずれ量を補正するための補正波形
をスクリーン上の位置に対応させて示す。すなわち、水
平方向の補正波形（X1〜X2）はパラボラ波形、垂直方向
はスクリーン上部の補正波形（Y1〜Y2）はのこぎり波
形、スクリーン下部はその逆の補正波形（−Y1〜−Y2）
であり、画面中心軸上を対称にして極性が反転する波形
となる。従ってコンバーゼンス補正量を算出する手段と
しては、第６図（Ｃ）の表示画面図の水平方向ラインは
H1、H2、H3のポイントの補正量を算出すればよく、また
垂直方向はV1〜V6までのポイントの補正量を算出すれば
よい。すなわち、画面十字上と周辺部の補正量より各走
査方向の補正量が算出されることになる。また拡大投写
装置47ではコンバーゼンスヨークや補正電流の増幅率等
からコンバーゼンス補正感度が決定されるため、上記補
正量との関係は常に一定の関係にある。

以上のように本実施例によれば、コンバーゼンス補正
量より自動的に集中角を算出し、各種の補正を自動的に
算出して補正を行うことにより、ビデオプロジェクター
の複雑な調整が不要となり、調整時間の短縮を図ること
ができる。

第７図〜第８図は本発明の第２の実施例を示す。第１
に実施例の構成と異なる点は、コンバーゼンスずれ量を
検出して自動的に各種の補正波形を求めるようにした点
である。第７図において、58は画面上に映出されたパタ
ーン信号より各色のコンバーゼンスずれ量を検出するた
めのずれ量検出回路で、コンバーゼンス補正回路59はず
れ量検出回路58からのずれ量検出信号により補正波形を
作成して補正する。

第７図において、第１の実施例と同等の動作を行なう
ものは同じ番号で示し説明は省略する。

本実施例の画像補正装置の詳細を第８図の表示画面図
と波形図を用いて説明する。第７図の示すずれ量検出回
路58では画面上に映出された各色信号を検出している。
例えば第８図（ａ）は基準となるＧ信号の画面図、また
第８図（ｂ）はその他の色信号の画面図を示し、この画
面をずれ量検出回路58で検出してコンバーゼンス補正量
を自動的に求めている。第８図（ａ）の画面のずれ量検
出回路58で検出すると第８図（Ｃ）に示すように等間隔
にパターン信号が位置し、第８図（ｂ）の画面を検出す
ると第８図（ｄ）に示すように不等間隔にパターン信号
が検出される。コンバーゼンスを合わせるためには、第
８図（Ｃ）と（ｄ）が同一位置に位置する必要がある。
そのためずれ量検出回路58では第８図（Ｃ）と（ｄ）と
の位置誤差を検出するとともに、位置ずれ補正のための
最適補正量の算出を行っている。この検出と補正データ
の算出方法は、次の方法により実現できる。まず検出方
法は、基準となる信号と集束させるための信号の位相差
をカウンタを用いて検出することにより、補正データの
算出を幾何学的な演算手法により容易に求めることが可
能である。その手法としては、ビデオプロジェクターの
幾何学的は色ずれ補正波形はのこぎり波形とパラボラ波
形の組み合わせによる補正波形が基本であるため、画面
中心部と周辺部のずれ量により補正波形の補正量が算出
される。

第９図は補正波形による補正変化を画面上の動きの関
係で示した図である。

第９図において、たとえば（１）のように補正波を1V
周期の垂直のこぎり波とした場合、この補正波を垂直コ
ンバーゼンスコイルに加えたときは垂直方向の振幅補正
を行い、水平コンバーゼンスコイルに加えたときは縦線
の直交補正を行う。また、（４）のように補正波を1H周
期の水平パラボラ波とした場合、この補正波を垂直コン
バーゼンスコイルに加えたときは横線の曲がり補正を行
い、水平コンバーゼンスコイルに加えたときは水平方向
の直線性補正を行う。したがって、第８図（ｄ）の補正
としては水平方向の直線性であるため、水平パラボラ波
を水平コンバーゼンスコイルに加えて補正を行うことに
より、第８図（ｃ）に示すように、第８図（Ｃ）と同一
位相になることが分かる。そして、ずれ量検出回路58で
検出された補正波形と補正量はコンバーゼンス補正回路
59に供給されて、コンバーゼンス補正を行うための各種
波形に対する制御を行い、その後に拡大投写装置47に供
給される。このようにして自動的にコンバーゼンス補正
が行われ、この補正量より複数の投写管の集中角が算出
され、自動的に各種の補正が行われる。また、第３図
（ｂ）に示すようにRGBの投写管がインラインに配列さ
れた場合は、左右対称の補正量となる投写管56からのＧ
光を基準光として取扱い、このＧ投写光にその他の色の
光が集束させるように行うことにより、位置検出が容易
でかつ精度のよい補正が実現できる。

以上のように本実施例によればコンバーゼンスずれ量
を検出して自動的に各種の補正波形を求めるとともに、
コンバーゼンス補正量より自動的に集中角を算出して、
各種の補正を自動的に算出して補正を行うことにより、
ビデオプロジェクターの複雑な調整が不要となり、調整
時間の短縮を図ることができる。

なお、第１、第２の実施例において、理解を容易にす
るためのビデオプロジェクターについて述べてきたが、
シャドウマスク式の直視形受像機や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。また拡大
投射するビデオプロジェクターの光学系の主軸で監視し
て補正する場合について述べてきたが、主軸からずれる
場合の条件により補正系を制御してもよい。

また第２の実施例において、画面上のパターン信号の
検出はカメラを用いる場合について説明したが、それ以
外の光電変換素子としてもよい。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、コンバーゼン
ス補正量から投写光学系の仕様と複数の投写管が画面上
で結像される集中角を算出し、この算出データにより偏
向直線性や輝度低下またフォーカスずれの補正量を演算
により求め、この演算データにより各種補正手段を自動
的に補正させるため、各種の複雑な調整が不要であると
ともに、フロントタイプやリアタイプなどの投写条件
や、セットの設置場所にまつわる天井吊りや床置きなど
の各種の集中角を含む各種の投写光学系の詳細な仕様が
容易に算出できるため、高精度の補正と各種の投写条件
に対応できる。また、画面十字上と周辺部の色ずれを検
出して自動補正されたコンバーゼンス補正量より集中角
を含む投写光学系の詳細な仕様が算出できるため、より
高精度の補正が実現できる。

さらに、本発明によれば、画面上での色ずれ量を検出
して自動的に補正し、この補正量より各種補正量を演算
により求めることにより、大幅な調整時間の短縮が図れ
る。また基準投写管からの光に対しての幾何学的なずれ
量を検出することにより、簡単に集中角が算出できるた
め、簡単な構成で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明は第１の実施例における画像補正装置の
ブロック図、第２図は第１の実施例の動作を説明するた
めの表示画面図、第３図は第１の実施例の光学系構成
図、第４図は第１の実施例のコンバーゼンス補正量の算
出プログラムチャート図、第５図は第１の実施例の各種
補正データの算出プログラムチャート図、第６図は第１
の実施例の動作を説明するための表示画面図と波形図、
第７図は本発明の第２の実施例の画像補正装置のブロッ
ク図、第８図は第２の実施例の表示画面図と波形図、第
９図は第２の実施例の補正波形と変化図、第10図は従来
のビデオプロジェクターにおける画像補正装置のブロッ
ク図である。 42……パターン発生器、43、59……コンバーゼンス補正
回路、44……集中角算出回路、45……補正データ演算回
路、46……各種補正回路、47……拡大投写装置、58……
ずれ量検出回路。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の投写管を用いて画面上に投写拡大し
   て表示する表示手段と、前記画面上にコンバーゼンス調
   整用パターン信号を発生するパターン信号発生手段と、
   前記画面上でのコンバーゼンスを補正するコンバーゼン
   ス補正手段と、前記補正手段により補正されるコンバー
   ゼンス補正量をもとに投写光学系の仕様と複数の投写管
   が画面上で結像される集中角を算出する算出手段と、前
   記算出手段により算出された算出データにより偏向直線
   性や輝度低下、フォーカスずれの補正量を演算により求
   める演算手段と、前記演算手段により求められた上記各
   補正データにより受像機内の各補正回路を制御する制御
   手段を備えた画像補正装置。
2. 【請求項２】算出手段が、画面十字上と周辺部の色ずれ
   量より投写管の集中角を算出するようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の画像補正装置。
3. 【請求項３】コンバーゼンス補正手段が、画面上でのコ
   ンバーゼンスずれ量を検出し、この検出信号により補正
   するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像補
   正装置。