JPH08331443A

JPH08331443A - 画像表示装置の調整システム及び画像撮像装置

Info

Publication number: JPH08331443A
Application number: JP7135078A
Authority: JP
Inventors: Akira Ichimatsu; 明一松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】画像表示装置の表示している映像信号の垂
直走査周波数と、表示画像の撮像を行うＣＣＤカメラの
垂直走査周波数が異なる場合に発生する撮像出力信号の
輝度レベルの変動と、画像表示装置個別に定まる画面中
央部の輝度に対する画面周辺部の輝度低下を補償して、
安定した撮像信号を得ることのできる画像撮像装置を得
る。【構成】表示系と撮像系の垂直走査周波数の違いによ
り発生する撮像出力信号の輝度レベル変動量の算出を行
い、この補償を行う輝度補正信号を作成する。また、画
面周辺部の輝度低下量を測定用テストパターンを表示、
測定し、画面周辺部の輝度低下の補償を行う輝度補正信
号を作成する。続いて、上記２種類の輝度補正信号から
実際に必要となる輝度補正信号を作成し、撮像出力信号
の変調を行うことで輝度レベル変動と画面周辺部の輝度
低下を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置の表示す
る画像領域が画像撮像装置の撮像領域内に含まれる場合
における画像表示装置の調整システム及び画像撮像装置
に関し、例えば、画像表示装置の各種セットアップ調整
を行うシステムで画像表示装置が表示したテストパター
ンの撮像を行う画像撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えば特開平５−３０５４４号
公報に示された従来の画像撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。従来の画像撮像装置は、撮像される画像を
表示するディスプレイ１００、ディスプレイ１００に表
示される画像を撮像するＣＣＤカメラ８、ＣＣＤカメラ
８により撮像された映像を処理する測定装置２００、上
記ディスプレイ１００とＣＣＤカメラ８を制御するコン
トローラ３００から構成される。なお、ディスプレイ１
００は、被調整セットと見なすことができ、外部同期信
号入力端子１０１より入力される同期信号に対応してテ
ストパターンを発生する映像信号発生回路１０２が出力
する映像信号（テストパターン）をＣＲＴ１０３上に出
力表示する。

【０００３】ＣＣＤカメラ８は外部同期駆動可能なＣＣ
Ｄカメラを使用している。外部同期信号入力端子１４よ
り入力される同期信号に同期してＣＲＴ１０３上に表示
されているテストパターンをＣＣＤカメラ８内部のＣＣ
Ｄイメージャ８１に電荷蓄積させることによってテスト
パターンの撮像を行い、その撮像出力信号を測定装置２
００に出力する。

【０００４】測定装置２００は、ＣＣＤカメラ８より入
力された撮像信号を記憶するフレームメモリ１１と、フ
レームメモリ１１に記憶されたデータを演算処理する演
算装置２０１から構成される。なお、図１４には図示し
ていないが、この時アナログ信号であるＣＣＤカメラ８
の撮像出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換
回路が測定装置２００の入力部とフレームメモリ１１の
間に設置されていて、これを経由して撮像信号はフレー
ムメモリ１１に記憶される。

【０００５】コントローラ３００は、ＣＣＤカメラ８を
駆動するための同期信号を発生するカメラ同期発生回路
３０１と、カメラ同期発生回路３０１が出力する水平同
期信号（以下、ＨＤと記す）をカウントするアドレスカ
ウンタ３０２、アドレスカウンタ３０２より入力される
アドレスに対応するデータを出力するメモリ（ＲＡＭ）
３０３、アドレスカウンタ３０２に所定のカウント値を
設定し、かつ、メモリ３０３に所定のデータを記憶させ
るＣＰＵ５、及びディスプレイ１００に供給する複合同
期信号を発生する同期発生回路３０４から構成されてい
る。

【０００６】次に、図を用いて動作を説明する。図１５
は従来の画像撮像装置における動作を説明するための図
である。同期発生回路３０４より出力された複合同期信
号はディスプレイ１００の映像信号発生回路１０２に入
力される。映像信号発生回路１０２は、この複合同期信
号に同期して所定のテストパターンを作成し、ＣＲＴ１
０３上に出力する。これによりＣＲＴ１０３に所定のテ
ストパターンが表示される。

【０００７】一方、同期発生回路３０１が出力するＨＤ
及び垂直同期信号（以下、ＶＤと記す）が外部同期信号
入力端子１４からＣＣＤカメラ８に供給され、ＣＣＤカ
メラ８はこの同期信号に同期して駆動され、ＣＲＴ１０
３上に表示されるテストパターンの撮像を行う。ＣＣＤ
カメラ８により撮像された撮像出力信号は測定装置２０
０に供給され、Ａ／Ｄ変換回路を経由して、データ値と
してフレームメモリ１１に記憶される。演算装置２０１
はフレームメモリ１１に記憶されたデータを処理し、デ
ィスプレイ１００の各種特性、例えばコンバーゼンスエ
ラーを測定する。また、ＣＰＵ５は同期発生回路３０１
がＣＣＤカメラ８に供給する垂直走査周波数と、同期発
生回路３０４がディスプレイ１００に供給する垂直走査
周波数の差に対応するデータをメモリ３０３に記憶して
いる。即ち、メモリ３０３には図１５（ｃ）に示すよう
に、ＣＣＤカメラ８の垂直走査周期（図１５（ａ））
と、ディスプレイ１００の垂直走査周期（図１５
（ｂ））との差に対応する期間は論理Ｌ、その他の期間
は論理Ｈとなるデータが記憶されている。

【０００８】アドレスカウンタ３０２は同期発生回路３
０１より入力されるＨＤをカウントし、そのカウント値
に対応するアドレスをメモリ３０３に出力する。また、
このアドレスカウンタ３０２のカウント値は同期発生回
路３０１からＶＤが入力される度にリセットされる。そ
の結果、メモリ３０３は図１５（ｃ）に示すように、Ｃ
ＣＤカメラ８の垂直走査周期の開始直後において、ディ
スプレイ１００とＣＣＤカメラ８の垂直走査周期の差に
対応する期間、論理Ｌとなる信号をＣＣＤカメラ８へ出
力する。

【０００９】ＣＣＤカメラ８では、メモリ３０３より供
給された信号が論理Ｌである期間はＣＣＤイメージャ８
１の電荷を吐き捨る動作を行うため、この期間は撮像が
できなくなり、この信号が論理Ｈとなる期間だけ撮像を
行うことができる。その結果、ＣＣＤカメラ８により撮
像されるデータは図１５（ｄ）に示すようになる。ディ
スプレイ１００におけるＡフィールドの画像がＣＣＤイ
メージャ８１の途中から画面最下部までの領域に撮像さ
れる。続いて、ディスプレイ１００にＢフィールドの画
像の表示が開始されることになるが、この画像がＣＣＤ
イメージャ８１の最上部から順次撮像され、ＣＣＤカメ
ラ８の第１フィールドが終了する。つまり、上方にＢフ
ィールドの画像が表示され、下方にＡフィールドの画像
が表示された撮像データがＣＣＤカメラ８の第１フィー
ルドの撮像信号として出力される。

【００１０】次いで、ＣＣＤカメラ８の第２フィールド
が開始されると、メモリ３０３より供給される信号が論
理Ｌである期間はＣＣＤカメラ８は撮像を行わず、メモ
リ３０３より供給される信号が論理Ｈになると、ディス
プレイ１００のＢフィールドの画像の撮像を行う。Ｂフ
ィールドの表示が終了してもＣＣＤカメラ８の第２フィ
ールドは終了していないので、それに続くディスプレイ
１００のＣフィールドの画像も撮像され、第２フィール
ドが終了する。その結果、ＣＣＤカメラ８の第２フィー
ルドの画像は、上方にＣフィールドの画像が表示され、
下方にＢフィールドの画像が表示されたものとなる。

【００１１】さらに、ＣＣＤカメラ８の第３フィールド
においては、ディスプレイ１００のＤフィールドの画像
が撮像される。この場合、ディスプレイ１００とＣＣＤ
カメラ８のＶＤが同時に発生するため、ＣＣＤカメラ８
の第３フィールドの画像はＤフィールドの画像だけとな
る。以下、同様にしてディスプレイ１００の画像（各フ
ィールドの画像）がＣＣＤカメラ８により順次撮像され
ていく。

【００１２】ＣＣＤイメージャ８１により撮像されたデ
ータは、通常の速度で読み出されるため、図１５（ｅ）
に示すようになる。即ち、第１フィールド〜第５フィー
ルドの各フィールドにおいて一定輝度の画像が得られ
る。その結果、測定装置２００において、例えば輝度の
測定が誤って行われることが防止されるため、ディスプ
レイ１００の各種調整を正しく行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＣＤカメラ
８の垂直走査周波数の方がディスプレイ１００の垂直走
査周波数よりも高い場合では、ディスプレイ１００とＣ
ＣＤカメラ８のＶＤの関係が図１６に示すようになり、
ＣＣＤカメラ８の第１フィールドの出力信号はディスプ
レイ１００のＡフィールドの途中で終了してしまうた
め、図１６（ｅ）に示すａの領域では撮像信号が得られ
なくなり、この領域は無信号領域になってしまう。以
下、ＣＣＤカメラ８のフィールドが進むにつれて無信号
領域がｂ、ｃ、ｄ、・・・のように移動していくため、
正しい撮像が行われなくなる。よって、ディスプレイ１
００の各種調整を正しく行うことができなくなる。

【００１４】また、ディスプレイ１００の表示画像の一
部領域を拡大撮像する場合では、ＣＣＤカメラ８の垂直
走査周波数がディスプレイ１００の垂直走査周波数より
も高い関係のある場合では、ディスプレイ１００に表示
された画像の撮像が問題なく正しい輝度レベルで行われ
るため、ディスプレイ１００の正しい測定、及び各種調
整を行うことができるが、逆にＣＣＤカメラ８の垂直走
査周波数がディスプレイ１００の垂直走査周波数よりも
低い関係のある場合には、ＣＣＤカメラ８の撮像領域が
撮像信号の得られない無信号領域と重なる場合があり、
この場合にはディスプレイ１００の正しい測定、正しい
各種調整を行うことができなくなる。

【００１５】以上の説明は、スクリーン上におけるテス
トパターンの輝度が表示画面全域にわたって一定であ
る、という前提で述べたが、実際、現実の画像表示装置
では表示画面全域にわたって輝度が一定となることは有
り得ず、画面周辺部の輝度は画面中央部の輝度に対して
必ず低下している。この原因は投写型画像表示装置（ビ
デオプロジェクタ（以下、ＶＰと記す）等）と直視型画
像表示装置（テレビセット等）では異なる。

【００１６】最初に、画像表示装置が投写型画像表示装
置である場合について説明する。投写型画像表示装置の
一例としてＶＰを例とすると、ＶＰはＧ、Ｂ、Ｒの小型
ＣＲＴの管面上に表示した画像を、ＣＲＴの前面に設置
された投写レンズでスクリーン上に拡大投写する構成を
とっているが、投写の際、投写レンズの画角による輝度
低下（ｃｏｓ４乗則による輝度低下）が起こるため、画
面周辺部の輝度が低下する。

【００１７】いま、ＶＰが画面全域で輝度が一定である
全白信号をスクリーン上に投写した場合を考える。この
時、Ｇ、Ｂ、Ｒ各々のＣＲＴ蛍光面上では、画面周辺部
と画面中央部における電子ビームの電流密度は等しくな
るため、画面周辺部と画面中央部のＣＲＴ光出力は等し
くなる。しかし、投写レンズを経たスクリーン面上での
光量は、ｃｏｓ４乗則によって画面周辺部の光量は画面
中心部の光量よりも低下するため、輝度が低下する。例
えば、投写レンズの画角が約５４゜のリア型ＶＰでは、
画面周辺部の輝度は画面中央部の輝度の２０〜３０％程
度となっているのが現状である。

【００１８】一方、直視型画像表示装置では、画面周辺
部になるほどＧ、Ｂ、Ｒの蛍光体間の領域幅（ブラック
マトリクス幅）が広くなるものがあり、このような蛍光
面を有する直視型画像表示装置ではＶＰと同様に、画面
周辺部の輝度は画面中央部の輝度と比べて低下する。但
し、直視型画像表示装置においてはＧ、Ｂ、Ｒ蛍光体幅
とブラックマトリクス幅は水平方向のピッチは変化する
が、垂直方向のピッチでは変化しない。よって、直視型
画像表示装置における輝度低下は画面の水平位置に依存
するものである。なお、現実の直視型画像表示装置であ
るテレビセット等における画面の左右端部の輝度は画面
中央部の輝度に対して約５０〜６０％程度である。

【００１９】以上のように、画面周辺部では画面中央部
と同じ輝度を有するテストパターンを表示してそのテス
トパターンの撮像を行っても、表示されるテストパター
ン自身の輝度が画面中央部の輝度よりも低下するため、
撮像出力信号の振幅が小さくなり、この結果、画面周辺
部における画像処理の精度、例えばテストパターンの位
置検出の精度が低下する。

【００２０】本発明は上記のような各問題点を解消する
ためになされたもので、画像表示装置の表示している映
像信号の垂直走査周波数と、上記画像表示装置の表示す
る画像の撮像を行うＣＣＤカメラの垂直走査周波数が異
なる場合に発生する撮像出力信号の輝度レベルの変動
と、画像表示装置個別に定まる画面中央部の輝度に対す
る画面周辺部の輝度低下を補償して、撮像出力信号にお
いて輝度レベル変動と画面周辺部の輝度低下を除去し、
輝度レベルの安定した撮像信号が得られる画像表示装置
の調整システム及び画像撮像装置を提供することを目的
とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
画像表示装置の調整システムは、表示系と撮像系の垂直
走査周波数の違いにより発生する撮像出力信号の輝度レ
ベル変動量を算出する演算手段と画面周辺部の輝度低下
量測定用テストパターンを表示して、実際に輝度低下量
を測定し、画面周辺部の輝度低下量を求める測定、検出
手段を有し、各々の輝度変動量から各補正信号を求め、
続いて、上記２種類の輝度変動量の補正信号からこれら
を除去するのに必要となる輝度補正信号を補正信号作成
部で作成し、この輝度補正信号によって撮像手段の撮像
出力信号の変調を行う構成を採り、撮像出力信号の輝度
レベル変動と画面周辺部の輝度低下を除去し、安定した
輝度レベルの撮像信号を取込み、画像表示装置の調整を
行うものである。

【００２２】また、本発明の請求項２に係る画像表示装
置の調整システムは、表示系と撮像系の垂直走査周波数
の違いにより発生する撮像出力信号の輝度レベル変動量
を算出する演算手段と、画像表示装置個別による画面周
辺部の輝度低下による撮像出力信号の輝度レベル低下量
を算出する演算手段を有し、各々の輝度変動量を算出
し、これらの補償を行う輝度補正信号を作成し、続い
て、上記２種類の輝度補正信号からこれらを除去するの
に必要となる輝度補正信号を補正信号作成部で作成し、
この輝度補正信号によって撮像手段の撮像出力信号の変
調を行う構成を採り、撮像出力信号の輝度レベル変動と
画面周辺部の輝度低下を除去し、安定した輝度レベルの
撮像信号を取込み、画像表示装置の調整を行うものであ
る。

【００２３】また、本発明の請求項３に係る画像表示装
置の調整システムは、画像表示装置の表示する全画面領
域の一部領域の拡大撮像、または表示全画面を撮像領域
の一部に含む縮小撮像を行う場合に対応し、拡大撮像時
には、表示画面の全領域に対する拡大撮像領域の位置を
測定、検出する手段によって拡大撮像領域を検出し、拡
大撮像領域における輝度補正信号を全画面撮像時の輝度
補正信号から切り出すことによって必要な輝度補正信号
を補正信号作成部で作成し、一方、縮小撮像時には、撮
像領域内における水平、及び垂直表示画面の位置を検出
し、その検出領域部に対応する輝度補正信号を挿入し、
撮像画面全体における輝度補正信号を作成し、以上のよ
うにして得た輝度補正信号で撮像手段の撮像出力信号の
変調を行う構成を採り、輝度レベル変動と画面周辺部の
輝度低下を除去し、安定した輝度レベルの撮像信号を取
込み、画像表示装置の調整を行うものである。

【００２４】また、本発明の請求項４に係る画像撮像装
置は、画像撮像装置の撮像領域内に画像表示装置の表示
領域が含まれる撮像を行う場合に対応し、撮像手段で撮
像を行い、画像表示装置の表示している信号の垂直走査
周波数と撮像手段の垂直走査周波数から定まる撮像出力
信号における輝度レベル変動分布を算出し、更に、画像
表示装置の表示する画面周辺部の輝度低下量を実際に測
定する手段によって画面周辺部の輝度低下量を検出し、
輝度レベル変動分布と周辺輝度低下量から輝度レベル変
動を補償するための輝度補正信号を作成する補正信号作
成手段を有し、撮像領域における表示画面の位置に対応
した輝度補正信号を得て、上記輝度補正信号によって撮
像手段の出力信号の変調を行う構成を採り、撮像出力信
号の輝度レベル変動と画面周辺部の輝度低下を除去する
ものである。

【００２５】また、本発明の請求項５に係る画像撮像装
置は、画像撮像装置の撮像領域内に画像表示装置の表示
領域が含まれる撮像を行う場合に対応し、撮像手段で撮
像を行い、画像表示装置の表示している信号の垂直走査
周波数と撮像手段の垂直走査周波数から定まる撮像出力
信号における輝度レベル変動分布を算出し、更に、画面
周辺部の輝度低下量を演算で算出する手段によって画面
周辺部の輝度低下量を算出し、輝度レベル変動分布と周
辺輝度低下量から輝度レベル変動を補償するための輝度
補正信号を作成する補正信号作成手段を有し、撮像領域
における表示画面の位置に対応した輝度補正信号を得
て、上記輝度補正信号によって撮像手段の出力信号の変
調を行う構成を採り、撮像出力信号の輝度レベル変動と
画面周辺部の輝度低下を除去するものである。

【００２６】

【作用】本発明の請求項１に係る画像表示装置の調整シ
ステムにおいては、表示画面全体にわたって輝度が均一
なテストパターンを画像表示装置が表示して、この状態
の撮像を行うことで実際の画面周辺部における輝度低下
量を測定し、実測輝度データから画面周辺部の輝度低下
量の補償を行う補正信号を作成する。また、表示系と撮
像系の垂直走査周波数の違いによって発生する撮像出力
信号の輝度レベル変動量の分布を算出し、この補償を行
う補正信号を作成する。続いて、上記２種類の補正信号
を乗じたものを輝度補正信号として補正信号作成部で作
成する。画像撮像装置の撮像が開始されると、輝度補正
信号を順次出力し、輝度補正変調回路において撮像手段
の撮像出力信号の変調を行うことで、垂直走査周波数の
違いによる輝度レベル変動と、画面周辺部の輝度低下の
除去を行うことができる。よって、正しい調整を行うこ
とができる。

【００２７】また、本発明の請求項２に係る画像表示装
置の調整システムにおいては、表示系と撮像系の垂直走
査周波数の違いによって発生する撮像出力信号の輝度レ
ベル変動量の分布を算出し、この補償を行う補正信号を
作成する。また、画面周辺部における輝度低下量も同様
に演算によって輝度低下レベルを算出し、この補償を行
う補正信号を作成する。続いて、上記２種類の補正信号
を乗じたものを輝度補正信号として補正信号作成部で作
成する。画像撮像装置の撮像が開始されると、上記作成
方法によって作成した輝度補正信号を順次出力し、輝度
補正変調回路において撮像手段の撮像出力信号の変調を
行うことで、垂直走査周波数の違いによる輝度レベル変
動と、画面周辺部の輝度低下の除去を行うことができ
る。よって、正しい調整を行うことができる。

【００２８】また、本発明の請求項３に係る画像表示装
置の調整システムにおいては、画像表示装置の表示する
全画面領域の一部領域の拡大撮像、または表示全画面を
撮像領域の一部に含む縮小撮像に対応し、拡大撮像を行
う場合は、表示画面の全領域に対する拡大撮像領域の位
置を検出するために、拡大撮像領域を囲む長方形の検出
用テストパターンを表示させて、該テストパターンの撮
像を行い、全表示画面に対する撮像領域の位置検出を行
うことで、実際に拡大撮像を行う領域の位置を検出す
る。一方、縮小撮像を行う場合は、表示画面全域に輝度
が一定の、例えば全白信号を表示し、これを撮像し、撮
像画面における位置検出を行うことで、撮像領域内にお
ける表示画面の位置を検出する。続いて、輝度レベル変
動の補正信号と画面周辺部の輝度低下の補正信号から全
撮像領域内の補正信号を作成して必要な輝度補正信号を
作成する。画像撮像装置の撮像が開始されると、上記輝
度補正信号を順次出力し、輝度補正変調回路において撮
像手段の撮像出力信号の変調を行うことで、垂直走査周
波数の違いによる輝度レベル変動と、画面周辺部の輝度
低下の除去を行うことができる。よって、正しい調整を
行うことができる。

【００２９】また、本発明の請求項４に係る画像撮像装
置においては、画像撮像装置の撮像領域内に画像表示装
置の表示画面領域が含まれる撮像を行う場合に対応し、
表示系の表示している信号の垂直走査周波数と撮像系の
垂直走査周波数から定まる撮像出力信号における輝度レ
ベル変動分布を算出し、また、画像表示装置の表示する
画面周辺部の輝度低下量を実際に測定することによっ
て、画面周辺部の輝度低下量を検出し、輝度レベル変動
分布と周辺輝度低下量から撮像出力信号の輝度レベル変
動と画面周辺部の輝度低下を補償するための輝度補正信
号を作成し、輝度補正信号によって撮像出力信号の変調
を行う構成を採り、輝度レベル変動と画面周辺部の輝度
低下を除去することができる。

【００３０】また、本発明の請求項５に係る画像撮像装
置においては、画像撮像装置の撮像領域内に画像表示装
置の表示画面領域が含まれる撮像を行う場合に対応し、
表示系の表示している信号の垂直走査周波数と撮像系の
垂直走査周波数から定まる撮像出力信号における輝度レ
ベル変動分布と画像表示装置の表示する画面周辺部の輝
度低下量を演算で算出することによって算出し、輝度レ
ベル変動分布と周辺輝度低下量から撮像出力信号の輝度
レベル変動と画面周辺部の輝度低下を補償するための輝
度補正信号を作成し、輝度補正信号によって撮像出力信
号の変調を行う構成を採り、輝度レベル変動と画面周辺
部の輝度低下を除去することができる。

【００３１】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１における画像表示装
置の調整システムの構成を示すブロック図であり、画像
表示装置には投写型画像表示装置としてＣＲＴ方式のＶ
Ｐを使用した場合を示している。また、本実施例におけ
る画像撮像装置はＶＰがスクリーン上に投写した全表示
画面領域の撮像を一括して行う画像撮像装置であるとす
る。

【００３２】図１において、２は被検査、及び被調整セ
ットとなるＣＲＴの方式のＶＰ、４はＶＰ２の映像が投
写されるスクリーンである。また１はＶＰ２からスクリ
ーン４上に投写された画像の撮像を行い、かつＶＰ２の
各種調整を行うための画像撮像装置である。なお、画像
撮像装置１は以下の各要素から構成される。３はＶＰ２
と画像撮像装置１との間で通信を行うインタフェース回
路、８はスクリーン４上に表示されたテストパターンの
撮像を行うＣＣＤカメラ、２３はＣＣＤカメラ８の撮像
出力信号を出力するカメラ出力端子、６はＣＣＤカメラ
８駆動用ＨＤ及びＶＤを作成する同期発生回路、１０は
ＣＣＤカメラ８の撮像出力信号（カメラ出力端子２３の
出力信号）をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回
路、１１はＡ／Ｄ変換回路１０の出力データ（撮像デー
タ）を記憶するためのフレームメモリ、５はフレームメ
モリ１１に記憶されたデータの処理と画像撮像装置１の
各種制御を行うＣＰＵ、１４はＣＣＤカメラ８に設けら
れた同期発生回路６で作成した外部同期信号の入力端
子、１７はＶＰ２の投写している映像信号の同期信号を
入力する画像表示装置の同期信号入力端子、１８はＶＰ
２の投写している映像信号の走査周波数を検出する周波
数検出回路、２１はＣＣＤカメラ８の撮像出力信号（カ
メラ出力端子２３の出力信号）の輝度レベル変動及び画
面周辺部の輝度低下の補償を行うための輝度補正信号を
作成する輝度補正信号作成部、２２はＣＣＤカメラ８の
撮像出力信号を輝度補正信号作成部２１で作られた輝度
補正信号で変調する輝度変調回路である。また７はイン
タフェース回路３、ＣＰＵ５、同期発生回路６、フレー
ムメモリ１１、周波数検出回路１８、及び輝度補正信号
作成部２１とを繋いでいるバスである。また、同図にお
いて、従来例の説明で使用した番号と同一番号のものは
同じ構成要素である。

【００３３】また、図２は本発明の第一及び第二の実施
例の動作を説明するためのタイミング図であり、ＶＰ２
の投写している画像信号のＶＤとＣＣＤカメラ８の駆動
用ＶＤとの関係を示したものである。なお、同図におい
て、ｔ_PVはＶＰ２の投写する画像信号の１フィールドの
時間（垂直周期）であり、周波数検出回路１８で検出さ
れた垂直走査周波数から算出される。また、ｔ_CVはＣＣ
Ｄカメラ８の撮像画像信号の１フィールドの時間（垂直
周期）であり、ＣＣＤカメラ８を定めることで既知の値
となる。

【００３４】なお、図２はＶＰ２の投写する画像の垂直
走査周波数の方がＣＣＤカメラの垂直走査周波数よりも
高い場合の例を示している。また、Ｔ_W はＣＣＤカメラ
８の内部のＰＬＬ回路が安定するまでの時間であり、こ
の期間は撮像禁止期間としてＣＣＤカメラ８の撮像出力
信号は使用しないこととする。更に、Ｔ_C1、Ｔ_C2はＣＣ
Ｄカメラ８の第一、第二フィールドの映像出力信号とな
るためのＣＣＤの蓄積時間であり、Ｔ_C1、Ｔ_C2の期間に
蓄積された信号がそれぞれ第一、第二フィールドの映像
信号としてＣＣＤカメラ８から出力１、出力２として出
力される。

【００３５】ここで、ＣＣＤカメラ８は外部同期駆動が
可能であり、かつＮＴＳＣのレートで駆動するフレーム
蓄積のＣＣＤカメラを使用する。よって、ＣＣＤカメラ
８の撮像出力信号の垂直走査周波数は５９．９４Ｈｚで
あり、また、ｔ_CVは１６．６８３ｍＳｅｃとなる。

【００３６】一般に映像信号の垂直走査周波数が低くな
ると、表示画面上でフリッカ（ちらつき）が目立つよう
になるので、現在存在する各種映像フォーマットや各種
コンピュータ信号の垂直走査周波数はＰＡＬ／ＳＥＣＡ
Ｍの５０Ｈｚであるか、ＮＴＳＣの垂直走査周波数であ
る６０Ｈｚ近辺、またはそれ以上の周波数（７０〜８０
Ｈｚ程度）を使用している。そのため、ＮＴＳＣの１／
２という垂直走査周波数を有する映像信号フォーマット
は実際には存在しないが、本発明の画像撮像装置ではフ
レーム蓄積の動作を行うＣＣＤカメラを使用すること
で、ＮＴＳＣの垂直走査周波数の１／２以上である２
９．９７Ｈｚ以上の垂直走査周波数を有する映像信号フ
ォーマットであれば対応できる構成となる。よって、Ｖ
Ｐ２の投写する画像は２９．９７Ｈｚ以上の任意の周波
数である、として以下の説明を行う。更に、ＶＰ２の投
写する画像は説明を簡単にするため、画面の輝度が全面
にわたって一定の信号であるとする。

【００３７】以下、本発明の実施例において、輝度補正
の動作原理のうち、表示系と撮像系の垂直走査周波数の
違いにより発生する撮像出力信号の輝度レベル変動に関
して、図２及び図３を用いて説明する。

【００３８】図３は第一の実施例１において、ＣＣＤカ
メラの出力信号の輝度変動によって、発生する明暗の分
布を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は説明用の図、
（ｃ）〜（ｆ）は明暗領域の分布パターンを示してい
る。ＶＰ２の投写している信号のＶＤのあるタイミング
（Ｔ₀ ）でＣＣＤカメラ８駆動用の同期信号のリセット
を行い、この時点Ｔ₀ を時間軸の基準点とする。ここで
ＣＣＤカメラ８は外部同期入力端子１４から入力される
同期信号がリセットされたことにより、内部のＰＬＬ回
路が安定するまでの時間（本実施例ではＴ_W は４周期と
する）が必要となり、スクリーン４上に表示された画像
の撮像はＴ₀ から時間Ｔ_W 経過後の時点から可能とな
る。Ｔ_W に続くＴ_C1の期間にＣＣＤカメラ８のＣＣＤに
蓄積された信号がＣＣＤカメラ８の第一フィールドの映
像信号である出力１としてカメラ出力端子２３から出力
される。出力１は、ＶＰ２の信号のタイミングで見る
と、ａ₁ からｂ₁ の期間の信号となり、図３（ａ）に示
すように、画面最上部からａ₁ までの領域と、ｂ₁ から
画面最下部までの領域が暗部領域になり（但し、暗部領
域の輝度レベルはゼロではない）、ａ₁ からｂ₁ の間の
領域が明部領域というように画面内で輝度レベルが変動
したものになる。この時、明部領域が三重露光、暗部領
域が二重露光となるため、明部領域と暗部領域の輝度比
は３：２となる。

【００３９】続いて、Ｔ_C2の期間にＣＣＤに蓄積された
信号であるＣＣＤカメラ８の第二フィールドの信号（出
力２）は、ＶＰ２の信号のタイミングで見ると、ａ₂ か
らｂ₂ の期間の信号となり、図３（ｂ）に示すように、
第一フィールドと同様に明部領域と暗部領域という輝度
レベル変動が存在する信号となる。明部領域と暗部領域
の輝度比は各々の領域が三重露光領域と二重露光領域と
なるため、出力１と同様に３：２となる。但し、同図か
ら分かるように撮像画面内における明部領域と暗部領域
との境界位置は出力１とは異なる位置にくる。

【００４０】以上のことから、ＣＣＤカメラ８の第ｉフ
ィールドの出力信号である出力ｉは、ＶＰ２の信号にお
ける撮像開始点ａ_i の下から撮像終了点ｂ_i の上までが
明部領域、ｂ_i の下からａ_i の上までが暗部領域とな
る。また、第三、第四、・・・フィールドの出力信号
は、第一、第二フィールドの出力と比べると、明部領域
の位置が順次移動したものとなる。

【００４１】ここで、撮像出力信号における明部領域と
暗部領域の分布について述べる。これらは大別すると図
３（ｃ）〜（ｆ）に示すように全部で４通りのパターン
に分類される。同図（ｃ）は、撮像画面上下部が暗部、
画面中央部が明部、かつ明部の幅が暗部の幅より広い場
合、（ｄ）は撮像画面上下部が暗部、画面中央部が明
部、かつ明部の幅が暗部の幅より狭い場合、（ｅ）は撮
像画面上下部が明部、画面中央部が暗部、かつ暗部の幅
が明部の幅より広い場合、（ｆ）は撮像画面上下部が明
部、画面中央部が暗部、かつ暗部の幅が明部の幅より狭
い場合である。また、同図（ｃ）〜（ｆ）のすべてから
分かるように、ａ_i より上の領域が暗部、下の領域が明
部となり、同時にａ_i は明部領域と暗部領域の境界点と
なる。同様に、ｂ_i は上が明部領域、下が暗部領域とな
る境界点になる。

【００４２】次に、ＣＣＤカメラ８の第一フィールドの
撮像出力である出力１において、明部領域と暗部領域の
輝度差が発生する境界位置ａ₁ 、ｂ₁ の位置を求める。
なお、以下の説明において必要となる演算を式１で定義
する。また、式１を言葉で述べると、ＡをＢで除した時
の商がＣ、余りがＤとなる。Ｄ＝Ａ％Ｂ式１但し、Ａ＝Ｂ×Ｃ＋Ｄ

【００４３】ここで、ｔ_CVはＣＣＤカメラ８の撮像出力
信号の垂直走査周波数から定まる定数であり、先に述べ
たように本実施例では１６．６８３ｍＳｅｃである。ま
た、ｔ_PVはＶＰ２の投写する画像の垂直走査周波数が分
かれば定まる定数であり、画像表示装置の同期信号入力
端子１７を介して周波数検出回路１８においてＶＰ２の
投写する信号の垂直走査周波数の検出を行っているた
め、検出された垂直走査周波数からｔ_PVは算出できる。
また、図２から出力１において、ａ₁ 、ｂ₁ を求める
と、それぞれ式２、式３で求められる。なお、以下の各
式において、ＰはＶＰ２の投写する映像の垂直方向のラ
スタ幅である。ａ₁ ＝Ｐ×｛（４×ｔ_CV）％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式２ｂ₁ ＝Ｐ×｛（６×ｔ_CV）％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式３

【００４４】同様に、ＣＣＤカメラ８の第二フィールド
の撮像出力である出力２において、ａ₂ 、ｂ₂ の位置を
算出すると、式４と式５で求められる。ａ₂ ＝Ｐ×｛（５×ｔ_CV）％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式４ｂ₂ ＝Ｐ×｛（７×ｔ_CV）％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式５

【００４５】同様に、第ｉフィールドの撮像出力である
出力ｉにおけるａ_i 、ｂ_i は式６と式７に示すようにな
り、ＣＣＤカメラ８駆動用同期信号をリセット後の全て
のフィールドにおいて各々算出することが出来る。ａ_i ＝Ｐ×｛［（ｉ＋３）×ｔ_CV］％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式６ｂ_i ＝Ｐ×｛［（ｉ＋５）×ｔ_CV］％ｔ_PV｝／ｔ_PV 式７

【００４６】次に、撮像出力信号に発生する輝度レベル
変動の除去のための輝度補正信号について、図を用いて
説明する。図４は第一の実施例において、輝度補正信号
についての説明をするための図である。これは明部領
域、暗部領域の位置と各領域の露光回数が分かれば作成
することが出来る。いま、暗部領域の露光回数をｎ回と
する。暗部領域の露光回数ｎは、式１の演算における商
Ｃに相当し、式１の演算における余りＤに対応する部分
が露光される領域が明部領域となるため、明部領域の露
光回数は暗部領域の露光回数よりも１回だけ多い（ｎ＋
１）回となる。よって、暗部領域の露光回数を求めるだ
けで明部領域と暗部領域の露光回数、及び輝度比を算出
することができる。

【００４７】暗部領域の露光回数ｎは、式８によって算
出することができる。但し、露光回数ｎは０以上の正の
整数であるため、式８の演算は小数点以下の計算は不用
であり、式８の演算における商が求める暗部領域の露光
回数となる。ｎ＝（２×ｔ_CV）／ｔ_PV 式８

【００４８】よって、暗部領域と明部領域の輝度比は、
各々の領域の露光回数によって定まるため、暗部領域と
明部領域の輝度比はｎ：（ｎ＋１）となる。暗部領域と
明部領域の輝度を一定にするための補正は、補正後の輝
度を明部領域の輝度に揃えることにすれば、暗部領域の
輝度を（ｎ＋１）／ｎ倍し、明部領域はそのままの輝度
を保つため、１倍とすればよい。

【００４９】次に、上記で述べた輝度レベル変動の補償
を行う輝度補正信号の作成方法について述べる。いま、
明部領域と暗部領域の分布が図４（ａ）、または同図
（ｂ）に示すようになったとする。ここで式２、及び式
３によって輝度レベルの変化点の位置（時間的位置）ａ
₁ 、ｂ₁ が算出できる。なお、ａ₁ とｂ₁ の大きさを比
較すると、同図（ａ）の場合にはａ₁ ＜ｂ₁ となり、同
図（ｂ）の場合にはａ₁＞ｂ₁ となる。また、各々の場
合について、各領域内の露光回数を同図（ｃ）に示す。

【００５０】最初に、式２と式３によって算出したａ₁
とｂ₁ の大きさの比較を行う。これは、撮像画面の最上
部を含む領域が明暗どちらの領域になるかを調べること
になる。尚、ａ₁ ＝ｂ₁ であれば、撮像画面内に明部領
域と暗部領域の境界が発生しないことになるため、輝度
補正信号は画面全領域で輝度を１倍する信号を輝度補正
信号として出力する。ここで、１倍ということは、輝度
補正のための変調を行わないことと同じことを意味して
いる。

【００５１】ａ₁ ＜ｂ₁ の場合は、撮像画像が図４
（ａ）に示すようになる。この時は撮像画面最上部から
ａ₁ までは暗部領域となるため、この暗部領域内では輝
度を（ｎ＋１）／ｎ倍するような輝度補正信号が必要と
なる。続いて、ａ₁ からｂ₁ までの領域は明部領域であ
るため、この領域内の輝度補正信号は輝度を１倍する信
号となる。更に、ｂ₁ から画面最下部までの領域は暗部
領域となるため、この領域内では輝度を（ｎ＋１）／ｎ
倍する輝度補正信号が必要となる。

【００５２】一方、ａ₁ ＞ｂ₁ の場合は、撮像画像が図
４（ｂ）に示すようになる。この時は撮像画面最上部か
らａ₁ までは明部領域となるため、この領域内では輝度
を１倍する輝度補正信号が必要となる。続いて、ａ₁ か
らｂ₁ までの領域は暗部領域であるため、この領域内の
輝度補正信号は輝度を（ｎ＋１）／ｎ倍する信号とな
る。更に、ｂ₁ から画面最下部までの領域は明部領域と
なるため、この領域内では輝度を１倍する輝度補正信号
が必要となる。

【００５３】また、明部領域と暗部領域との境界位置ａ
_i とｂ_i は、式６、７から分かるように、各フィールド
の出力画像において全て異なる。よって、各フィールド
における輝度レベル変動の輝度補正信号は時間的には全
て異なる補正信号となる。但し、暗部領域の露光回数は
式８で定まるため、各フィールドで一定であるため、暗
部領域と明部領域の輝度比は一定となり、その結果、暗
部領域内の輝度補正係数は同じ値である。

【００５４】以上によって、表示系と撮像系の垂直走査
周波数の違いによって発生する撮像出力信号の輝度レベ
ル変動の補償を行うための輝度補正信号を、ＶＰ２がス
クリーン４上に表示したテストパターンの撮像開始以前
の段階で全て演算によって得ることができる。

【００５５】次に、画面中央部の輝度に対する画面周辺
部の輝度低下の補償を行う輝度補正信号についての説明
を行う。ＶＰ２はＧ、Ｂ、Ｒの小型ＣＲＴの蛍光面上に
各色画像の表示を行い、各ＣＲＴの前面に設置された投
写レンズによってスクリーン４上に各色の画像を拡大投
写することでカラー画像を得る。よって、原理的に投写
レンズの画角が大きくなる画面周辺部の輝度が画面中央
部に比べて低下する。これをｃｏｓ４乗則という。光源
の光出力をＢ₀ 、投写レンズの画角をθとすると、スク
リーン上の光量Ｂとの間には次に示す式９の関係があ
る。但し、ここではスクリーンゲインはスクリーン４上
で一定であるため、考慮しないものとする。Ｂ＝Ｂ₀ ×ｃｏｓ⁴θ 式９

【００５６】いま、画面全域で輝度が一定である全白信
号をスクリーン４上に投写した場合を考える。この時、
Ｇ、Ｂ、Ｒ各々のＣＲＴ蛍光面上では画面周辺部と画面
中央部の電子ビームの電流密度は等しくなるため、各色
の画面周辺部と画面中央部におけるＣＲＴ光出力は等し
くなる。（これをＢ₀ とする。）次にスクリーン４上の
光量を考えると、画面中央部は投写レンズの画角θ＝０
゜であるため、式９から画面中央部のスクリーン４上の
光量Ｂ_CEN はＢ_CEN ＝Ｂ₀ となる。一方、通常のＶＰで
は画面周辺部の画角θは一般に４０゜〜５０゜程度であ
り、いま画面周辺部の画角θ＝４５゜として画面周辺部
の光量を考えると、ＣＲＴ蛍光面上の光出力は画面中央
部と同じＢ₀ であるが、スクリーン４上の画面周辺部の
光量Ｂ_COは式９によって求めるとＢ_CO＝０．２５Ｂ₀ と
なり、画面中央部と比べると低下する。よって、輝度も
低下する。

【００５７】なお、画面周辺部の輝度低下は投写レンズ
が原因であるため、ＶＰ２のＣＲＴ管面上で表示画像の
ラスタ位置が動かない限り、スクリーン４上の画面位置
に対する投写レンズの画角は変化しないので、画像撮像
装置１とＶＰ２、及びスクリーン４の位置関係が変化し
ないかぎり、一度算出した画面周辺部の輝度低下の輝度
補正信号を全てのフレームにおける画面周辺部の輝度低
下の輝度補正信号として使用することができる。

【００５８】また、ＢとＲのＣＲＴはスクリーン４に対
して集中角を有して設置されているため、画面左端部と
右端部で輝度差が発生するが、ここではこれを無視する
ことにする。なお、画面周辺部の輝度低下の補償を行う
輝度補正信号の作成方法は、ＣＣＤカメラ８がカラーカ
メラと白黒カメラの場合で異なる。最初にＣＣＤカメラ
８が白黒カメラの場合における画面周辺部の輝度低下の
輝度補正信号の作成方法について述べる。

【００５９】ＣＣＤカメラ８が白黒カメラの場合は、Ｖ
Ｐ２からスクリーン４上の全表示画面で輝度が均一とな
る全白テストパターンを表示して、このテストパターン
の全表示画面領域の撮像を行い、輝度分布データから補
正信号を算出すればよい。算出方法は、輝度が最も高い
画面中央部の輝度に画面全域の輝度を揃えるために必要
となる補正係数を画面全領域にわたって算出する。この
輝度補正信号を出力する時は、上記のようにして算出し
た輝度補正係数を画面位置に応じて順次出力していけば
よい。

【００６０】一方、ＣＣＤカメラ８がカラーカメラの場
合では、Ｇ、Ｂ、Ｒ各色ごとに画面周辺部の輝度低下の
補正信号を作成することができる。よって、最初に、Ｖ
Ｐ２が表示画面全領域で輝度が均一のＧ単色信号をスク
リーン４上に表示し、この全表示画面領域の撮像を行
い、Ｇの輝度分布データを得る。次に上記Ｇの撮像輝度
データを基にして、画面全領域にわたって輝度が画面中
央部の輝度に揃えるために必要となる補正係数データを
算出する。続いて、Ｂ、Ｒの各単色信号を順次スクリー
ン４上に表示して、この全表示画面領域の撮像を行い、
Ｇと同様の処理を行う。以上によってＧ、Ｂ、Ｒ各々の
画面周辺部の輝度低下の補正信号が得られる。輝度補正
信号を出力する時は、以上のように算出したＧ、Ｂ、Ｒ
の輝度の補正係数を画面位置に応じて順次出力していけ
ばよい。

【００６１】なお、ＣＣＤカメラ８がカラーカメラであ
る場合は、Ｇ、Ｂ、Ｒ各々の画像データをＧ、Ｂ、Ｒ用
のフレームメモリ１１に記憶するため、ＣＣＤカメラ８
の撮像出力信号をＧ、Ｂ、Ｒ各原色信号に変換後の各原
色信号に対して輝度変調を行う構成を採ることになるた
め、輝度補正信号作成部２１の出力信号はＧ、Ｂ、Ｒ各
色用の合計３信号となり、また、輝度変調回路２２は
Ｇ、Ｂ、Ｒ各色毎に合計３個設置されることになる。

【００６２】以上によって、表示系と撮像系の垂直走査
周波数の違いによって発生する輝度レベル変動と画面周
辺部の輝度低下の補償を行う各々の輝度補正信号が得ら
れたことになり、ＣＣＤカメラ８の撮像出力信号（カメ
ラ出力端子２３からの出力信号）にこれら２種類の輝度
補正を順次行っていけばよいことになる。なお、これら
の補正は各々ＣＣＤカメラ８の撮像出力信号を変調する
ことで行われる。よって、ＣＣＤカメラ８の撮像出力信
号を２種類の輝度補正信号で順次変調していく構成を採
っても構わないが、いずれの変調もＣＣＤカメラ８の撮
像出力信号に対して行うものであるため、上記２種類の
輝度補正信号を合成して１つの輝度補正信号として新た
に輝度補正信号を作成し、これを用いてＣＣＤカメラ８
の撮像出力信号の変調を１回だけ行うことによって回路
規模を抑えた効率的な輝度補正を行うことができる。

【００６３】いま、垂直走査周波数の違いで発生する輝
度レベル変動の輝度補正信号をＨ１、表示画面周辺部の
輝度低下の輝度補正信号をＨ２、ＣＣＤカメラ８の撮像
出力信号をＣとすると、これらの補正の変調を順次行っ
た信号Ｓとの間には、次に示す式１０の関係がある。Ｓ＝（Ｃ×Ｈ１）×Ｈ２＝（Ｈ１×Ｈ２）×Ｃ式１０

【００６４】式１０から、両輝度補正信号を合成して１
つの輝度補正信号とする場合の輝度補正信号は、両輝度
補正信号の積信号を補正信号として用いればよいことが
分かる。よって、輝度補正信号作成部２１において、Ｃ
ＣＤカメラ８の撮像出力信号（カメラ出力端子２３から
の出力信号）の変調を行うための輝度補正信号は、各フ
ィールド毎に変化する輝度レベル変動の輝度補正信号
と、撮像位置が不変であれば変化しない一定の周辺輝度
低下の輝度補正信号とを掛け合わせることによって作成
される。

【００６５】以上のようにして輝度補正信号作成部２１
で作成された輝度補正信号は、輝度補正変調回路２２に
おいて、ＣＣＤカメラ８の撮像出力信号の変調を常時行
う。以上によって、表示系と撮像系の垂直走査周波数の
違いによって発生する輝度レベル変動の除去と、画面周
辺部の輝度低下の補償を行うことができ、輝度出力レベ
ルが安定した画像データを得ることができる。その結
果、本実施例で述べた画像表示装置のセットアップ調整
システムの画像撮像装置に使用した場合、表示系と撮像
系の垂直走査周波数が異なる場合でも撮像出力信号の輝
度レベル変動がなく、かつ、画面周辺部の輝度低下の補
償を行った撮像信号をリアルタイムで得られるため、画
像表示装置の正しい各種測定、調整を簡単に行うことが
できる調整システムが得られる。

【００６６】実施例２．実施例１．において、画像表示
装置の表示する画面周辺部の輝度低下の補償を行う輝度
補正信号の作成方法は、表示画面全体で輝度が均一とな
るテストパターンを表示させて、この信号の撮像を行っ
て、輝度補正係数を算出するという手法を採ったが、投
写レンズの画角が分かれば式９によって画面周辺部の輝
度低下量が算出できるため、画面周辺部の輝度低下の輝
度補正信号を演算のみによって作成することが出来る。
本実施例ではこのような場合について説明する。尚、画
面周辺部の輝度低下の補償を行う輝度補正信号の作成は
輝度補正信号作成部２１の内部で行われるため、本装置
全体の構成は実施例１．で述べたものと同一構成とな
り、輝度補正信号作成部２１内の動作が一部異なるだけ
である。

【００６７】図５は第二の実施例において、画角を説明
するための図であり、スクリーン４、ＣＲＴ３１、投写
レンズ３２との位置関係を示す図であり、スクリーン４
上の任意の位置ＫとＫにおける投写レンズの画角θ_K を
示している。Ｋにおける投写レンズの画角θ_K は、スク
リーン４上の水平、及び垂直位置から定まるが、スクリ
ーン４上の位置とＣＲＴ３１の管面上の位置は一対一に
対応するため、画角θ_K はＣＲＴ３１の管面上の位置、
即ち、水平、及び垂直偏向量から定めることができる。
以下、水平、垂直偏向量から画角θを算出する方法につ
いて説明する。

【００６８】いま、水平、垂直偏向量を各々Ｘ、Ｙとす
ると、ＣＲＴ３１管面上の偏向量Ｒは式１１で与えられ
る。Ｒ＝（Ｘ²＋Ｙ²）^1/2 式１１

【００６９】また、図６は第二の実施例において、偏向
角を説明するための図であり、図において、３３はＣＲ
Ｔ３１の偏向中心点、３４は無偏向時の電子ビームの到
達点であり、ＣＲＴ３１の管面中央となる。また、偏向
中心点３３から管面中央３４までの物理的距離をＳとす
る。ＳはＣＲＴ３１によって定まる値であるので、既知
の定数となる。管面上のＫ点に電子ビームが到達する時
の偏向角ψは、Ｋ点の偏向量ＲとＳから式１２によって
算出される。 ψ＝ｔａｎ^-1（Ｒ／Ｓ）式１２

【００７０】ここで、偏向角ψと画角θとは一致するた
め、ＣＲＴ３１上の任意の点Ｋにおける画角θは式１３
によって与えられる。なお、Ｒは式１１によって得られ
る値である。 θ＝ｔａｎ^-1（Ｒ／Ｓ）式１３

【００７１】式１３とｃｏｓ４乗則から、Ｋ点における
輝度低下量Ｈは式１４によって算出することができる。Ｈ＝ｃｏｓ⁴（ｔａｎ^-1（Ｒ／Ｓ））式１４

【００７２】よって、スクリーン４上の任意の位置の輝
度を画面中央部の輝度に揃えるための輝度補正係数Ｊは
式１５で与えられる。Ｊ＝１／Ｈ＝１／（ｃｏｓ⁴（ｔａｎ^-1（（Ｘ²＋Ｙ²）^1/2／Ｓ）））式１５

【００７３】次に、式１５において水平、垂直偏向量
Ｘ、Ｙの算出方法について説明する。周波数検出回路１
８において、画像表示装置であるＶＰ２の表示する水
平、及び垂直走査周波数の検出が行われているため、水
平周期ｔ_PHと垂直周期ｔ_PVは既知の値となっている。な
お、垂直周期ｔ_PVと水平周期ｔ_PHとの間には式１６の関
係が成立する。但し、Ａは整数である。ｔ_PV＝Ａ×ｔ_PH 式１６

【００７４】式１６は、ＶＰ２が表示している映像信号
がＡ本の走査線から画像が構成されていることを示して
いる。よって、ＨＤをカウントし、ＶＤがくるたびにＨ
Ｄのカウント値をリセットすることで、カウント値Ａ_C
と走査線数Ａとの関係から垂直位置、即ち垂直偏向量Ｙ
が分かる。この時のＹを式１７に示す。但し、Ｋ_Y は垂
直偏向の振幅を意味する定数である。Ｙ＝Ｋ_Y ×Ａ_C ／Ａ−Ｋ_Y ／２式１７

【００７５】一方、水平偏向量については、水平走査周
波数のＢ倍の周波数の位置検出用パルス、または水平周
期の１／Ｂ倍の周期を有するパルスを作成し、このパル
スをカウントし、ＨＤがくるたびにカウント値Ｂ_C をリ
セットすることで、ＢとＢ_Cとの関係から水平偏向位
置、即ち水平偏向量Ｘが分かる。この時のＸを式１８に
示す。但し、Ｋ_X は水平偏向の振幅を意味する定数であ
る。Ｘ＝Ｋ_X ×Ｂ_C ／Ｂ−Ｋ_X ／２式１８

【００７６】よって、式１５と式１７、式１８から、画
面周辺部の輝度補正を行うための補正信号を作成するこ
とが可能となる。その結果、撮像開始以前に画面周辺部
の輝度低下の補償を行う輝度補正信号を作成することが
できる。

【００７７】表示系と撮像系の垂直走査周波数の違いに
よって発生する撮像出力信号の輝度レベル変動の補正信
号については、実施例１．で述べたものと同様の処理に
よって作成する。よって、撮像開始以前にこれら２種類
の補正信号が全て分かるので、輝度低下の補正信号と輝
度レベル変動の補正信号とを掛け合わせることで、最終
的な輝度補正信号を得られる。以上の動作は全て輝度補
正信号作成部２１内で行われる。

【００７８】画像撮像装置の撮像が開始されると、輝度
補正信号は輝度補正信号作成部２１から出力され、ＣＣ
Ｄカメラ８の撮像出力信号（出力端子２３の出力信号）
の変調を輝度補正変調回路２２で行う。以上によって、
表示系と撮像系の垂直走査周波数の違いによって発生す
る輝度レベル変動がなく、かつ、画面周辺部の輝度低下
の補償を行った安定した撮像出力信号をリアルタイムで
得られ、実施例１．と同様の効果がある。

【００７９】なお、上記の説明では、画面周辺部の輝度
低下補償用の輝度補正信号の作成方法をリアルタイムの
演算を行って得たが、輝度低下の補償用輝度補正信号を
データ値としてＲＯＭ等のメモリにあらかじめ記憶させ
ておいて、水平、及び垂直同期信号から画面位置に応じ
た輝度補正データを読み出すようにして輝度補正信号を
得る構成を採っても構わない。

【００８０】また、水平、及び垂直偏向量Ｘ、Ｙは式１
７と式１８を用いる以外の方法として、実際の水平、及
び垂直偏向電流を検出して、偏向電流の検出信号データ
を用いて偏向量Ｒを算出する構成を採っても構わない。

【００８１】実施例３．実施例１．〜２．では、ＶＰ２
の投写するスクリーン４上に表示された画像の全体撮像
を行う画像表示装置の調整システムについて述べたが、
スクリーン４上に表示された画像の一部領域の拡大撮像
を行うことのできる画像表示装置の調整システムとして
も本発明は対応することができる。以下、このような場
合の実施例について説明する。また、この場合の実施例
の構成を示すブロック図を図７に示す。

【００８２】図７において、２は被調整セットとなるＣ
ＲＴの方式ＶＰ、４はＶＰ２の映像が投写されるスクリ
ーンであり、１はスクリーン４上にＶＰ２からスクリー
ン４上に投写表示された画像の撮像を行い、かつＶＰ２
の各種調整を行うための画像撮像装置である。なお、こ
の画像撮像装置１は実施例１．で述べた要素以外に、次
の構成要素を有している。１２と１３はＣＣＤカメラ８
の撮像領域を移動させるために設置された二軸方向の各
モータ、１５は撮像領域の拡大率を変化するためのズー
ム手段、９はモータ１２と１３を制御、及び駆動するモ
ータ制御部、１９はズーム手段１５の制御、及び駆動を
行うズーム制御手段であり、モータ制御部９とズーム制
御部１９は各々バス７に繋がれている。その他の構成要
素は実施例１．で述べたものと同一である。

【００８３】スクリーン４上に表示された画像の一部領
域の拡大撮像を行うと、ＣＣＤカメラ８の撮像出力画像
（カメラ出力端子２３の出力信号）には表示系と撮像系
の垂直走査周波数の違いによって発生する輝度レベル変
動による明部領域、または暗部領域だけが撮像領域とな
り、撮像出力画像内では輝度レベル変動の無い撮像画像
が得られる場合や、明部領域と暗部領域の境界が撮像領
域内に収まる場合がある。但し、時間とともに明部領域
と暗部領域の位置は変化するので、撮像出力信号の時間
的変動という現象は発生する。この時には上記各実施例
で述べた輝度補正信号をそのまま用いたとしても、撮像
出力信号における輝度レベル変動の分布と輝度レベル変
動の補正信号が一致していないので正しい輝度レベル変
動の補償が行えない。以下、スクリーン４の一部領域を
拡大撮像した場合についての輝度レベル変動の補正信号
の作成方法について述べる。

【００８４】撮像出力画像における輝度レベル変動は、
スクリーン４上の表示画像内において撮像を行う領域の
垂直方向の位置範囲が分かれば算出することができる。
よって、スクリーン４上に表示された画像に対する拡大
撮像領域の位置を検知して、全画面撮像における輝度補
正信号から拡大撮像領域の輝度補正信号だけを切り出し
て出力すればよい。

【００８５】拡大撮像領域の検出方法は、拡大撮像を行
う領域を囲む長方形のテストパターン（撮像領域外は無
信号とする）をＶＰ２からスクリーン４上に表示して、
スクリーン４の全画面撮像を行って、撮像データから拡
大撮像領域の位置検出を行うことで達成できる。この
時、輝度補正信号作成部２１の出力である輝度補正信号
は、輝度補正がない信号、即ち撮像信号を１倍する補正
信号を出力すればよい。また、ＣＰＵ５はスクリーン４
の全画面撮像を行うようにバス７を介してズーム制御部
１９に全画面撮像の実行命令を伝える。ズーム制御部１
９はこの実行命令を受けるとスクリーン４の全画面撮像
を行うようにＣＣＤカメラ８に設置されたズーム手段１
５をワイド側になるように制御する。これによってスク
リーン４の全表示画面の撮像が可能になる。

【００８６】次いで、ＣＰＵ５はＶＰ２が拡大撮像領域
検出用テストパターンを表示するように、インタフェー
ス回路３を介してＶＰ２に対して実行命令を送出する。
ＶＰ２はこの実行命令を受けると、スクリーン４上に上
記で述べたような拡大撮像領域を囲む長方形のテストパ
ターンを表示する。ＣＣＤカメラ８は、このテストパタ
ーンが表示されたスクリーン４の全表示画面撮像を行
い、撮像信号はカメラ出力端子２３から出力され、この
時には撮像信号の輝度補正変調は行わずにフレームメモ
リ１１に撮像データとして記憶し、続いてＣＰＵ５がフ
レームメモリ１１内に記憶されたデータの処理を行い、
拡大撮像領域の垂直方向の位置範囲を検出する。

【００８７】以上によって、表示全画面に対する拡大撮
像領域の水平、垂直方向の位置範囲が分かるため、画面
全体における輝度レベル変動の補正信号から、検出した
拡大撮像範囲の補正データを順次切り出すことで輝度レ
ベル変動の補正信号の作成が行われる。以上によって拡
大撮像を行う場合の輝度レベル変動の補正信号を得られ
る。また、拡大撮像領域の位置検出が完了すると、ＣＰ
Ｕ５は所定の拡大率で撮像を行うようにバス７を介して
ズーム制御部１９にズーム拡大率変更の実行命令を伝
え、ズーム手段１５を制御することで、所定の拡大率で
の撮像開始の待機状態になる。

【００８８】一方、画面周辺部の輝度低下の補償を行う
輝度補正信号についても、輝度レベル変動の補正信号と
同様に全表示画面における拡大撮像領域の位置範囲に応
じた補正信号を切り出すことが必要となる。拡大撮像を
行う領域の全表示画面に対する位置範囲は輝度レベル変
動の補正信号の補正を行う段階で既に検出しているた
め、その時に求めた拡大撮像領域の位置範囲データを用
いて、全画面における画面周辺部の輝度低下の補正信号
から拡大撮像領域の補正係数を順次切り出して出力する
ことで得る。

【００８９】次に、上記のようにして作成した拡大撮像
領域における輝度レベル変動の補正信号と輝度低下の補
正信号とを掛け合わせれば、拡大撮像領域の輝度補正信
号が得られる。以上の動作は全て輝度補正信号作成部２
１内で行われ、こうして作成した輝度補正信号を輝度補
正信号作成部２１が出力し、撮像開始後、ＣＣＤカメラ
８の撮像出力信号の変調を輝度補正変調回路２２で行う
ことで、撮像出力信号の輝度レベル変動の除去と、画面
周辺部の輝度低下の補償を行うことができ、安定した撮
像出力信号を得ることができる。その結果、表示画面の
一部領域の拡大撮像を行う画像表示装置の調整システム
に適用しても上記各実施例と同様の効果が得られる。

【００９０】実施例４．上記各実施例では、画像表示装
置に投写型ＶＰを用いた場合の画像表示装置の調整シス
テムについて述べたが、画像表示装置にはテレビセット
やパソコンのモニタディスプレイ等の直視型画像表示装
置もあり、本実施例では、画像表示装置に直視型画像表
示装置を用いた全表示画面の一括撮像を行う画像表示装
置の調整システムに本発明の画像撮像装置を用いた場合
について述べる。なお、直視型画像表示装置であって
も、ＶＰが画像表示装置である場合と同様に、表示系の
垂直走査周波数と、撮像系の垂直走査周波数が異なるこ
とによって発生する撮像出力信号の輝度レベル変動は、
上記各実施例で述べたものと同じように発生する。な
お、このような実施例の構成を示すブロック図を図８に
示す。

【００９１】図８において、２０は被検査、及び被調整
セットとなる直視型ディスプレイであり、画像撮像装置
１の構成は実施例１．で述べたものと同じ構成となる。
但し、輝度補正信号作成部２１において画面周辺部の輝
度低下の補償を行う輝度補正信号の作成方法は画像表示
装置に投写型画像表示装置を用いた場合の作成方法とは
異なる方法となる。

【００９２】直視型画像表示装置では、画面周辺部にお
ける画面中央部の輝度に対する輝度低下量は投写型画像
表示装置であるＶＰとは異なり、画面左右端部になるほ
ど輝度が低下する。これは直視型ディスプレイ２０の蛍
光面のＧ、Ｂ、Ｒ各蛍光体の配列によるものである。直
視型ディスプレイの蛍光面ではＧ、Ｂ、Ｒ各蛍光体間の
蛍光体のない領域の幅（ブラックマトリクス幅）が水平
位置に応じて変化していて、画面左右端になるほどブラ
ックマトリクス幅が広くなっているためである。なお、
直視型ディスプレイ２０ではＧ、Ｂ、Ｒの各色蛍光体幅
とブラックマトリクス幅は、ＣＲＴ管面の水平方向のピ
ッチは画面位置に応じて変化するが、垂直方向では蛍光
体がストライプ配列であるため、変化しない。よって、
直視型ディスプレイ２０における輝度低下は画面の水平
位置に依存するものになるので、水平偏向のタイミング
で輝度補正信号を算出すればよい。なお、現実の直視管
における画面の左右端部の輝度は画面中央部の輝度に対
して約５０〜６０％程度が一般的な値である。

【００９３】次に、画面左右端部の輝度低下に対する輝
度補正信号の作成方法について述べる。この作成方法
は、実施例１．と同様に、実際の画面左右部の輝度低下
量を測定し、輝度分布を求め、輝度低下量の補償を行う
補正係数を撮像画面全域にわたって算出すればよい。手
順は、最初に表示画面全体の輝度が一定となる全白信号
を直視型ディスプレイ２０に表示し、ＣＣＤカメラ８に
よって表示画面全体の撮像を行い、輝度補正信号は１倍
（輝度補正なし）として、カメラ８の撮像データをフレ
ームメモリ１１に記憶させる。次に上記撮像データの画
像処理を行い、撮像データの輝度が画面全体で一定レベ
ルになるために必要な輝度補正係数データを画面全面に
わたってＣＰＵ５で順次算出する。なお、この時撮像デ
ータは画面中央部が最も明るくなるので、画面中央部の
輝度データＭＡＸ値位置の輝度データは１倍し、最も暗
くなる画面左右端部の輝度を上げるような輝度補正係数
データを得る。以上によって画面周辺部（左右端部）の
輝度低下の補正信号が得られる。

【００９４】一方、表示系と撮像系の垂直走査周波数が
異なることが原因で発生する撮像出力信号における輝度
レベル変動の補正信号は発生原理が実施例１．で述べた
ものと同じであるため、実施例１．と同様の手法によっ
て輝度レベル変動の補正信号の作成が行われる。

【００９５】上記のようにして作成された輝度低下の補
正信号と輝度レベル変動の補正信号とを掛け合わせ、新
たな輝度補正信号として輝度補正信号が輝度補正信号作
成部２１内で作成し、撮像開始とともに順次輝度補正信
号を出力し、輝度補正変調回路２２において、ＣＣＤカ
メラ８の撮像出力信号（カメラ出力端子２３からの出力
信号）の変調を行い、撮像出力信号の輝度レベル変動の
除去と画面周辺部の輝度低下の補償を行うことができ、
輝度レベルの安定した撮像出力信号が得られる。その結
果、上記各実施例と同様の効果が得られる。

【００９６】なお、画面周辺部（左右端部）の輝度低下
に対する補正データを予めＲＯＭ等のメモリに記憶させ
ておいて、このＲＯＭから輝度補正データを順次読出す
ことで得るという構成を採っても構わず、同様の効果が
得られる。

【００９７】実施例５．実施例４．では、画像表示装置
に直視型画像表示装置を用いた場合において、画像表示
装置が表示した表示画像領域の全領域を一括撮像する画
像表示装置の調整システムについて述べたが、本実施例
では、直視型画像表示装置の表示する画像の一部領域の
拡大撮像を行う場合について説明する。なお、このよう
な構成を採った場合の実施例の構成を示すブロック図を
図９に示す。

【００９８】図９において、２０は被検査、及び被調整
セットとなる直視型ディスプレイである。また、画像撮
像装置１の構成は実施例３．で述べたものと同一構成と
なる。但し、輝度補正信号の作成を行う輝度補正信号作
成部２１内における画面周辺部（左右端部）の輝度低下
の補償を行う輝度補正信号の作成方法は実施例３．で述
べた方法と一部異なっている。

【００９９】表示系と撮像系の垂直走査周波数の違いに
よって発生するＣＣＤカメラ８の撮像出力信号における
輝度レベル変動は、直視型画像表示装置であっても画像
表示装置がＶＰ等の投写型である場合と同様に発生す
る。しかし、全表示画面内における拡大撮像領域の位置
範囲が検出出来れば拡大撮像領域に応じた輝度レベル変
動の補正信号を作成することが出来る。上記輝度レベル
変動の補正信号作成方法は、実施例３．で述べたものと
同様に、直視型ディスプレイ２０上に拡大撮像を行う領
域を囲む長方形のテストパターン（撮像領域外は無信号
とする）を表示して、直視型ディスプレイ２０の表示画
像の全画面領域の撮像を行って、拡大撮像領域の位置検
出を行う。次いで、画面全体における輝度レベル変動の
補正信号から、拡大撮像領域の位置範囲の輝度補正信号
の切り出しを順次行うことで所望の輝度補正信号が得ら
れる。

【０１００】一方、画面周辺部の輝度低下量は、本実施
例では画像表示装置が直視型であるため、画面左右端部
の輝度が画面中央部の輝度よりも低下する形で発生す
る。直視型画像表示装置における全画面の輝度低下の補
正信号の作成方法は実施例４．で述べた方法で得ればよ
く、全画面における輝度補正信号から拡大撮像領域の位
置範囲の輝度補正信号を順次切り出せばよい。よって、
拡大撮像領域の検出を行う際に得た拡大撮像領域の位置
範囲データを用いることで、所望の輝度補正信号が得ら
れる。

【０１０１】続いて、上記で述べたようにして得られた
輝度レベル変動の補正信号と画面左右端部の輝度低下の
補正信号とを掛け合わせることで、最終的な輝度補正信
号を作成する。上記動作は全て輝度補正信号作成部２１
内部で行われ、撮像開始とともに輝度補正信号作成部２
１は上記のようにして得た輝度補正信号を出力する。Ｃ
ＣＤカメラ８の撮像出力信号（カメラ出力端子２３の出
力信号）は、輝度補正変調回路２２において輝度補正信
号によって変調されることによって、撮像出力信号の輝
度レベル変動の除去と、画面周辺部の輝度低下の補償を
行うことができ、輝度レベルの安定した撮像出力信号が
得られる。その結果、上記各実施例と同様の効果が得ら
れる。

【０１０２】実施例６．上記各実施例では、ＣＣＤカメ
ラ８の撮像出力信号（カメラ出力端子２３の出力信号）
がアナログ信号の段階で輝度補正信号による輝度補正変
調を行うことで輝度補正を行う構成を採っていたが、Ｃ
ＣＤカメラ８の撮像出力信号をＡ／Ｄ変換回路１０でデ
ジタルデータに変換した後に、デジタルデータとして作
成した輝度補正信号との乗算による演算によって輝度補
正を行う構成を採っても構わない。このように構成した
実施例を画像表示装置に投写型ＶＰを用いた場合の画像
表示装置の調整システムとして図１０に示す。尚、画像
表示装置が直視型画像表示装置であっても構わない。更
に、ズーム手段１５を設置しない表示画像の全領域の一
括撮像を行う構成であっても構わない。

【０１０３】表示系と撮像系の垂直走査周波数の違いが
原因で発生する撮像出力信号の輝度レベル変動の補正信
号の作成方法や、画面周辺部の画面中央部の輝度に対す
る輝度低下の補正信号の作成方法は、画像表示装置の種
類（投写型／直視型）に応じて上記各実施例で述べたも
のと同様の手法で作成する。また、これら２種類の補正
信号の合成を行った輝度補正信号の作成方法も同じであ
る。但し、輝度補正信号作成部２１の出力である輝度補
正信号は、本実施例においてはデジタルデータとして出
力されることが必要になる。

【０１０４】一方、ＣＣＤカメラ８の撮像出力信号（カ
メラ出力端子２３の出力信号）は、Ａ／Ｄ変換回路１０
においてデジタルデータ値に変換される。続いて、輝度
補正変調回路２２は、デジタルデータとなった撮像信号
のデータ値と、やはりデジタルデータとなった輝度補正
信号のデータ値との乗算を行い、乗算結果が輝度補正を
行った撮像データとなり、これをフレームメモリ１１に
記憶する。以上によって、撮像出力信号の輝度レベル変
動の除去と、画面周辺部の輝度低下の補償を行うことが
でき、表示系と撮像系の垂直走査周波数が異なる場合に
全画面の撮像、または表示画面の一部領域の拡大撮像を
行っても、輝度レベル変動がなく、かつ、画面周辺部の
輝度低下を補償した撮像信号をリアルタイムで得られ、
その結果上記各実施例と同様の効果が得られる。

【０１０５】実施例７．上記各実施例は、本発明の画像
撮像装置を画像表示装置の調整システムの撮像装置とし
て用いた場合について述べたが、本発明の画像撮像装置
を画像撮像カメラ単体として使用することもでき、その
場合の実施例の構成を示すブロック図を図１１に示す。
尚、本実施例に示すカメラで撮像する画像領域内には他
の画像表示装置の表示する表示領域が含まれていること
を前提として、表示画像の拡大撮像及び縮小撮像が可能
であるとして以下の説明を行う。

【０１０６】同図において、８１はＣＣＤイメージャ、
８２はＣＣＤイメージャ８１に蓄積された電荷を読出し
てビデオ信号を得るためのＣＣＤ読出回路、８３はカメ
ラレンズ、８４はＣＣＤイメージャ８１の駆動を行うた
めの各種制御信号を作成するためのＣＣＤ駆動回路であ
り、外部同期信号入力端子１４から入力された他の画像
表示装置の同期信号に応じてカメラ駆動用同期信号の作
成とＣＣＤイメージャ８１の駆動用の各種信号の作成を
行う。また、その他の構成要素は上記各実施例で述べた
ものと同じであり、点線で囲まれた８０で画像撮像カメ
ラを構成する。なお、ＣＰＵ５は輝度補正の制御を行う
と同時に、ズーム手段１５や、カメラ８０の各種制御を
行う役割も果たす。

【０１０７】続いて、動作について述べる。外部同期信
号入力端子１４からは、本カメラ８０の撮像領域内にあ
る画像表示装置の表示している映像信号の同期信号が入
力されていて、周波数検出回路１８によって垂直走査周
波数が検出される。検出された垂直走査周波数はＣＰＵ
５を経由して輝度補正信号作成部２１に伝えられ、表示
系と撮像系の垂直走査周波数の違いによって発生する撮
像出力信号における輝度レベル変動分布の算出に使用さ
れる。輝度レベル変動の算出方法は実施例１．で述べて
いるので、ここでの説明は省略する。

【０１０８】一方、画面周辺部の輝度低下に対してはＡ
／Ｄ変換回路１０とフレームメモリ１１を設置すること
で、実際の測定データから輝度低下の補正信号を作るこ
とができるようになる。この時、実際に画像表示装置に
全白信号を表示し、それを撮像し、撮像データをフレー
ムメモリ１１に記憶させ、この撮像データからＣＰＵ５
で表示画面周辺部の輝度低下量を算出し、輝度補正信号
作成部２１に輝度低下量の情報を伝える。

【０１０９】続いて、画像表示装置の表示画面の一括撮
像を行い、かつ、撮像領域が表示画面領域と一致する場
合には、上記のようにして得られた輝度低下量を補償す
る補正信号を輝度補正変調回路２２にむけて順次出力さ
れる。

【０１１０】また、拡大撮像時には、実施例３．等で述
べた場合と同様にして輝度補正信号作成部２１内部で輝
度レベル変動と画面周辺部輝度低下の輝度補正信号が作
成され、輝度補正変調回路２２にむけて出力される。

【０１１１】一方、縮小撮像時の輝度補正信号について
述べる。縮小撮像を行うと撮像出力信号の一部領域が表
示画面となり、輝度レベル変動や画面周辺部の輝度低下
の補償を行う必要があるのは表示画面の位置である一部
領域だけになる。その結果、輝度補正信号も該一部領域
だけ必要で、その他の領域（表示画面以外の領域）では
輝度補正信号は不必要となる。そのため、撮像画面にお
ける表示画面の位置を検出することが必要となる。

【０１１２】表示画面の位置の検出方法は、最初に表示
画面全域で輝度が一定の信号、例えば全白信号を画像表
示装置に表示させ、この状態を撮像し、フレームメモリ
１１に撮像データを記憶させる。続いてフレームメモリ
１１に記憶された画像データから画像処理によって表示
画面の水平、及び垂直位置を検出する。これによって輝
度補正信号が必要となる領域の検出が完了する。

【０１１３】輝度補正信号が必要となる領域が検出され
ると、その領域内に輝度レベル変動と画面周辺部の輝度
低下の補償を行う補正信号が入るように輝度補正信号を
作成する。その他の領域は、輝度補正信号が不必要であ
るので、輝度を１倍するような信号を用いることで、撮
像画面の全体にわたる輝度補正信号を得ることができ、
輝度補正変調回路２２にむけて出力される。

【０１１４】一方、ＣＣＤ駆動回路８４は、ＣＣＤイメ
ージャ８１の駆動用の各種制御信号の作成が行われる
が、ここでは上記各実施例で述べた同期発生回路６の動
作と、ＣＣＤイメージャ８１駆動用の各種制御信号作成
の動作の両者を行う。

【０１１５】撮像が開始されるとＣＣＤ読出回路８２は
既定の映像信号フォーマット、例えばＮＴＳＣレートの
撮像信号が得られるようにＣＣＤイメージャ８１に蓄積
された信号の出力を開始する。アナログ信号であるＣＣ
Ｄ読出回路８２の出力信号は輝度補正変調回路２２に導
かれ、前述の輝度補正信号によって変調されることで、
撮像出力信号の輝度レベル変動と周辺部の輝度低下の補
償が行われ、画像表示装置の表示する画面の拡大撮像や
縮小撮像を行っても、撮像信号の輝度レベルが安定した
撮像信号が出力端子２３から得られる効果がある。

【０１１６】実施例８．実施例７．において、画像表示
装置の画面周辺部の輝度低下の補正信号を得る方法とし
て、例えばＲＯＭ等に補正信号のデータを記憶させてお
き、そのデータを順次読出すことで画面周辺部の輝度低
下の輝度補正信号を得る構成を採る場合や、画面周辺部
の輝度低下量の補正信号を演算によって作成する構成を
採ることも可能であり、上記のような構成を採る場合の
画像撮像装置の構成は、図１１に示した構成からＡ／Ｄ
変換回路１０とフレームメモリ１１を設置しない構成で
実現することができ、実施例７．と同様の効果が得られ
る。

【０１１７】実施例９．実施例７．と８．ではＣＣＤ読
出回路８２の出力信号がアナログ信号である、として実
施例の説明を行ったが、ＣＣＤ読出回路８２の出力信号
がデジタルデータ信号であっても構わない。この場合で
も、図１１に示した回路構成と全く同じ回路構成でデジ
タル画像撮像カメラを得ることができる。但し、輝度補
正信号作成部２１の出力である輝度補正信号がデジタル
データとなり、輝度補正変調回路２２の動作はデジタル
データ値同士の演算（乗算）で行われることになり、カ
メラ出力端子２３からはデジタルデータとして撮像信号
が出力される。

【０１１８】また、カメラ出力端子２３の出力デジタル
信号を外部に設置したＡ／Ｄ変換回路を通して出力する
ことによって実施例７．で述べた撮像カメラと同じアナ
ログ出力の画像撮像カメラが得られ、画像表示装置の表
示画面の拡大撮像や縮小撮像を行っても撮像出力信号の
輝度レベル変動と画面周辺部の輝度低下を補償した安定
した撮像信号が得られる効果がある。

【０１１９】実施例１０．実施例７．〜９．で述べた撮
像カメラを用いた監視装置システムを本発明の第十の実
施例として図１２に示す。同図において、４１はコント
ロールルームや監視室等のマスタールームに設置されて
いるカメラ８０の撮像信号のモニタであり、４２はカメ
ラ８０の撮像信号の記録を行うためのＶＴＲである。

【０１２０】以下、本実施例について説明する。カメラ
８０の撮像領域内に画像表示装置の表示画像がある場
合、その画像表示装置の表示する画像信号の同期信号を
外部同期信号入力端子１４からカメラ８０本体に入力す
る。周波数検出回路１８で該入力同期信号の周波数検出
を行うことで、表示系の表示する信号の垂直走査周波数
が分かる。一方、撮像系の垂直走査周波数はＣＣＤカメ
ラ８０として定まっているので既知の値となっている。
以上から、撮像出力における輝度レベル変動として発生
する明部領域及び暗部領域の位置や輝度比が分かり、こ
れらの補償を行うことが実現できるようになる。

【０１２１】また、画像表示装置の表示する画面の画面
周辺部の輝度低下の補償を行う補正信号についても、上
記各実施例で述べたものと同様の処理を行うことで、同
様に実現できる。続いて、これら２種類の輝度分布情報
から輝度補正信号を得る段階では、画像表示装置の表示
画面の一括撮像、拡大撮像、縮小撮像に応じて、上記各
実施例で述べた手法によって最適な輝度補正信号を輝度
補正信号作成部２１内で作成して出力し、輝度補正変調
回路２２においてＣＣＤ読出回路８２の出力信号である
撮像出力信号の変調を行う。

【０１２２】以上のようにして得られた撮像信号はカメ
ラ出力端子２３からＮＴＳＣレートのビデオ信号が出力
されるため、監視用モニタ４１と接続することで、撮像
信号をモニタすること、即ち監視システムとして使用す
ることができる。また、ＶＴＲ４２を設置すると、カメ
ラ８０の撮像信号を記録することが可能となり、例えば
銀行等の防犯カメラシステムとして使用することができ
る。なお、本システムの有利性として、ＣＣＤイメージ
ャ８１の解像度さえあれば、撮像領域内に存在する他の
画像表示装置の表示した画面をＶＴＲ４２等で記録する
ことができるという利点がある。

【０１２３】また、ＶＴＲ４２が間欠記録を行うＶＴＲ
であれば、ＶＴＲ４２が記録を行うタイミングでカメラ
８０に記録タイミング信号を送るようにして、カメラ８
０は該記録タイミング信号を受ける度にＣＣＤイメージ
ャ８１駆動の垂直タイミングをリセットして、新たに出
力１から順次出力することで、ＶＴＲ４２の記録信号が
より安定した撮像信号となり、安定した画質を常時得ら
れるようになる。

【０１２４】更に、カメラ８０の出力信号の映像信号フ
ォーマットはＮＴＳＣ以外の映像信号フォーマット、例
えばＰＡＬ／ＳＥＣＡＭやＨＤＴＶであっても構わな
い。なお、これらの場合には、モニタ４１がＰＡＬ／Ｓ
ＥＣＡＭ用のモニタやＨＤＴＶのモニタ、即ち撮像カメ
ラ８０の出力映像フォーマットと一致していれば上記実
施例と同様の効果が得られる。またはモニタ４１がオー
トスキャンタイプのモニタであっても同じである。但し
ＶＴＲ４２にはカメラ８０の出力映像信号フォーマット
と同じ映像信号フォーマットを記録するＶＴＲが必要と
なるが、その条件を満足するＶＴＲを使用する限りでは
同様の効果が得られる。

【０１２５】実施例１１．実施例７．〜実施例９．で述
べた本発明の画像撮像カメラを実施例１．〜６．で述べ
た画像表示装置の調整システムにおける画像撮像カメラ
として用いることもできる。なおこの場合には、画像表
示装置の調整システムの構成を実施例１．〜６．と比べ
て少し簡単にすることができるようになる。本実施例の
構成例を示すブロック図を、画像表示装置に投写型ＶＰ
を用いた場合におけるＶＰ２の表示画面の一括撮像方式
の調整システムの構成ブロック図として図１３に示す。

【０１２６】動作については、上記各実施例で述べたも
のと重複するため省略するが、本システムにおいても上
記各実施例と同様に、撮像出力信号から、輝度レベル変
動と画面周辺部の輝度低下の補償を行い、安定した撮像
出力信号が得られる。

【０１２７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の画像表示装置の
調整システムによれば、画像表示装置の表示している映
像信号の垂直走査周波数と、画像表示装置の表示する画
像の撮像を行う撮像系の垂直走査周波数が異なる場合に
発生する撮像出力信号の輝度レベル変動を算出し、その
補償用輝度補正信号を演算によって算出することがで
き、かつ、画像表示装置個別に発生する画面中央部の輝
度に対する画面周辺部の実際の輝度低下量を測定し、そ
の補償を行う輝度補正信号を得ることができるため、撮
像開始以前に輝度レベル変動と画面周辺部の輝度低下を
補償する輝度補正信号を得ることができ、撮像出力信号
の輝度補正をリアルタイムで行うことが可能となり、輝
度レベル変動と画面周辺部の輝度低下を除去した撮像出
力信号を得ることができ、正しい調整を行うことができ
る効果がある。

【０１２８】また、本発明の請求項２記載の画像表示装
置の調整システムによれば、画像表示装置の表示してい
る映像信号の垂直走査周波数と、画像表示装置の表示す
る画像の撮像を行う撮像系の垂直走査周波数が異なる場
合に発生する撮像出力信号の輝度レベル変動を算出し、
その補償用輝度補正信号を演算によって算出することが
でき、かつ、画像表示装置個別に発生する画面中央部の
輝度に対する画面周辺部の輝度低下量を算出し、その補
償を行う補正信号を演算によって得ることができるた
め、撮像開始以前に輝度補正信号を全て得ることがで
き、撮像出力信号の輝度補正をリアルタイムで行うこと
が可能となり、輝度レベル変動と画面周辺部の輝度低下
を除去した撮像出力信号を得ることができ、正しい調整
を行うことができる効果がある。

【０１２９】また、本発明の請求項３記載の画像表示装
置の調整システムによれば、画像表示装置の表示してい
る画像の一部領域の拡大撮像、または表示全画面を撮像
領域の一部に含む縮小撮像を行った場合に対応し、全画
面領域に対する拡大撮像領域の位置を検出すること、ま
たは撮像領域内における表示画面の位置を検出すること
によって、拡大撮像領域における輝度レベル変動と画面
周辺部の輝度低下を補償する輝度補正信号、または縮小
撮像に対応した輝度補正信号を作成することが可能とな
るため、撮像出力信号の輝度補正をリアルタイムで行う
ことが可能となり、拡大撮像、縮小撮像に対応した輝度
レベル変動と画面周辺部の輝度低下を除去した撮像出力
信号を得ることができ、正しい調整を行うことができる
効果がある。

【０１３０】また、本発明の請求項４記載の画像撮像装
置によれば、撮像領域内に画像表示装置の表示画面が含
まれる領域の撮像を行う場合に対応し、画像表示装置の
表示している映像信号の垂直走査周波数と、画像表示装
置の表示する画像の撮像を行う撮像系の垂直走査周波数
が異なる場合に発生する撮像出力信号の輝度レベル変動
を算出し、その補償用輝度補正信号を演算によって算出
することができ、かつ、画像表示装置個別に発生する画
面中央部の輝度に対する画面周辺部の実際の輝度低下量
を測定し、その補償を行う輝度補正信号を得ることがで
き、更に撮像装置の撮像領域内における画像表示装置の
表示領域の位置を検出し、その位置に応じた輝度補正信
号を得ることによって、輝度レベル変動と表示画像の周
辺部の輝度低下の補償を行った安定した撮像信号を得る
ことができる効果がある。

【０１３１】また、本発明の請求項５記載の画像撮像装
置によれば、撮像領域内に画像表示装置の表示画面が含
まれる領域の撮像を行う場合に対応し、画像表示装置の
表示している映像信号の垂直走査周波数と、画像表示装
置の表示する画像の撮像を行う撮像系の垂直走査周波数
が異なる場合に発生する撮像出力信号の輝度レベル変動
と、画像表示装置個別に発生する画面中央部の輝度に対
する画面周辺部の輝度低下量を演算によって算出するた
め、その補償用輝度補正信号を算出することができ、更
に撮像装置の撮像領域内における画像表示装置の表示領
域の位置を検出し、その位置に応じた輝度補正信号を得
ることによって、輝度レベル変動と表示画像の周辺部輝
度低下の補償を行った安定した撮像信号を得ることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像表示装置の調整
システムの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第一、及び第二の実施例の動作を説
明するためのタイミング図であり、ＶＰの投写画像のＶ
ＤとＣＣＤカメラ駆動用のＶＤのタイミングを示すもの
である。

【図３】第一の実施例において、ＣＣＤカメラの出力
信号の輝度変動によって発生する明暗の分布を示す図で
あり、（ａ）、（ｂ）は説明用の図、（ｃ）〜（ｆ）は
明暗領域の分布パターンを示している。

【図４】第一の実施例において、輝度補正信号につい
ての説明をするための図である。

【図５】第二の実施例において、画角を説明のための
図である。

【図６】第二の実施例において、偏向角を説明のため
の図である。

【図７】本発明の第三の実施例による構成を示すブロ
ック図である。

【図８】本発明の第四の実施例による構成を示すブロ
ック図である。

【図９】本発明の第五の実施例による構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】本発明の第六の実施例による構成を示すブ
ロック図である。

【図１１】本発明の第七、及び第八の実施例による構
成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第十の実施例による構成を示すブ
ロック図である。

【図１３】本発明の第十一の実施例による構成を示す
ブロック図である。

【図１４】従来の画像撮像装置の構成を示すブロック
図である。

【図１５】従来の画像撮像装置における動作を説明す
るための図である。

【図１６】従来の画像撮像装置における問題点を説明
するための図である。

【符号の説明】

１画像撮像装置、２ＣＲＴ方式ＶＰ、３インタフ
ェース回路、４スクリーン、５ＣＰＵ、６同期発
生回路、７バス、８ＣＣＤカメラ、９モータ制御
部、１０Ａ／Ｄ変換回路、１１フレームメモリ、１
２，１３モータ、１４ＣＣＤカメラの外部同期信号
入力端子、１５ズーム手段、１７画像表示装置の同
期信号入力端子、１８同期信号周波数検出回路、１９
ズーム制御部、２０直視型ディスプレイ、２１輝
度補正信号作成部、２２輝度補正変調回路、２３カ
メラ出力端子、８０ＣＣＤカメラ装置、８１ＣＣＤ
イメージャ、８２ＣＣＤ読出回路、８３カメラレン
ズ、８４ＣＣＤ駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 17/04 Ｈ０４Ｎ 17/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示装置の表示している信号の垂直
走査周波数と撮像系の垂直走査周波数から定まる撮像出
力信号の輝度レベル変動を算出する演算手段と、画像表
示装置個別に定まる表示画面周辺部の輝度低下量を測
定、検出する測定検出手段と、上記演算手段と上記測定
検出手段の出力から撮像出力信号の輝度レベル変動を補
償する輝度補正信号を作成する補正信号作成手段と、上
記補正信号作成手段の出力信号によって撮像出力信号の
変調を行うことによって輝度補正を行う輝度補正手段と
を有する画像表示装置の表示するテストパターンの撮像
を行う画像撮像手段を有することを特徴とする画像表示
装置の調整システム。
【請求項２】画像表示装置の表示している信号の垂直
走査周波数と撮像系の垂直走査周波数から定まる撮像出
力信号の輝度レベル変動を算出する第一の演算手段と、
画像表示装置個別に定まる表示画面周辺部の輝度低下量
を算出する第二の演算手段と、上記第一、第二の演算手
段の各出力から撮像出力信号の輝度レベル変動を補償す
る輝度補正信号を作成する補正信号作成手段と、上記補
正信号作成手段の出力信号によって撮像出力信号の変調
を行うことによって輝度補正を行う輝度補正手段とを有
する画像表示装置の表示するテストパターンの撮像を行
う画像撮像手段を有することを特徴とする画像表示装置
の調整システム。
【請求項３】画像撮像手段の撮像領域の大きさを変化
させる拡大、及び縮小撮像手段を有し、かつ、画像表示
装置の全表示画面領域における拡大撮像領域の検出を行
う手段と、画像撮像手段の撮像領域における画像表示装
置の表示領域の位置を検出する手段とを有することを特
徴とする請求項１または請求項２記載の画像表示装置の
調整システム。
【請求項４】画像表示装置の表示している信号の垂直
走査周波数と撮像系の垂直走査周波数から定まる撮像出
力信号の輝度レベル変動を算出する演算手段と、画像表
示装置個別に定まる画面周辺部の輝度低下量を測定、検
出する測定検出手段と、上記演算手段と上記測定検出手
段の出力から撮像出力信号の輝度レベル変動を補償する
輝度補正信号を作成する補正信号作成手段と、上記補正
信号作成手段の出力信号によって撮像出力信号の変調を
行うことによって輝度補正を行う輝度補正手段と、画像
撮像手段の撮像領域の大きさを変化させる拡大、及び縮
小撮像手段と、画像表示装置の表示する全表示画面領域
における拡大撮像領域の検出を行う手段と、画像撮像手
段の撮像領域における画像表示装置の表示領域の位置を
検出する手段とを有することを特徴とする画像撮像装
置。
【請求項５】画像表示装置の表示している信号の垂直
走査周波数と撮像系の垂直走査周波数から定まる撮像出
力信号の輝度レベル変動を算出する第一の演算手段と、
画像表示装置個別に定まる画面周辺部の輝度低下量を算
出する第二の演算手段と、上記第一、第二の演算手段の
各出力から撮像出力信号の輝度レベル変動を補償する輝
度補正信号を作成する補正信号作成手段と、上記補正信
号作成手段の出力信号によって撮像出力信号の変調を行
うことによって輝度補正を行う輝度補正手段と、画像撮
像手段の撮像領域の大きさを変化させる拡大、及び縮小
撮像手段と、画像表示装置の表示する全表示画面領域に
おける拡大撮像領域の検出を行う手段と、画像撮像手段
の撮像領域における画像表示装置の表示領域の位置を検
出する手段とを有することを特徴とする画像撮像装置。