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JPH08149522A - 位置検出装置及び画像補正装置 - Google Patents

位置検出装置及び画像補正装置

Info

Publication number
JPH08149522A
JPH08149522A JP7113902A JP11390295A JPH08149522A JP H08149522 A JPH08149522 A JP H08149522A JP 7113902 A JP7113902 A JP 7113902A JP 11390295 A JP11390295 A JP 11390295A JP H08149522 A JPH08149522 A JP H08149522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
test pattern
signal
image
pattern
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7113902A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunori Inoue
育徳 井上
Susumu Tsujihara
進 辻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7113902A priority Critical patent/JPH08149522A/ja
Priority to EP95114687A priority patent/EP0703714A3/en
Publication of JPH08149522A publication Critical patent/JPH08149522A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロジェクションテレビのコンバーゼンス歪
みや幾何学歪補正を自動的に行うため、テストパターン
の位置を検出する位置検出装置、及びその位置により短
時間で高精度の自動調整ができる画像補正装置を実現す
ること。 【構成】 画像を表示するスクリーン７の外周部に、複
数の光検出素子からなる光検出部８〜１５を設ける。ま
たテストパターン発生回路１によりテストパターンを発
生し、光検出部８〜１５で受光する。受光信号からテス
トパターンの表示位置を位置算出部１７で検出する。誤
差検出部１８はこの検出位置から表示位置の誤差を算出
する。この誤差値に基づいて補正信号発生回路１９が補
正信号を作成し、コンバーゼンス補正回路２０及び偏向
回路に与える。こうすると短時間でかつ高精度に画像歪
みが検出され、自動調整ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、カラーテレビジョン
受像機の画像歪みを補正する装置に関し、スクリーンで
の３原色の位置ずれを検出する位置検出装置と、コンバ
ーゼンスや幾何学歪補正を自動的に行う画像補正装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、３原色を発光する投射管を用い
てスクリーンに映像を拡大投射する投射型ディスプレイ
において、３原色投射管のスクリーンに対する集中角
や、投射型ディスプレイのスクリーンに対する投射角な
どの光学的条件により、画像の投射歪である幾何学歪や
ミスコンバーゼンスが生じる。
【０００３】投射型ディスプレイでは幾何学歪やコンバ
ーゼンスの調整が非常に複雑であり、手動では調整時間
がかかるため、自動的に調整を行う方法として、特公平
６−３２４８６号公報、登録１６８５７２４号の自動コ
ンバーゼンス補正方式が提案されている。またコンバー
ゼンス調整後、受像機の電気的・材質的・機構的変動や
地磁気などの影響により発生するコンバーゼンスドリフ
トを自動的に調整する方法として、特公平６−９３９３
号公報、特公平６−５９６０号公報、米国特許４８５７
９９８号公報、特開昭６３−４８９８７号公報の位置検
出装置や画像補正装置が提案されている。
【０００４】コンバーゼンスドリフトは、投射管のネッ
クチャージ、ガンセンタードリフト等や、各駆動出力回
路のドリフト、コンバーゼンスヨークや偏向ヨークの材
質的な感度変動、また地磁気や輸送などの機構的変動な
どが組み合わさったものである。
【０００５】図８７に自動的に調整を行う従来の画像補
正装置や、この装置に用いられる位置検出装置（特公平
６−３２４８６号公報「フォトダイオード列およびミス
レジストレーション検出回路」）の基本構成を示す。図
８７（ａ）に示すように、結像レンズ３３３と共働関係
にあり、Ｘ−Ｙモータアセンブリ３３５に取り付けられ
た象限フォトダイオードセンサ３３１からなる収束シス
テムが設けられている。Ｘ−Ｙモータアセンブリ３３５
は、結像レンズ３３３及び象限フォトダイオードセンサ
３３１を、映写されたイメージ（図示せず）上に焦点合
わせするため、２つのステップモータ３３７をＸ−Ｙジ
ンバル上に支持する機械構造体を有している。そしてそ
の一端に結像レンズ３３３を設け、他端に象限フォトダ
イオードセンサ３３１を設けた管状ハウジング３３４が
回動自在に取り付けられている。
【０００６】象限フォトダイオードセンサ３３１は小表
面マウントの前置増幅ボードに取り付けられている。Ｘ
−Ｙモータアセンブリ３３５は、映写機（図示せず）の
中央のレンズの直下であって、映写機のフレームに取付
けられるのが好ましい。ワイヤ配線３３９は、象限フォ
トダイオードセンサ３３１及びステップモータ３３７を
カードケージ３１３内の親ボード３１１に接続してい
る。カードケージ３１３は、ステップモータ３３７の駆
動回路を有し、象限フォトダイオードセンサ３３１から
取り込んだ信号をディジタル化するための回路を有して
いる。これらの回路は主印刷回路基板３１５に設けられ
ている。
【０００７】映写イメージポイントにおける赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のイメージ成分の各
々の位置は、象限フォトダイオードセンサ３３１によっ
て検出され、象限の中心と一致するように調整される。
スクリーン全体における収束は、ラスタイメージにおけ
る多数の収束ポイントについてこの動作を繰り返すこと
によって実現される。自動収束動作は、映写機の遠隔又
は内蔵のキューパッド（図示せず）を介して収束メニュ
ーの選択によって開始される。その後収束が完了し、又
はユーザーによって中断されるまで、収束システムにお
いて実行中のソフトフェアが映写機を制御する。
【０００８】このような動作において、収束アルゴリズ
ムに必要とされるターゲット及びパターンを表示するた
め、カードケージ３１３に組み込まれたビデオ制御ボー
ド内のマイクロプロセッサが制御を行っている。図８７
（ｂ）は象限フォトダイオードセンサ３３１の構成図で
ある。本図に示すように象限フォトダイオードセンサ３
３１は、フォトダイオード３２１Ａ〜３２４Ａと、その
四隅に配置したフォトダイオード３２１Ｂ〜３２４Ｂと
により構成される。
【０００９】各々のフォトダイオード３２１Ａ〜３２４
Ａから、イメージの位置に比例した各々の直流電圧（す
なわち、光起電電位）が得られ、それらの信号はアナロ
グ・ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）に
与えられる。Ａ／Ｄ変換器はこれに応答して８ビットの
ディジタル値を出力し、収束システムのマイクロプロセ
ッサのデータバスに与える。マイクロプロセッサは８ビ
ットのディジタル値を比較することにより、よく知られ
ている方法でイメージのミスレジストレーションを検出
し、必要な収束コイル修正信号を発生し、レジストレー
ションの自動調整を行う。
【００１０】図８８は自動的にドリフト調整を行う従来
の画像補正装置（米国特許４８５７９９８号公報「コン
バーゼンス装置」）の基本構成図である。スクリーン４
１３の周辺部に配置されたフォトセンサ４１４、４１５
で検出用テスト信号４１６、４１７が検出される。この
検出信号を位置検出回路４１８に与え、コンバーゼンス
の誤差値を求める。これによりコンバーゼンス補正回路
（Ｃ補正回路）４２１を介してディスプレイのコンバー
ゼンスドリフトを自動的に調整している。こうして投射
スクリーン上に画像を表示した状態で、自動的にドリフ
ト調整を行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成では、象限状に配置された複数のフォトダイオ
ードの各出力を比較することにより、各フォトダイオー
ドの交差点にレジストレーション調整用のパターンを収
束させるようにしている。そしてパターンを収束点まで
移動させたときの移動量から、パターンの表示位置座標
が検出される。このような方法では、調整精度がパター
ン移動量の分解能に依存する。また調整においてパター
ン移動に要する時間が必要であり、調整時間がかかると
いう問題点があった。
【００１２】また、画面の周辺部に検出器を設けて検出
する場合、精度よく検出するためには複雑な信号処理が
必要で、回路規模が大きくなるという問題点を有してい
た。また装置のコンバーゼンスドリフトと画面位相の変
動を考えると、検出器の受光面積としては大きいものが
必要であり、検出部としては非常に高価なセンサが必要
であるという問題点があった。
【００１３】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、投射型のカラーディプレイ装置
において、画像の幾何学歪やコンバーゼンス調整を行う
に際し、調整用パターンの表示位置座標を精度高く検出
する位置検出装置を実現することと、この位置検出装置
を用いて短時間でかつ高精度に幾何学歪やコンバーゼン
ス調整を行うことができる画像補正装置を提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、表示画面の外周部に設けられ、少なくとも表示画面
の一方向に沿って複数の光検出素子を近接して配置した
複数の光検出部と、信号レベルが光検出部の光検出素子
の配置方向に沿って変化するテストパターンを、光検出
素子で受光できる位置に発生するテストパターン発生手
段と、光検出部の光検出素子で受光した信号レベルから
テストパターンの表示位置を算出するパターン位置算出
手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１５】本願の請求項５の発明は、映像の表示画面
の外周部の所定位置に配置した複数の光検出素子と、信
号レベルが表示画面の平面に沿って変化するテストパタ
ーンを発生するテストパターン発生手段と、光検出素子
で受光できる範囲内でテストパターン発生手段で生成さ
れるテストパターンの表示位置を制御する表示位置制御
手段と、光検出素子で受光した信号レベルと表示位置制
御手段の制御量とから、テストパターンの表示位置を算
出するパターン位置算出手段とを具備することを特徴と
するものである。
【００１６】本願の請求項８の発明は、映像の表示画面
の外周部に設けられ、表示画面に沿って複数の光検出素
子を隣接して配置した複数の光検出部と、各光検出部の
受光領域より小さい照射範囲を有するテストパターン
を、光検出部で受光できる位置に発生するテストパター
ン発生手段と、各光検出素子に対して表示画面上の２次
元座標を割り当て、各光検出素子の出力を、割り当てら
れた座標で重み付け加算することにより、テストパター
ンの表示位置を算出する位置算出手段とを具備すること
を特徴とするものである。
【００１７】本願の請求項１０の発明は、表示画面の外
周部に設けられ、少なくとも表示画面の一方向に沿って
複数の光検出素子を近接して配置した複数の光検出部
と、位置検出用と誤差検出用のテストパターンを、光検
出素子で受光できる位置に発生するテストパターン発生
手段と、光検出素子で受光した信号レベルからテストパ
ターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、
パターン位置算出手段の信号から、画像歪みとしての幾
何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差
算出手段と、誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を
補正する信号を作成する補正信号作成手段とを具備する
ことを特徴とするものである。
【００１８】本願の請求項１２の発明は、画像の表示画
面の４隅では水平及び垂直の走査方向に対して斜めに複
数の光検出素子が配置され、表示画面の長辺外周部では
水平走査方向に複数の光検出素子が配置され、表示画面
の短辺外周部では垂直走査方向に複数の光検出素子が配
置された複数の光検出部と、光検出素子で受光できる位
置にテストパターンを発生するテストパターン発生手段
と、光検出素子で受光した信号レベルからテストパター
ンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、パタ
ーン位置算出手段の信号から、画像歪みとしての幾何学
歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出
手段と、誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正
する信号を作成する補正信号作成手段とを具備すること
を特徴とするものである。
【００１９】本願の請求項１４の発明は、表示画面の外
周部に複数の光検出素子が配置された複数の光検出部
と、光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
生するテストパターン発生手段と、光検出素子で受光し
た信号を加算及び減算した値に基づいて、テストパター
ンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、パタ
ーン位置算出手段の信号から、画像歪みとしての幾何学
歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出
手段と、誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正
する信号を作成する補正信号作成手段とを具備すること
を特徴とするものである。
【００２０】本願の請求項１７の発明は、映像の表示画
面の外周部に複数の光検出素子が配置された複数の光検
出部と、光検出素子で受光できる位置にテストパターン
を発生するテストパターン発生手段と、光検出素子で受
光した信号レベルによりテストパターンの表示位置を算
出するパターン位置算出手段と、パターン位置算出手段
の信号から、画像歪みとしての幾何学歪とコンバーゼン
ス誤差の補正方向を算出する誤差算出手段と、誤差算出
手段の出力により、検出領域である画面周辺部のみの補
正信号を作成する周辺部補正信号作成手段と、周辺部補
正信号作成手段からの補正波形で、コンバーゼンス補正
手段を駆動してテストパターンの表示位置を収束させ、
その収束結果に基づいて全画面の補正信号を作成する全
画面補正信号作成手段とを具備することを特徴とするも
のである。
【００２１】本願の請求項２０の発明は、映像の表示画
面の外周部に複数の光検出素子が配置された複数の光検
出部と、光検出素子で受光できる位置にテストパターン
を発生するテストパターン発生手段と、光検出素子で受
光した信号レベルによりテストパターンの表示位置を算
出するパターン位置算出手段と、パターン位置算出手段
の信号から、所定時間経過毎に画像歪みとしての幾何学
歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出
手段と、誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正
する信号を作成する補正信号作成手段とを具備すること
を特徴とするものである。
【００２２】本願の請求項２４の発明は、映像の表示画
面の外周部に複数の光検出素子が配置された複数の光検
出部と、光検出素子で受光できる位置にテストパターン
を発生するテストパターン発生手段と、光検出素子から
の受光位置に対応した位置情報が電圧情報に変換された
位置／電圧変換信号からテストパターンの表示位置を算
出するパターン位置算出手段と、パターン位置算出手段
の信号から画像歪みとしての幾何学歪とコンバーゼンス
誤差の補正方向を算出する誤差算出手段と、誤差算出手
段の出力より画像歪みの誤差を補正する信号を作成する
補正信号作成手段とを具備することを特徴とするもので
ある。
【００２３】本願の請求項２７の発明は、表示画面に表
示されるテストパターンの表示位置を検出する位置検出
装置であって、表示画面の外周部に複数の光検出素子を
隣接して配列した複数の光検出部と、信号レベルが幅方
向に変化する線状のテストパターンを光検出素子で受光
できる位置に発生するテストパターン発生手段と、光検
出部内の各光検出素子に対して表示画面上の座標を割り
当て、各光検出素子の出力比を、各光検出素子に割り当
てられた座標で重み付け加算することにより、テストパ
ターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、
を具備することを特徴とするものである。
【００２４】本願の請求項３１の発明は、表示画面に表
示されるテストパターンの表示位置を検出する位置検出
装置であって、表示画面の外周部に配置した複数の光検
出素子と、信号レベルが幅方向に変化する線状のテスト
パターンを、光検出素子で受光できる位置に発生するテ
ストパターン発生手段と、テストパターン発生手段から
発生するテストパターンの表示位置をパターン幅以内で
時分割で微動させる表示位置制御手段と、光検出素子か
ら時分割に出力される各検出信号の出力比を算出し、こ
の出力比を表示位置制御手段から出力されたテストパタ
ーンの移動量で重み付け加算することにより、テストパ
ターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、
を具備することを特徴とするものである。
【００２５】本願の請求項３５の発明は、表示画面に表
示されるテストパターンの表示位置を検出する位置検出
装置であって、表示画面の外周部に複数の光検出素子を
隣接して配列した複数の光検出部と、信号レベルが幅方
向に変化する線状のテストパターンを光検出部に照射す
るとき、テストパターンの幅を光検出部の受光領域より
も小さくなるよう発生するテストパターン発生手段と、
光検出部における各光検出素子の出力のうちの最小値を
不要光レベルとして検出する最小値算出手段と、光検出
部における各光検出素子の夫々出力から、最小値算出手
段の出力を夫々減算する複数の差分手段と、光検出部に
おける各光検出素子に対応する差分手段の出力から、テ
ストパターンの表示位置を算出するパターン位置算出手
段と、を具備することを特徴とするものである。
【００２６】本願の請求項３９の発明は、画像を表示画
面に表示する際に画像歪み検出用のテストパターンの表
示位置を検出して画像歪みを補正する画像補正装置であ
って、表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して
配列した複数の光検出部と、信号レベルが幅方向に変化
する線状のテストパターンを光検出素子で受光できる位
置に発生するテストパターン発生手段と、入力画像信号
のレベルを少なくともフィールド単位で平均化する画像
平均化手段と、画像平均化手段の出力とテストパターン
発生手段の出力するテストパターンとを切り換える第１
の切換手段と、第１の切換手段の出力と入力画像信号と
を切り換える第２の切換手段と、画像の補正時に第２の
切換手段を用いて第１の切換手段の出力に切換え、表示
画面の有効表示範囲に画像平均化手段の出力画像を表示
し、表示画面の外周部にテストパターン発生手段のテス
トパターンを表示するよう、第１の切換手段に切換タイ
ミング信号を与えるタイミング発生部と、光検出部内の
各光検出素子に対して表示画面上の座標を割り当て、各
光検出素子の出力比を、各光検出素子に割り当てられた
座標で重み付け加算することにより、テストパターンの
表示位置を算出するパターン位置算出手段と、パターン
位置算出手段の信号から画像の幾何学歪とコンバーゼン
ス誤差の補正方向を算出する誤差算出手段と、誤差算出
手段の出力より画像歪みの誤差を補正する信号を作成す
る補正信号作成手段と、を具備することを特徴とするも
のである。
【００２７】本願の請求項４１の発明は、画像を表示画
面に表示する際に画像歪み検出用のテストパターンの表
示位置を検出して画像歪みを補正する画像補正装置であ
って、表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して
配列した複数の光検出部と、線状のテストパターンを光
検出素子で受光できる位置に発生するテストパターン発
生手段と、テストパターン発生手段から発生する線状の
テストパターンの表示位置を、基準位置から最小ピッチ
の整数倍で表示画面の左右又は上下に順次移動させる表
示位置制御手段と、光検出部にテストパターンの検出信
号が得られたとき、表示位置制御手段の指示するテスト
パターンの移動回数に基づいてテストパターンの表示位
置を算出するパターン位置算出手段と、パターン位置算
出手段の信号から画像歪みとしての幾何学歪とコンバー
ゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出手段と、誤差
算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正する信号を作
成する補正信号作成手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
【００２８】本願の請求項４４の発明は、複数の表示画
面を縦横方向に隣接して配置したマルチ表示画面に対し
て複数の拡大投射管により画像を表示する際に、画像歪
み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
みを補正する画像補正装置であって、各表示画面から拡
大投射管側に位置し、各投射ビームの放射外周部に複数
の光検出素子を隣接して配列した複数の光検出部と、光
検出部と拡大投射管との距離を投射距離としたとき、投
射距離の算出用の第１のテストパターンと画像歪み検出
用の第２のテストパターンを、光検出部の光検出素子で
受光できる位置に発生するテストパターン発生手段と、
光検出素子で受光した第１のテストパターンの信号レベ
ルにより光検出部への投射距離を算出する投射距離算出
手段と、各光検出部の光検出素子の出力と投射距離算出
手段の出力から第２のテストパターンの表示位置を算出
するパターン位置算出手段と、パターン位置算出手段の
信号から画像歪みとしての幾何学歪とコンバーゼンス誤
差の補正方向を算出する誤差算出手段と、誤差算出手段
の出力より画像歪みの誤差を補正する信号を作成する補
正信号作成手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。
【００２９】本願の請求項４６の発明は、複数の表示画
面を縦横方向に隣接して配置したマルチ表示画面に対し
て複数の拡大投射管により画像を表示する際に、画像歪
み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
みを補正する画像補正装置であって、各表示画面から拡
大投射管側に位置し、各投射ビームの放射外周部に複数
の光検出素子を隣接して配列した複数の光検出部と、光
検出部と拡大投射管との距離を投射距離としたとき、投
射距離の算出用の第１のテストパターンと画像歪み検出
用の第２のテストパターンを、光検出部の光検出素子で
受光できる位置に発生するテストパターン発生手段と、
光検出素子で受光した第１のテストパターンの信号レベ
ルにより光検出部への投射距離を算出する投射距離算出
手段と、投射距離算出手段の出力をもとに第２のテスト
パターンの表示位置を微動させる表示位置制御手段と、
各光検出部の光検出素子の出力から第２のテストパター
ンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、パタ
ーン位置算出手段の信号から画像歪みとしての幾何学歪
とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出手
段と、誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正す
る信号を作成する補正信号作成手段と、を具備すること
を特徴とするものである。
【００３０】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１〜４の
発明によれば、複数の光検出素子を設置した光検出部に
対し、信号レベルが変化するテストパターンを表示す
る。各光検出素子の信号レベルを比較することにより、
テストパターンの表示位置を算出する。こうするとテス
トパターンの方向とずれ量が直接検出できるため、短時
間でかつ高精度に画像歪みが検出される。
【００３１】また本願の請求項５〜７の発明によれば、
検出方向に対し信号レベルが変化するテストパターンを
所定量だけ移動させる。このとき単一の光検出素子から
得られる信号レベルの変化からテストパターンの表示位
置を算出する。こうするとテストパターンの方向とずれ
量が光検出素子で直接検出できるため、短時間で高精度
に画像歪みが検出される。
【００３２】また本願の請求項８、９の発明によれば、
所定の位置に配置された複数の各光検出素子に対して、
表示画面上の二次元平面座標を割り当てる。そしてスポ
ット状のテストパターンを表示し、各光検出素子の出力
で割り当てられた座標を重み付け加算すると、テストパ
ターンの表示位置が直接算出される。こうするとテスト
パターンの方向とずれ量が光検出素子で容易に検出でき
るため、短時間で高精度に画像歪みが検出される。
【００３３】また本願の請求項１０、１１の発明によれ
ば、位置検出用（信号サーチ用）と誤差検出用の２種類
のテストパターンを用いて、その方向や表示位置におけ
る誤差を算出する。この誤差値に基づいて幾何学歪やコ
ンバーゼンス歪みを補正する補正信号を作成する。こう
すると簡単な構成で短時間でかつ高精度の画像歪みの補
正が行える。
【００３４】また本願の請求項１２、１３の発明によれ
ば、画面十字上は各走査方向に対し直角方向に、四隅は
各走査方向に対し斜め方向に、複数の光検出素子を夫々
設置する。そしてテストパターンの表示位置を算出し
て、幾何学歪やコンバーゼンス歪みを補正する補正信号
を作成する。こうすると安定でかつ高精度の画像歪みの
自動調整が行える。
【００３５】また本願の請求項１４〜１６の発明によれ
ば、複数の光検出素子から得られる検出信号を加算し、
加算信号に基づいてテストパターンのおおよその方向と
発生位置を制御する。また各検出素子から得られる検出
信号を減算し、減算信号でテストパターンの表示位置の
誤差を算出する。このように２段階に分けて表示位置の
誤差値を検出すると、幾何学歪やコンバーゼンス歪みの
補正を安定でかつ高精度に自動調整できる。また減算値
を誤差信号値とするため、光検出部に対する不要光によ
る影響が少なくなる。
【００３６】また本願の請求項１７〜１９の発明によれ
ば、まず最初に画面周辺部に設置された光検出素子の検
出領域のみの収束動作を行い、次に全画面の収束動作を
行う。そして幾何学歪やコンバーゼンス歪みの補正を行
うことにより、有効画面内の映像を乱すことなく、安定
でかつ高精度に画像歪みの自動調整ができる。
【００３７】また本願の請求項２０〜２３の発明によれ
ば、画像表示装置の電源投入後からの時間経過に伴いテ
ストパターンを出力する。そして光検出素子上に映出さ
れ、位置／電圧変換された値からテストパターンの位置
ずれ量を検出する。この検出信号に同期して画像歪みの
補正信号を作成する。こうすると高精度に画像歪みのド
リフトが補正できる。
【００３８】さらに本願の請求項２４〜２６の発明によ
れば、位置検出用（信号サーチ用）と誤差検出用のテス
トパータンを夫々作成する。これらのテストパターンを
表示し、その表示位置を位置／電圧変換により検出す
る。こうすると簡単なテストパターンを用いて短時間で
かつ高精度に画像歪みを補正できる。
【００３９】また本願の請求項２７〜３０の発明によれ
ば、光検出素子の出力比から、テストパターンの表示位
置を算出する。こうするとテストパターンのゲイン変動
やその他の変動要因の影響を受けにくく、かつテストパ
ターンの方向とずれ量が直接検出できるため、短時間で
かつ高精度に画像歪みが検出される。
【００４０】また本願の請求項３１〜３４の発明によれ
ば、テストパターンの表示位置をシフトした場合の輝度
レベルの出力比から、テストパターンの表示位置を直接
算出する。こうすると簡単な構成で短時間でかつ高精度
の画像歪みが検出される。
【００４１】また本願の請求項３５〜３８の発明によれ
ば、光検出部の受光範囲より狭い照射領域を持つテスト
パターンを用いて、テストパターンが照射されておらず
不要光のみが入射している部分の光検出素子から不要光
成分を検出し、この不要光成分を各光検出素子の出力か
ら差分して、テストパターンの表示位置を算出する。こ
うすると投射装置セット内部の反射光や外光などの不要
光を除去できるため、安定でかつ高精度の画像歪みが検
出される。
【００４２】また本願の請求項３９、４０の発明によれ
ば、映像信号の平均値とテストパターンを切り換えて出
力して、テストパターンの位置ずれ量を算出して画像歪
みの補正信号を作成する。こうするとマルチスキャン、
マルチアスペクトの画像歪み補正を行う際にテストパタ
ーンの挿入操作が目立たなく、かつ高精度に画像歪みの
自動調整ができる。
【００４３】また本願の請求項４１〜４３の発明によれ
ば、テストパターンの表示位置を制御し、この検出信号
と制御量から画像歪みの補正信号を作成する。こうする
と少ない回数でテストパターンのサーチを行うことがで
き、サーチの効率化、調整時間の短縮化が実現できる。
【００４４】また本願の請求項４４、４５の発明によれ
ば、テストパターンの輝度レベルから検出部への投射距
離を算出し、この算出信号と検出信号から画像歪みの補
正信号を作成する。こうすると特にマルチ画面のディス
プレイのように光検出部を非結像面に配置する場合にお
いても、正確な画像歪みの自動調整ができる。
【００４５】さらに本願の請求項４６、４７の発明によ
れば、テストパターンの輝度レベルから検出部への投射
距離を算出し、この算出信号によりテストパターンの位
相を制御して画像歪みの補正信号を作成する。こうする
と実際の非結像面上での位置検出ができ、より正確な画
像歪みの自動調整ができる。
【００４６】
【実施例】本発明の第１実施例における位置検出装置に
ついて図面を参照しつつ説明する。図１は一体型ビデオ
プロジェクタ（投射型ディスプレイ）の全体構成を示す
ブロック図である。図２は投射型ディスプレイの構造を
示す側面図である。図１，図２に示すように、投射型デ
ィスプレイ２７は、Ｒ，Ｇ，ＢのＣＲＴ４と３つのレン
ズ５とを含む拡大投射装置２４、ミラー６、スクリーン
７、自動調整装置２５、位置検出装置２６を含んで構成
される。
【００４７】位置検出装置２６とは、拡大投射装置２４
によって投射されたＲ，Ｂ，Ｇの画像の位置ずれを検出
する装置である。以下に示す各実施例では、位置検出装
置は画像の幾何学歪やコンバーゼンスの自動調整に必要
なテストパターンの位置を検出するものとするが、他の
パターンの位置を検出する場合にも有効である。
【００４８】図１において、テストパターン発生回路
（ＴＰ発生回路）１は幾何学歪やコンバーゼンス調整用
のテストパターンを発生する回路であり、その出力は切
換回路２に与えられる。切換回路２は外部から入力され
る映像信号とテストパターンの信号を切り換える回路で
あり、その出力は映像回路３に与えられる。映像回路３
は入力された信号に対して各種の処理を行い、Ｒ，Ｂ，
ＧのＣＲＴ４を駆動する回路である。３つのレンズ５は
夫々のＣＲＴ４に表示された画像を、図２に示すように
ミラー６を介してスクリーン７に拡大投射するレンズで
ある。
【００４９】光検出部８〜１５はスクリーン７の周辺部
の所定位置に配置され、表示されたテストパターンの信
号レベルを検出する装置である。図１のマルチプレクサ
１６は光検出部８〜１５の出力信号を入力し、処理すべ
き信号を選択する回路である。位置算出部１７はマルチ
プレクサ１６の出力信号を処理してテストパターンの表
示位置を算出する回路である。このように光検出部８〜
１５、マルチプレクサ１６、位置算出部１７は、スクリ
ーン７上の光検出部８〜１５上に映出されたテストパタ
ーンの表示位置を検出する位置検出装置２６を構成して
いる。
【００５０】誤差算出部１８は位置算出部１７の出力か
ら、幾何学歪やミスコンバーゼンス量を算出する回路で
ある。補正信号発生回路１９は誤差算出部１８の出力を
もとに、幾何学歪やコンバーゼンス誤差補正用の補正信
号を発生する回路であり、その出力はコンバーゼンス補
正回路（Ｃ補正回路）２０と偏向回路２１とに与えられ
る。ここでテストパターン発生回路１、誤差算出部１
８、補正信号発生回路１９は、画像の幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスを自動調整する自動調整装置２５を構成し
ている。
【００５１】コンバーゼンス補正回路２０はコンバーゼ
ンスヨーク（以下、ＣＹという）２２にコンバーゼンス
補正用の制御信号を出力する回路である。偏向回路２１
は偏向ヨーク（以下、ＤＹという）２３に偏向制御と偏
向補正用の制御信号を出力する回路である。このように
拡大投射装置２４は、切換回路２、映像回路３、ＣＹ２
２とＤＹ２３とを装着したＣＲＴ４，レンズ５、コンバ
ーゼンス補正回路２０、偏向回路２１等により構成され
る。
【００５２】さて図２において、投射拡大装置２４から
の画像光はミラー６で反射され、透過型のスクリーン７
に拡大投射される。投射拡大装置２４とスクリーン７の
間に設けられたミラー６は、一体型ビデオプロジェクタ
２７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。自動調整装置２５は前述したように、スクリーン
７上に配置した光検出部８〜１５上に、信号（輝度）レ
ベルが変化するテストパターンを映出して、この光検出
部の検出信号からテストパターンの表示位置を検出し
て、拡大投射装置２４の幾何学歪やミスコンバーゼンス
などの自動調整を行うものである。
【００５３】このような構成のＶＳＰに設けられた本実
施例の位置検出装置２６の動作を説明する。幾何学歪や
コンバーゼンスの自動調整は、表示されたテストパター
ンの位置座標を位置算出部１７により算出し、求められ
た位置座標から、幾何学歪やミスコンバーゼンス誤差を
算出し、誤差量に応じた補正信号をコンバーゼンス補正
回路２０や偏向回路２１に供給することにより行われ
る。
【００５４】ここで本実施例のテストパターンの位置座
標検出の動作を詳しく説明する。まず、表示画面周辺部
の所定位置に配置された光検出部８〜１５と位置検出装
置２６について図３を用いて説明する。図３の光検出素
子３０〜３２はスクリーン７を二次元平面とした場合、
水平方向（ｘ方向と呼ぶ）、垂直方向（ｙ方向と呼ぶ）
に沿って配置されたフォトダイオード又はフォトトラン
ジスタである。ピークホールド回路（ＰＨ回路）３３，
３４，３５は夫々光検出素子３２，３１，３０の信号を
入力し、そのピーク値を保持する回路である。差分回路
３６は水平方向に沿って配置された光検出素子３１と３
２の出力の差分値を算出する回路である。差分回路３７
は垂直方向に沿って配置された光検出素子３０と３１の
出力の差分値を算出する回路である。
【００５５】２つの差分回路３６，３７の出力と、水平
方向、垂直方向共通の信号であるピークホールド回路３
４の出力は切換回路１２０に与えられる。切換回路１２
０はアナログスイッチなどで構成され、２つの差分信号
とピークホールド回路３４の信号とを入力し、座標算出
に必要な信号の選択を行う。破線Ｌ１で示す回路は光検
出部８〜１５のうち、光検出部８のみの構成を示してい
るが、他の光検出部９〜１５についても同様である。
【００５６】切換回路１２０からのアナログの直流信号
はマルチプレクサ１６を介して位置検出部１７内のＡ／
Ｄ変換器１２１に与えられる。Ａ／Ｄ変換器１２１は入
力信号をディジタルデータに変換し、ＣＰＵなどで構成
された座標算出回路１２２に出力する。座標算出回路１
２２は入力信号のレベル値から位置座標を算出し、座標
出力を図１の誤差算出部１８に与える回路である。
【００５７】次に本実施例のテストパターンについて説
明する。テストパターン発生回路１は図４（ａ）に示す
ように、スクリーン７の周辺部のオーバースキャン領域
の所定位置に投射されるテストパターンを発生する回路
である。ここでのテストパターンは図４（ｂ）に示すよ
うな、表示面（スクリーン）の水平方向及び垂直方向に
対して輝度レベルが変化するテスト信号であり、例えば
線形山形の輝度分布を持つテストパターン４０〜４７で
ある。このようにスクリーン７に映出されたテストパタ
ーンが輝度レベル方向に対して線形となるためには、拡
大投射装置２４のガンマ補正が必要となる。
【００５８】ガンマ補正を考慮したテストパターン発生
回路１について説明する。一般にＣＲＴの入力信号電圧
Ｅと発光出力Ｌの関係は次の（１）式により近似でき
る。
【数２】 この式の入力信号電圧Ｅの指数γがＣＲＴのガンマ特性
を表し、この値は一般にγ=2.2となる。このガンマ特性
はＣＲＴに対し一意に決定される量なので、テストパタ
ーン発生回路において、例えばＲＯＭを用いて入力信号
電圧Ｅを以下のように変換する。
【数３】 そうすれば発光出力Ｌは、Ｌ＝ｋ・ Ｅとなり、入力に対
し線形となる。以下の説明においては、ガンマ特性がこ
のような補正をしたものとして説明を進める。
【００５９】次にこのようなテストパターンを用いて、
位置算出部１７により幾何学歪やミスコンバーゼンス量
を算出する方法について図５を用いて説明する。図５
（ａ）は幾何学歪やミスコンバーゼンスが生じていない
理想状態での、テストパターンと光検出素子の位置関係
を示す説明図である。この場合ｘ方向、ｙ方向共通の光
検出素子３１の位置とテストパターンの頂点が一致して
いる。一方、図５（ｂ）は幾何学歪やミスコンバーゼン
スが生じて変位したテストパターンと光検出素子との位
置関係を示している。この変位量ｘ0 、ｙ0 を検出する
ことにより、幾何学歪やミスコンバーゼンス量を算出す
ることもできる。
【００６０】このように光検出素子からの出力レベルよ
り高精度の幾何学歪やミスコンバーゼンス量の算出を行
うためには、このレベル検出精度が重要な要素である。
又一般にフォトダイオードやフォトトランジスタ等の光
検出素子では検出の感度が異なるため、この補正を行わ
ないと高精度のレベル検出ができないことになる。よっ
て最小値テスト信号、即ちテスト信号が映出されない状
態での最小レベルと、ウインドウパターン等の最大値の
テスト信号が映出された状態での最大レベルをあらかじ
め測定しておき、前記線形山形の信号を映出してレベル
測定を行うことにより高精度のレベル検出が可能とな
る。
【００６１】テストパターンの変位量ｘ0 及びｙ0 の算
出は、ｘ方向、ｙ方向について順次行う。まずｘ方向に
ついて説明する。この場合図４（ｂ）に示すように、テ
ストパターンとしてｘ方向について線形山形のパターン
を用いる。まずテストパターンのピークレベルＶR を求
めるため、図６（ａ）に示すような、線形山形のテスト
パターンのピークレベルに等しいレベルを持つウィンド
ウ状のパターンを発生し、このウィンドウパターンの輝
度レベルＶR を、ｘ方向、ｙ方向共通の光検出素子３１
により検出する。
【００６２】次に図６（ｂ）に示すように、線形山形の
テストパターンを発生し、光検出素子３１によりその位
置の輝度レベルＶx を検出する。ここで図３の差分回路
３６からの光検出素子３１と３２の差分出力をΔＶx 、
光検出素子３１と３２の間隔をΔｘとすれば、テストパ
ターンのｘ方向に対する傾きＡx はＡx ＝ΔＶx ／Δｘ
で求められる。幾何学歪やミスコンバーゼンスによるテ
ストパターンのｘ方向に対する変位量ｘ0 は、テストパ
ターンの頂点の位置をｘ＝０として次の（２）式で求め
られる。
【００６３】 ｘ0 ＝Ａx -1・（Ｖx −ＶR ）・・・（２） ｙ方向の変位量ｙ0 は、図６（ｃ）に示すように、ｙ方
向について線形山形のテストパターンを用い、ｘ方向の
場合と同様の方法により、テストパターンのｙ方向の傾
きＡy （＝ΔＶy ／Δｙ：差分回路３７からの光検出素
子３１と３０の差分出力をΔＶy 、光検出素子３１と３
０の間隔をΔｙとする）とすれば、テストパターンの頂
点の位置をｙ＝０として、次の（３）式で求められる。 ｙ0 ＝Ａy -1・（Ｖy −ＶR ）・・・（３）
【００６４】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの位置座標の変位を
検出できる。ここでは信号レベルが連続的に変化する線
形山形状の一つのテストパターンについて位置座標検出
の説明をしたが、その動作は図７（ｄ）〜（ｇ）に示す
ような他のパターンについても同様である。
【００６５】次に、前述した位置算出部１７により算出
されたテストパターンの座標から、誤差算出部１８での
誤差算出、及び補正信号発生回路１９での補正信号作成
の動作について図８、図９、図１０を用いて説明する。
図８（ａ）は表示画像において、幾何学歪が生じない理
想状態を示している。図８（ｂ）は例えば台形の幾何学
歪が生じた場合のテストパターンの変位を示している。
【００６６】図８（ｂ）のような台形歪の場合、スクリ
ーン上辺（あるいは下辺）の両端に対応するテストパタ
ーン４０、４２（又はテストパターン４５、４７）に注
目する。そしてこれらのテストパターンの位置座標の理
想状態からの変位を光検出部８、１０（又は光検出部１
３、１５）により求める。テストパターン４０において
求められた変位がΔｙ1 、テストパターン４２において
Δｙ2 であるとすれば、台形歪の歪成分はΔｙ1 ＋Δｙ
2 で求められる。誤差算出部１８により求められた幾何
学歪やコンバーゼンス誤差をもとに、補正信号発生回路
１９は図８（ｃ）に示すように補正量がＹ1 ＋Ｙ2 であ
る水平レートのノコギリ波形と垂直レートのノコギリ波
形を乗算した波形を発生させる。
【００６７】図９，図１０に代表的な幾何学歪とそれに
対応する補正波形を示す。また、注目する補正点におい
てＲ、Ｇ、Ｂの各テストパターンの位置座標を上述した
方法により求め、Ｇのテストパターンに対するＲ及びＢ
のテストパターンの位置座標の誤差からミスコンバーゼ
ンス量を求める。
【００６８】次に補正信号発生回路１９について図１
１、図１２、図１３、図１４を用いて説明する。図１１
は補正信号発生回路１９の具体的な構成を示すブロック
図である。また図１２〜図１３は図１１の補正波形発生
回路５２で生成される各種の補正波形を示している。図
１１において、水平同期信号と垂直同期信号は夫々補正
波形発生回路５２の入力端子５０、５１に供給される。
補正波形発生回路５２は例えば複数のミラー積分回路で
構成され、図１２〜図１４に示す幾何学歪やコンバーゼ
ンス補正に最低必要な１２種類の基本波形（ＷＦ１〜Ｗ
Ｆ１２）を発生している。補正波形発生回路５２は入力
同期信号に同期した補正波形を乗算型Ｄ／Ａ変換器（乗
算型Ｄ／Ａ）５３〜６４の基準電位端子に与える。
【００６９】一方、図１の誤差算出部１８の補正データ
は図１１のシリアルデータ作成回路６５に供給される。
シリアルデータ作成回路６５では、誤差算出部１８から
の制御信号に基づき図１５に示すようなシリアル信号が
作成される。図１５（ａ）に示すように、シリアル信号
にはアドレス信号（Ａ３〜Ａ０）とデータ信号（Ｄ７〜
Ｄ０）が多重されている。このアドレス信号Ａにより乗
算型Ｄ／Ａ変換器５３〜６４の選択を行い、その後デー
タ信号Ｄにより補正波形の振幅制御が行われる。
【００７０】乗算型Ｄ／Ａ変換器５３〜６４のクロック
信号とロード信号を図１５（ｂ）、（ｃ）に夫々示す。
乗算型Ｄ／Ａ変換器５３〜６４では図１５（ｃ）のロー
ド信号がＬＯＷで、かつ図１５（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。図１５に示した３つのシリアル信号は乗算型Ｄ／Ａ
変換器５３〜６４の入力端子に供給され、補正波形発生
回路５２からの１２種類の基本補正波形（ＷＦ１〜ＷＦ
１２）の極性と振幅が制御され、幾何学歪やミスコンバ
ーゼンスが補正される。
【００７１】図１４にアナログ方式の補正波形と補正変
化の関係を示す。図４の光検出部８の設置位置に示すよ
うに、画面中心と周辺部の表示位置を算出することによ
り、図１２、図１３の補正波形を用いて自動的に補正で
きることが分かる。
【００７２】このように本実施例によれば、複数の光検
出素子の設置方向に対し、信号レベルが変化するテスト
パターンを検出して、この検出信号のレベルと傾きから
テストパターンの表示位置を算出する。こうすると歪み
を有する画像の方向とずれ量が直接検出できるため、投
射された画像の画像歪みを短時間でかつ高精度に補正で
きる。
【００７３】次に本発明の第２実施例における位置検出
装置について図面を参照しつつ説明する。図１６は第２
実施例の位置検出装置を含む投射型ディスプレイの全体
構成を示すブロック図である。図１６において、第１実
施例と同一部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略
する。本実施例の投射型ディスプレイは先に述べた図２
のように構成され、拡大投射装置２４も図１と同様に構
成される。
【００７４】図１６において、表示位置制御部２９はテ
ストパターン発生回路１の発生するテストパターンの表
示位置を制御する回路である。光検出素子７０〜７７は
スクリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表示され
たテストパターンの輝度レベルを検出する素子である。
ピークホールド回路３９はマルチプレクサ１６の出力す
る光検出信号を直流信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ
変換器３８はピークホールド回路３９の出力をディジタ
ルデータに変換する回路で、その出力は位置算出部１７
に与えられる。このように構成された位置検出装置２８
は、スクリーン７上の光検出素子７０〜７７上に映出さ
れたテストパターンの表示位置を検出する。
【００７５】次に本実施例のテストパターンの位置座標
検出の動作について説明する。ここでは一つのテストパ
ターンについて位置座標検出の説明を行うが、その動作
は他のパターンについても同様である。まず本実施例の
テストパターンについて説明する。テストパターン発生
回路１は図１７（ａ）に示すように、スクリーン７の周
辺部のオーバースキャン領域の所定位置に図１７（ｂ）
に示すように、表示面の水平方向及び垂直方向に対して
線形山形の輝度分布を有するテストパターン８０〜８７
を発生する。このようにスクリーンに映出されたテスト
パターンが輝度レベルに対して線形となるためには、第
１実施例で説明したように、表示装置におけるガンマ補
正が必要となる。
【００７６】次に、このようなテストパターンにより、
幾何学歪やミスコンバーゼンス量を算出する方法につい
て図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は幾何学歪や
ミスコンバーゼンスが生じていない理想状態におけるテ
ストパターンと光検出素子との位置関係の説明図であ
る。この場合、光検出素子の位置にテストパターンの頂
点が位置している。これに対して図１８（ｂ）は幾何学
歪やミスコンバーゼンスが生じて変位したテストパター
ンと光検出素子との位置関係を示す説明図である。ここ
でこの変位量ｘ0 、ｙ0 を検出することにより、幾何学
歪やミスコンバーゼンス量を算出できる。
【００７７】図１９は位置検出装置２８の具体的な構成
図である。本図において光検出素子７０〜７７からの光
電変換信号は切換回路１２３に与えられる。切換回路１
２３はアナログスイッチなどで構成された回路で、各位
置の座標算出に必要な信号の選択を行う。切換回路１２
３から低周波数レートの信号は最大値検出回路１２４に
供給され、直流信号に変換される。最大値検出回路１２
４から出力されるアナログの直流信号はＡ／Ｄ変換器１
２５に供給され、ディジタルデータに変換される。この
信号はＣＰＵなどで構成された座標算出回路１２６に供
給されて、信号レベルから座標信号に変換される。なお
位置座標算出回路１２６では各位置や検出方向を制御す
るための制御信号と、テストパターンの表示位置を制御
するための制御信号を発生して、切換回路１２３とテス
トパターン表示位置制御回路１２７に供給する。
【００７８】テストパターンの変位量ｘ0 及びｙ0 の算
出は、ｘ方向、ｙ方向について順次行う。まずｘ方向に
ついて説明する。この場合テストパターンは、ｘ方向に
ついて線形山形のテストパターンを用いる。まず、テス
トパターンのピークレベルＶR を求めるため、図２０
（ａ）に示すような、線形山形テストパターンのピーク
レベルに等しいレベルを持つウィンドウ状のパターンを
発生する。そしてウィンドウパターンの輝度レベルＶR
を光検出素子により検出する。
【００７９】次に図２０（ｂ）に示すように、先に説明
した線形山形のテストパターンを発生し、この場合の輝
度レベルＶx を光検出素子により検出する。次に表示位
置制御部２９によりテストパターンの表示位置をｘ方向
に微小距離Δｘ移動させる。この場合、光検出素子の出
力変化ΔＶを検出し、テストパターンの水平方向ｘに対
する傾きＡx ＝ΔＶ／Δｘを求める。幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンのｘ方向の変位量ｘ
0 は、テストパターンの頂点をｘ＝０としてつぎの
（４）式で求められる。 ｘ0 ＝Ａx -1・（Ｖx −ＶR ）・・・（４）
【００８０】ｙ方向の変位量ｙ0 は図２０（ｃ）に示す
ように、ｙ方向について線形山形のテストパターンを用
い、ｘ方向の場合と同様の方法により算出する。即ち光
検出出力をＶy 、テストパターンのｙ方向に対する傾き
Ａy （＝ΔＶy ／Δｙ：テストパターンを表示位置制御
部２９により微小距離Δｙ移動させたときの光出力の変
化量をΔＶy とする）、テストパターンの頂点の位置を
ｙ＝０として、次の（５）式で求められる。 ｙ0 ＝Ａy -1・（Ｖy −ＶR ）・・・（５）
【００８１】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの位置座標の変位が
検出できる。この後、検出されたテストパターンの位置
座標から、幾何学歪やミスコンバーゼンス量の算出及び
補正を行うが、これは、第１の実施例の場合と同様の処
理であるため、その説明は省略する。またテストパター
ンの形状については第１実施例で述べた他のパターンと
同様である。
【００８２】又あらかじめ作成された特定形状（レベル
変化）テストパターンを用いて表示位置を算出すること
により、簡単な構成で短時間での位置検出が実現でき
る。又より高精度の位置検出を行う方法としては、表示
画面上に映出されるテストパターンの表示寸法をあらか
じめ設定データとして与えておくことにより、より一層
の高精度化が実現できる。
【００８３】このように本実施例によれば、検出方向に
対し信号レベルが変化するテストパターンを移動させて
表示位置を算出することにより、方向とずれ量が１個の
光検出素子で直接検出できる。このため簡単な構成で短
時間でかつ高精度に位置検出が実現できる。
【００８４】次に本発明の第３実施例における位置検出
装置について図面を参照しつつ説明する。図２１は第３
実施例の位置検出装置を含む投射型ディスプレイの全体
構成を示すブロック図である。図２１において第１，２
実施例と同一部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省
略する。
【００８５】本図において光検出部１００〜１０７はス
クリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表示された
テストパターンの輝度レベルを検出するものであり、複
数の光検出素子で構成される。位置算出部７８はマルチ
プレクサ１６の出力する光検出信号からテストパターン
の表示位置座標を求める回路である。位置検出装置６９
はスクリーン７上の光検出部１００〜１０７上に映出さ
れたテストパターンの表示位置を検出する装置である。
【００８６】次に本実施例のテストパターンの位置座標
検出の動作について説明する。テストパターン発生回路
１は図２２に示すように、有効画面外のオーバースキャ
ン領域の所定位置に、例えばcos2特性のような信号ピー
クの存在するテストパターン１１０〜１１７を発生す
る。ここではcos2特性のテストパターンを用いるが、ピ
ークが存在するような波形であれば、例えば図２３に示
すように、表示面を底面、輝度レベル方向を高さ方向と
して見た場合、四角錘状となるようなテストパターンで
もよい。また、例えばクロスハッチのようなテストパタ
ーンについても有効である。
【００８７】次にテストパターン発生回路１において発
生されたテストパターンの位置座標検出動作について図
２４、図２５を用いて詳しく説明する。ここでは、一つ
のテストパターンについて位置座標検出の説明を行う
が、その動作は他のテストパターンについても同様であ
る。図２４は光検出部１００〜１０７の構成図、図２５
はパターン座標検出を行う位置検出装置６９の具体的な
ブロック図である。
【００８８】図２４において、光検出素子ａ〜ｉは例え
ば、マトリクス状に配置されたフォトダイオードやフォ
トトランジスタなどの光検出素子である。本実施例で
は、９個の各光検出素子ａ〜ｉは、中心の光検出素子ｅ
を基準座標として表示面上の水平（ｘ方向）、垂直方向
（ｙ方向）の座標に対して格子状に配置されている。こ
れらの配置における各検出素子の座標は、ａ（−１，
１）、ｂ（０，１）、ｃ（１，１）、ｄ（−１，０）、
ｅ（０，０）、ｆ（１，０）、ｇ（−１，−１）、ｈ
（０，−１）、ｉ（１，−１）となっている。
【００８９】本実施例では、図２６（ａ）に示すよう
に、点状のテストパターンを用い、９個の光検出素子に
より格子状に配置された光検出部により本パターンの位
置を算出する。例えば、図２７（ｃ）〜（ｆ）に示すよ
うに、線状のテストパターンを用い、本パターンの位置
を図２７（ｃ）、（ｄ）に示すようなＬ字型や、（ｅ）
に示す十字型、（ｆ）に示す×型等のように、格子状配
置の光検出素子により算出してもよい。図２６、図２７
において、水平方向のテストパターンのみを図示してい
るが、垂直方向のテストパターンについても水平方向と
同様である。また、説明を簡単にするため上記のような
ｘｙ座標の割り当てを行っているが、座標の割り当て方
法は、光検出素子の配置に見合うものであれば、他の割
り当て方法をとってもよい。
【００９０】図２５において、ピークホールド回路１９
０〜１９８はマルチプレクサ１６より選択されたスクリ
ーン７の周辺部の所定位置に配置された各光検出素子ａ
〜ｉの各信号出力のピークを検出する回路である。Ａ／
Ｄ変換器１９９〜２０７はピークホールド回路１９０〜
１９８の出力をディジタルデータに変換する回路であ
る。加算器２０８はＡ／Ｄ変換器１９９〜２０７の出力
するディジタルデータを全て加算する回路である。除算
器２０９〜２１７は加算器２０８の出力に対する各光検
出素子ａ〜ｉの出力の割合を求める回路である。座標変
換テーブル２１８は各除算器２０９〜２１７の出力から
テストパターンの表示位置座標（ｘ, ｙ）を求める回路
である。
【００９１】座標変換テーブル２１８は、除算器２０９
〜２１７の出力を夫々ＺA ＺB …,ＺI とすると、次の
（６）式で変換される値を出力する。
【数４】
【００９２】この変換式を具体例を用いて説明する。例
えば、図２６（ａ）に示すようにテストパターンが光検
出素子ａ、ｂ、ｄ、ｅの配列の交差点に表示されている
場合、これら光検出素子の出力は等しくなり、その他の
光検出素子の出力は０となる。この場合光検出素子ａ、
ｂ、ｄ、ｅに対応する除算器２０９、２１０、２１２、
２１３の出力ＺA 、ＺB 、ＺD 、ＺE は図２６（ｂ）に
示すように、夫々０．２５となる。これを（６）式の座
標変換テーブルに代入すると、次式（７）のようにな
る。
【数５】 上式により、テストパターンの表示位置座標は（ｘ,
ｙ）＝（−０．５，０．５）と算出される。
【００９３】このように光検出素子を格子状（マトリク
ス状）に配置し、これらの光検出素子に表示画面上の座
標を割り当て、マトリクス状に配置された光検出素子の
全出力に対する割合で、各光検出素子に割り当てられた
座標を重み付け加算することにより、光検出部における
テストパターンの表示位置を直接算出することができ
る。
【００９４】従ってその表示位置から、幾何学歪やミス
コンバーゼンスによるテストパターンの位置座標の変位
を検出できる。検出されたテストパターンの位置座標か
ら幾何学歪やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を行
うが、これは第１実施例の場合と同様の処理であり、説
明は省略する。本実施例では光検出素子を水平および垂
直方向に格子状（マトリクス状）に配置して、水平およ
び垂直方向の位置座標を同時に検出する場合で説明した
が、配列を変えて一方向のみの位置座標の検出も可能で
ある。
【００９５】このように本実施例によれば、複数の光検
出素子を所定の位置に配置し、これらの光検出素子に表
示画面上の座標を割り当てる。そして、各光検出素子の
各出力の各光検出素子の全出力に対する割合で、各光検
出素子に割り当てられた座標を重み付け加算することに
より、光検出部におけるテストパターンの表示位置を直
接算出することができる。このため、短時間でかつ高精
度の自動調整を行うことができる。
【００９６】次に本発明の第４実施例として画像補正装
置について図面を参照しつつ説明する。図２８は画像補
正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブロ
ック図である。図２８において第１〜第４実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本図
において画像補正装置は拡大投射装置２４、自動調整装
置２５、光検出部８〜１５を含んで構成される。
【００９７】画像補正装置とは、投射型ディスプレイに
おける幾何学歪やコンバーゼンスを自動調整し、画像歪
みのない映像を出力するための装置である。拡大投射装
置２４は第１実施例と同様に、切換回路２、映像回路
３、Ｒ，Ｂ，ＧのＣＲＴ４，レンズ５、コンバーゼンス
補正回路２０、偏向回路２１を含んで構成される。自動
調整装置２５は第１実施例と異なり、マルチプレクサ１
６、誤差算出部１８、補正信号発生回路１９、テストパ
ターン発生回路７９、位置算出部８８を含んで構成され
る。
【００９８】テストパターン発生回路７９は位置検出用
と誤差検出用のテストパターンを順次発生する回路であ
る。光検出部８〜１５はスクリーン７の周辺部の所定位
置に配置され、表示されたテストパターンの輝度レベル
を検出するもので、複数の光検出素子で構成される。位
置算出部８８はマルチプレクサ１６を介して出力される
光検出信号から、テストパターンの表示位置座標を求め
る回路である。
【００９９】このように構成された画像補正装置の動作
について説明する。図２９は各調整モード時のテストパ
ターンや位置検出方法を示す説明図である。まずテスト
パターンの大まかな位置検出を行う場合について述べ
る。この位置検出方法は図２９（ａ）に示すように、第
１実施例の図５で述べた検出方法と同様である。即ち輝
度レベルが変化する大型のテストパターン９８を映出し
て、テストパターンの大まかな方向とずれ量を検出し、
粗調整による収束を行う。この収束動作は第１実施例と
同様であるため説明は省略する。
【０１００】次に、微調整の収束のための誤差検出につ
いて述べる。誤差検出方法は図２９（ｂ）に示すよう
に、クロスハッチ信号などの小型のテストパターン９９
を映出して、テストパターンの微小な位置ずれ量を検出
し、微調整動作の収束動作を行う。表１に各調整モード
の比較を示す。
【表１】
【０１０１】ここでは誤差検出の動作について詳細に説
明するため、図３０のブロック図、図３１の動作波形
図、図３２の動作特性図を用いる。図３０は位置算出部
８８の具体的な構成を示すブロック図である。光検出部
８の一部を構成する光検出素子３０〜３１は、フォトダ
イオ−ドやフォトトランジスタ等の複数の光電変換素子
で構成されている。基準位置Ｘ0 に対して左方向の光検
出換素子３１（Ｓ１）からの光電変換信号と、基準位置
Ｘ0 に対して右方向の光検出素子３２（Ｓ２）からの光
電変換信号は減算器１６０に供給されて減算される。
【０１０２】光検出部８の基準位置Ｘ0 にテストパター
ンが位置すれば、光検出素子３０、３１からの信号は図
３１（ａ），（ｂ）に示すように同じ振幅の波形とな
る。この場合、減算器１６０からの出力は図３１（ｃ）
に示すように電圧０（Ｖ）となる。また図３０に示すよ
うに光検出素子３１、３２で受光される光が矢印Ｐ方向
に移動すると、光電変換信号も図３１（ａ）（ｂ）に示
すように矢印の方向に信号振幅が変化する。従って減算
器１６０からの出力は図３１（ｄ）に示すように、光検
出素子の基準位置Ｘ0 を基準として位置ずれ方向により
極性が変わり、位置ずれ量により信号振幅が変化する。
【０１０３】この位置情報を含む信号は図３０の最大値
検出回路１６１と最小値検出回路１６２に供給されて、
最大値と最小値が検出される。この直流電位の最大値と
最小値を加算器１６３で加算することにより、位置ずれ
方向と位置ずれ量に応じた直流電位が加算器１６３から
出力される。従って加算器１６３からの出力は、光検出
素子の基準位置Ｘ0 上にテストパタ−ンが位置すると
き、図３１（ｅ）に示すように電圧０（Ｖ）となる。ま
たテストパタ−ンが上方向（矢印Ｐ方向）に移動したと
きは、図３１（ｆ）に示すように電圧＋Ｖ１（Ｖ）とな
り、またテストパターンが下方向に移動したときは、図
３１（ｇ）で示すように電圧−Ｖ2 （Ｖ）となる。
【０１０４】図３２は光検出素子３０〜３１上の位置に
対する加算器１６３の出力の特性図である。本図に示す
ように、光検出素子の基準位置Ｘ0 を電圧０（Ｖ）とし
た場合の位置情報を含む信号が得られる。図３０におい
て加算器１６３の出力は比較器１６４に供給され、基準
位置の収束電位である０Ｖに収束するように誤差検出信
号が出力される。ここでは画面十字上の水平方向のみの
誤差検出を行う場合について説明した。その他の位置や
方向の誤差検出も同様に行なうものであるから、その説
明は省略する。
【０１０５】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの誤差値が検出でき
る。次に検出されたテストパターンの位置座標から、幾
何学歪やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を行う
が、これは第１実施例の場合と同様の処理であるので説
明は省略する。このように、位置検出用（信号サーチ
用）と誤差検出用のテストパターンを用いて、方向や誤
差を検出して表示位置を算出して補正している。このた
め簡単な構成で短時間でかつ高精度の補正ができる。ま
た収束点がある基準位置となるため、画面位相の補正も
可能である。
【０１０６】次に本発明の第５実施例における画像補正
装置について図面を参照しつつ説明する。図３３は画像
補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブ
ロック図である。本図において第４実施例と同一部分は
同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１０７】図３３のテストパターン発生回路１は位置
検出用のためのクロスハッチ信号などのテストパターン
を順次発生する回路である。光検出部１７０〜１７７は
スクリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表示され
たテストパターンの輝度レベルを検出するもので、複数
の光検出素子で構成される。位置算出部８９はマルチプ
レクサ１６の出力する光検出信号から、テストパターン
の表示位置座標を求める回路である。
【０１０８】まず、表示画面周辺部の所定位置に配置さ
れた光検出部１７０〜１７７とテストパターン１５０〜
１５７について、図３４を用いて詳細に説明する。光検
出素子１３２，１３３、１４２，１４３、１３６，１３
７、１３８，１３９は、スクリーン７の画面十字上に各
走査方向に沿って配置された素子である。また光検出素
子１３０，１３１、１３４，１３５、１４０，１４１、
１４４，１４５は、スクリーン７上の四隅の周辺部に各
走査方向に対して斜め方向に配置された素子である。こ
れらの光検出素子はフォトダイオード又はフォトトラン
ジスタなどで構成されている。
【０１０９】また光検出素子上に映出されるテストパタ
ーンは、画面十字上の上下のパターンは縦線ハッチ信
号、画面十字上の左右のパターンは横線ハッチ信号、四
隅周辺部は縦線と横線ハッチ信号が順次映出されて、テ
ストパターンの位置検出が行われる。このようなテスト
パターンの位置座標検出の動作をまず説明する。位置検
出モードとしては、図３４に示すように画面十字上と、
四隅周辺部の位置検出を行うモードに大きく分類でき
る。画面十字上の位置検出の基本動作は第４実施例で述
べた検出方法と同様であり、またその場合の収束動作は
第１実施例と同様であるため説明は省略する。
【０１１０】各検出モードにおける位置検出方法を図３
５に示す。図３５（ａ）は画面十字上の上下、図３５
（ｂ）は画面十字上の左右、図３５（ｃ）（ｄ）は四隅
周辺部の光検出素子とテストパターンの関係を示してい
る。図３５（ｅ）は第４実施例でも述べたように、各検
出領域において予め設定された２個の光検出素子の中央
の基準位置に対する位置ずれ量を位置検出信号として図
示したものである。
【０１１１】図３６、図３７は、四隅周辺部の位置検出
における収束動作図である。図３６（ａ）は従来の走査
方向に沿って光検出素子（Ｓ３、Ｓ４）を設置した場合
の収束点で、テストパターンの基準位置が黒丸で示す一
点に集中されることが分かる。図３６（ｂ）は走査方向
に対して斜めに光検出素子（Ｓ３、Ｓ４）を設置した場
合を示し、収束点の基準位置を黒線で示すように、図３
６（ａ）に比べ広範囲に収束点が存在することが分か
る。従って図３６（ａ）では１点の収束点に縦線のテス
トパターンは収束するが、破線や一点破線に示すように
収束点から離れるにしたがって位置ずれ誤差が発生する
ことになる。
【０１１２】また投射光学系での収差やビームスポット
径などの変形により図３６（ｃ）に示すように、テスト
パターンの１ドットの変形（破線）などが生じる場合に
おいても高精度の位置検出が実現できる。図３７（ａ）
に示すように、画面右上の周辺部に検出素子を設けた場
合、収束点は水平／垂直方向の各１点（黒丸）である。
これに対して図３７（ｂ）では、収束点は水平／垂直方
向とも幅広い範囲に存在しているため、高精度の補正が
実現できる。また図３７（ｂ）に示す斜線部の光検出素
子は収束動作には関係しないが、信号サーチ用のセンサ
として使用することにより、光検出素子を有効に利用で
きる。
【０１１３】また四隅周辺部ではコンバーゼンスなどの
補正量が最大となるため、過大な補正量に設定された場
合、コイル駆動系でのつまりが発生して、ミスコンバー
ゼンスなどが生じるため、四隅周辺部の補正が非常に重
要となる。以上のことから、四隅周辺部の光検出素子を
走査方向に対し斜め方向に設置することにより、高精度
の補正が実現できることになる。
【０１１４】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの誤差値が検出でき
る。検出されたテストパターンの位置座標から幾何学歪
やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を行うが、これ
は第１実施例の場合と同様の処理であるため説明は省略
する。このように、画面十字上は各走査方向に対し直角
方向に、四隅は各走査方向に対し斜め方向に、複数の光
検出素子を夫々設置し、テストパターンの表示位置を算
出して幾何学歪やコンバーゼンスなどの補正を行うこと
により、安定でかつ高精度の自動調整が実現できる。
【０１１５】次に本発明の第６実施例における画像補正
装置について図面を参照しつつ説明する。図３８は画像
補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブ
ロック図である。本図において第４実施例と同一部分は
同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１１６】本図において、テストパターン発生回路１
は位置検出用のためのクロスハッチ信号などのテストパ
ターンを順次発生する回路である。光検出部１７０〜１
７７はスクリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表
示されたテストパターンの輝度レベルを検出するもの
で、複数の光検出素子で構成される。光検出部１７０，
１７２，１７５，１７７は表示画面の四隅に設けられ、
画像の水平及び垂直方向に対して斜めに複数の光検出素
子が配置されたものである。光検出部１７１，１７６は
表示画面の長辺外周部であって、水平走査方向に複数の
光検出素子が配置されたものである。光検出部１７３，
１７４は表示画面の短辺外周部であって、垂直走査方向
に複数の光検出素子が配置されたものである。
【０１１７】加減算処理部１０８は複数の光検出素子の
各光電変換信号を加算及び減算する回路であり、その出
力は位置算出部８９に与えられる。位置算出部８９は加
減算処理部１０８の信号からテストパターンの表示位置
座標を求める回路である。なお、表示画面周辺部の所定
の位置に配置された各々の光検出部１７０〜１７７とテ
ストパターン及びテストパターンの位置検出方法は第５
実施例と同様であるため、説明は省略する。
【０１１８】ここでは、複数の光検出素子の信号を加減
算した信号から、位置算出や誤差算出方法について説明
する。図３９は光検出素子１３２、１３３から構成され
る光検出部１７０、加減算処理部１０８、位置算出部８
９、誤差算出部１８の接続関係を表す構成図である。ま
た図４０は図３９の動作波形図である。画面十字上の上
部の基準位置Ｘ0 に対して上方向の光検出換素子１３２
（Ｓ３）からの光電変換信号と、基準位置Ｘ0 に対して
下方向の光検出素子１３３（Ｓ４）からの光電変換信号
は夫々加算器１６３と減算器１６０に供給されて加減算
処理される。
【０１１９】図４０（ａ）〜（ｄ）に光検出素子Ｓ３，
Ｓ４とテストパターンの相対関係を示す。図４０（ａ）
〜（ｃ）は光検出素子上でテストパターンが受光可能な
場合を示し、図４０（ｄ）は光検出素子上でテストパタ
ーンが受光できない場合の状態を示している。すなわち
光検出素子上でテストパターンが受光されれば、光検出
素子から光電変換信号が出力されることを意味してい
る。減算器１６０からの減算信号はピークホールド回路
１６５に供給され、低周波レートの波形が直流信号に変
換される。
【０１２０】図４０（ｅ）に示すように、検出素子の基
準位置Ｘ0 を基準電圧０Ｖとして位置ずれ方向により、
減算器１６３の出力する位置検出信号の極性が変わり、
位置ずれ方向と位置ずれ量が検出される。また加算器１
６３から加算信号は２値化回路１６６に供給されて２値
化処置される。この２値化信号を図４０（ｆ）に示す。
こうして検出素子上でテストパターンが受光された場
合、検出電圧が発生し、位置検出信号が出力される。
【０１２１】ピークホールド回路１６５から図４０
（ｅ）の位置検出信号が出力され、２値化回路１６６か
ら図４０（ｆ）の位置検出信号が出力され、これらの信
号がアナログスイッチなどで構成された切換回路１６７
に供給される。こうして切換回路１６７は位置検出や誤
差検出に必要な信号の選択を行う。切換回路１６７のア
ナログの直流信号はＡ／Ｄ変換器１６８に供給され、デ
ィジタルデータに変換される。この信号はＣＰＵなどで
構成された位置検出誤差検出回路１６９に供給されて、
信号レベルから位置座標が算出され、誤差算出信号が出
力される。この誤差算出信号は、基準位置の収束電位で
ある０Ｖに収束するように信号処理される。
【０１２２】なお、図４０（ｆ）に示す加算処理による
位置検出信号は、信号サーチ用の位置検出用として、図
４０（ｅ）に示す減算処理による位置検出信号は収束の
ための誤差検出用して使用される。なお動作説明では図
３４に示すように光検出素子を配列した場合について述
べたが、図４１に示すように四隅周辺部に信号サーチ用
の黒丸で示す光検出素子（●印）を新たに追加すること
により、より高い精度で位置と誤差検出が行える。また
その他の位置や方向の位置検出も同様に行なうものであ
るから説明は省略する。
【０１２３】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの誤差値が検出でき
る。検出されたテストパターンの位置座標から、幾何学
歪やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を行うが、こ
れは、第１実施例の場合と同様の処理であり、その説明
は省略する。このように複数の光検出素子からの各検出
信号を加算した信号でテストパターンの方向と発生位置
を制御し、また各検出素子からの検出信号を減算した信
号で誤差を算出して、幾何学歪やコンバーゼンスなどの
補正を行う。この方法では不要光による影響が少ないた
め、安定でかつ高精度の自動調整が実現できる。
【０１２４】次に本発明の第７実施例における画像補正
装置について図面を参照しつつ説明する。図４２は画像
補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブ
ロック図である。本図において第５実施例と同一部分は
同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１２５】本図において、テストパターン発生回路１
は位置検出用のためのクロスハッチ信号などのテストパ
ターンを順次発生する回路である。光検出部１７０〜１
７７はスクリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表
示されたテストパターンの輝度レベルを検出するもの
で、複数の光検出素子で構成される。位置算出部８９は
マルチプレクサ１６の出力する光検出信号から、テスト
パターンの表示位置座標を求める回路であり、その出力
は誤差算出部１１８に与えられる。誤差算出部１１８は
位置算出部８９の信号より誤差値を算出する回路であ
る。補正信号発生回路１１９は誤差算出部１１８の誤差
値から、画面周辺部と全画面の補正信号を発生する回路
である。なお、表示画面周辺部の所定位置に配置された
各々の光検出部１７０〜１７７と、テストパターン及び
テストパターンの位置検出方法は第５実施例と同様であ
るため説明は省略する。
【０１２６】ここでは、光検出部を構成する複数の光検
出素子の信号から、位置算出や誤差算出方法について説
明する。図４３は、光検出部１７０〜１７７、位置算出
部８９、誤差算出部１１８、補正信号発生回路１１９の
具体的な接続関係を表すブロック図である。また図４４
は光検出素子の配置図であり、図４５は図４３の動作波
形図である。図４４に示すように各検出領域に設置され
た光検出素子１３０〜１４５において、基準位置に対し
て対称に設置された光検出換素子Ｓ３、Ｓ４を１組の光
検出部とする。８つの光検出部１７０〜１７７から出力
される光電変換信号は、減算回路１８０〜１８１に与え
られ、２つの光検出素子間の減算処理が行われる。その
信号はアナログスイッチなどで構成された切換回路１８
２に供給され、位置検出や誤差検出に必要な信号の選択
が行われる。
【０１２７】切換回路１８２の出力はピークホールド回
路１８３に供給され、低周波レートの波形が直流信号に
変換される。この変換信号は前述したように光検出素子
の基準位置を基準電圧０Ｖとして、位置ずれ方向により
極性が変わり、位置ずれ量により信号振幅が変化する位
置検出信号となる。ピークホールド回路１８３からのア
ナログの直流信号はＡ／Ｄ変換器１８４に供給され、デ
ィジタルデータに変換される。この信号はＣＰＵなどで
構成された誤差検出回路１８５に供給されて、信号レベ
ルから位置座標が算出され、誤差算出信号が出力され
る。
【０１２８】この誤差算出信号は基準位置の収束電位で
ある０Ｖに収束するように誤差検出信号が求められる。
誤差検出回路１８５からの誤差検出信号は補正信号作成
回路１８６に供給され、図４５（ａ）に示すような水平
方向の振幅を制御するための補正信号が作成される。補
正信号作成回路１８６の補正信号は切換回路１８７に供
給され、帰線消去信号（ＢＬＫ）信号で有効表示領域の
みの補正信号が除去され、図４５（ｂ）に示す画面周辺
部のみの補正信号が出力される。この有効表示領域の補
正波形が除去された周辺部補正信号は駆動回路１８８に
供給され、コンバーゼンスヨークＣＹ２２を駆動して図
４４に示す画面周辺部のみの収束動作を行う。
【０１２９】この結果、検出領域である画面周辺部の収
束動作が完了した時点で、誤差検出回路１８５から制御
信号に基づき切換回路１８２、１８７を制御して、図４
５（ｃ）に示す全画面の補正信号が出力され、全画面に
おいての補正が行われて全画面の収束動作が完了する。
図４５（ｂ）では例えば水平方向の振幅を制御する水平
ノコギリ波形を用いた場合について説明したが、図４５
（ｄ）に示すように直流電位の補正信号を作成して周辺
部のみに収束動作を行うこともできる。
【０１３０】一般に駆動回路１８８と数十μＨのインダ
クタンス値のＣＹ２２を含む駆動系の帯域（カットオフ
周波数）は数百ｋＨｚ程度であるため、実際には図４５
（ｃ），（ｄ）に示すように急峻な立上り・立下り特性
を持つことは困難であるが、図４５（ｅ）に示すように
補正信号の発生タイミングを制御することにより、有効
画面内の映像を乱さない状態での周辺部の補正は実現で
きる。図４６にその調整順序を示す。
【０１３１】まず最初に、図４４の示す画面十字上の光
検出素子１３２，１３３（上）、１４２，１４３
（下）、１３６，１３７（左）、１３８，１３９（右）
の４箇所に、クロスハッチ信号などのテストパターンを
映出して誤差値を検出し、検出領域のみにおいて図８に
示すスタティック、リニアリティ、サイズ、スキュー、
ボーの調整項目において周辺部の収束動作を行う。周辺
部の収束動作が完了した時点で全画面の収束動作を行
う。
【０１３２】次に、図４４の示す画面四隅周辺部の光検
出素子１３０、１３１（左上）、１３４、１３５（右
上）、１４０、１４１（左下）、１４４、１４５（右
下）の４箇所に、クロスハッチ信号などのテストパター
ンを映出して誤差値を検出する。そして検出領域のみに
おいて図８に示すような台形歪、ピンクッション、四隅
独立の調整項目において周辺部の収束動作を行う。この
収束動作が完了した時点で全画面の収束動作を行い、全
ての調整を完了する。
【０１３３】ここで補正信号発生回路１１９は、画面周
辺部のみの補正信号を作成する周辺部補正信号作成手段
と、全画面の補正信号を作成する全画面補正信号作成手
段との両機能を有している。このように、まず最初に画
面周辺部に設置された光検出素子の検出領域のみの収束
動作が完了した後、次に全画面の収束動作を行って幾何
学歪やコンバーゼンスなどの補正を行うことにより、有
効画面内の映像を乱すことなく安定でかつ高精度の自動
調整が実現できる。
【０１３４】次に本発明の第８実施例における画像補正
装置について図面を参照しつつ説明する。図４７は画像
補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブ
ロック図である。本図において第４実施例と同一部分は
同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１３５】本図において、テストパターン発生回路１
は位置検出用のためのクロスハッチ信号などのテストパ
ターンを順次発生する回路である。光検出部１７０〜１
７７はスクリーン７の周辺部の所定位置に配置され、表
示されたテストパターンの輝度レベルを検出するもの
で、複数の光検出素子で構成される。位置算出部８９は
マルチプレクサ１６の出力する光検出信号から、テスト
パターンの表示位置座標を求める回路である。誤差算出
部１８は位置算出部８９の信号より誤差値を算出する回
路である。
【０１３６】温度検出回路１４６は拡大投射装置２４内
の温度を検出する回路である。タイマ回路１４７は拡大
投射装置２４の電源投入時からの経過時間を測定する回
路である。補正信号発生回路１４８は誤差算出部１８、
温度検出回路１４６及びタイマ回路１４７からの信号よ
り補正信号を発生する回路である。なお、表示画面周辺
部の所定位置に配置された各々の光検出部１７０〜１７
７と、テストパターン及びテストパターンの位置検出方
法は第５実施例と同様であるため、説明は省略する。
【０１３７】ここでは、誤差算出部１８からの誤差値を
もとに時間経過や周囲温度により補正信号を発生する発
生方法について説明する。図４８は、光検出部１７０〜
１７７、位置算出部８９、誤差算出部１８、補正信号発
生回路１４８の接続関係を示すブロック図である。また
図４９は図４８の動作波形図である。図４４に示すよう
に各検出領域に設置された光検出素子１３０〜１４５に
おいて、基準位置に対して光検出換素子（Ｓ３とＳ４）
が対称に設置されている。２つの光検出素子から構成さ
れる光検出部の出力は、夫々減算回路１８０〜１８１に
与えられる。８種類の光電変換信号は減算回路１８０〜
１８１で減算処理が行なわれた後、アナログスイッチな
どで構成された切換回路１８２に供給される。切換回路
１８２は位置検出や誤差検出に必要な信号の選択を行
う。
【０１３８】切換回路１８２の出力はピークホールド回
路１８３に供給され、低周波レートの波形が直流信号に
変換される。この変換信号は前述したように光検出素子
の基準位置を基準電圧０Ｖとして位置ずれ方向により極
性が変わり、位置ずれ量により信号振幅が変化する位置
検出信号が出力される。ピークホールド回路１８３のア
ナログの直流信号はＡ／Ｄ変換器１８４に供給され、デ
ィジタルデータに変換される。この信号はＣＰＵなどで
構成された誤差検出回路１８５に供給されて、信号レベ
ルから位置座標が算出され、誤差算出信号が出力され
る。この誤差算出信号は図４９（ａ）に示すように時間
経過毎の基準位置に対する位置ずれ量である。誤差検出
回路１８５からの誤差算出信号は補正信号作成回路１８
９に供給され、図４９（ｂ）に示すような時間経過毎の
補正信号が作成される。
【０１３９】また補正信号作成回路１８９にはセット内
の温度を検出する温度検出回路１４６からの温度検出信
号と、セットの電源投入後の時間を検出するタイマ回路
１４７からの検出信号が供給されている。補正信号作成
回路１８９では、光検出素子上にテストパターンを映出
する場合は、テストパターンの位置情報を検出して補正
信号を作成するが、テストパターンが映出されない場合
においても、図４９（ａ）に示す時間経過毎の基準位置
に対する位置ずれ特性と、温度検出回路１４６の図４９
（ｃ）に示す温度特性より、図４９（ｂ）の補正特性に
近い最適な補正信号を順次作成するようにしている。
【０１４０】このことは、投射型ディスプレイを設置し
調整する場合、予め時間経過に対する位置ずれ量を１度
検出しておけば、その後は光検出素子上にテストパター
ンをわざわざ映出することなく、フィードフォワード制
御で自動的にドリフト補正を行うことができるというこ
とを意味する。また図４９（ｄ）白丸（○印）に示すよ
うに周期的に光検出素子上にテストパターンを映出して
位置ずれ量の収束状態を確認し、位置ずれが発生した場
合にフィードバック制御の収束動作を行うことも可能で
ある。
【０１４１】光検出素子上にテストパターンを常に映出
してフィードバック制御を行えば常に補正ができるが、
室内照明などの不要光やセット本体の変形などの影響に
より誤動作するため、上記内容のように周期的に収束動
作を行っている。このような方法により、幾何学歪やミ
スコンバーゼンスによるテストパターンの誤差値が検出
できる。そして検出されたテストパターンの位置座標か
ら、幾何学歪やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を
行うが、これは、第１実施例の場合と同様の処理であ
り、説明は省略する。
【０１４２】このように、光検出素子上に映出されたテ
ストパターンから時間経過毎の位置ずれ量を検出し、こ
の検出信号と光検出素子からの検出信号により補正信号
を作成することにより、常時検出する必要がなく安定で
かつ高精度のドリフト補正が実現できる。
【０１４３】次に本発明の第９実施例における画像補正
装置について図面を参照しつつ説明する。図５０は画像
補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を示すブ
ロック図である。本図において第４実施例と同一部分は
同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１４４】本図において、テストパターン発生回路２
２２は位置検出用のためのクロスハッチ信号などのテス
トパターンを順次発生する回路である。光検出部１７０
〜１７７はスクリーンの周辺部の所定位置に配置され、
表示されたテストパターンの輝度レベルを検出するもの
で、複数の光検出素子で構成される。位置算出部２２０
はマルチプレクサ１６の出力する光検出信号から，受光
位置に対応した時間／電圧変換特性を変化させてテスト
パターンの表示位置座標を求める回路である。誤差算出
部２２１は位置算出部２２０からの信号より誤差値を算
出する回路であり、その出力は補正信号発生回路１１９
に与えられる。
【０１４５】ここでは、位置／電圧変換特性を変化させ
て、テストパターンの表示位置座標を求める位置算出方
法について説明する。図５１は光検出部１７０〜１７７
と位置算出部２２０の具体的な構成を示す回路図であ
る。また図５２は位置算出部２２０の動作特性図であ
る。本実施例では、基準位置に対しての位置ずれを検出
して、常に基準位置にテストパタ−ンが位置するように
制御しているため、基準位置付近の検出感度が検出精度
に大きく影響される。そのため信号検出と誤差検出の場
合で受光位置に対する位置／電圧変換特性を変化させ
て、高速の信号サーチと高精度の誤差検出を実現するも
のである。
【０１４６】図５１において、演算器２４３，２４４は
演算増幅器（オペアンプ）２６０，２６１で構成された
加算器であり、演算器２４５はオペアンプ２６２で構成
された減算器である。一般に演算器２４３，２４４の出
力電圧は、次の（８）、（９）式で表わされる。オペア
ンプ２６０の出力電圧Ｅ01は、 Ｅ01＝−（Ｒｆ／Ｒ1 ×Ｅ1 ＋Ｒｆ／Ｒ2 ×Ｅ2 ） ・・・（８） オペアンプ２６１の出力電圧Ｅ02は、 Ｅ02＝−（Ｒｆ／Ｒ2 ×Ｅ3 ＋Ｒｆ／Ｒ1 ×Ｅ4 ） ・・・（９）
【０１４７】また演算器２４５の出力電圧は、次の（１
０）式で表わされる（但しＲ3 ＝Ｒ4 ，Ｒ5 ＝Ｒ6 のと
き）。 Ｅ03＝Ｒ5 ／Ｒ3 ×（Ｅ01−Ｅ02）・・・（１０）
【０１４８】基準位置Ｘ0 に隣接する光検出素子Ｓ２，
Ｓ３からの光電変換信号は、抵抗Ｒ2 を通してオペアン
プ２６０，２６１に供給される。また基準位置より離れ
た光電変換素子Ｓ１，Ｓ４からの光電変換信号は抵抗Ｒ
1 を通してオペアンプ２６０，２６１に供給される。基
準位置より上方向に位置する光検出素子（Ｓ１，Ｓ２）
はオペアンプ２６０に供給され、基準位置より下方向に
位置する光検出素子（Ｓ３，Ｓ４）はオペアンプ２６１
に供給され夫々加算される。このとき抵抗Ｒ1とＲ2 の
抵抗値を、Ｒ1 ＞Ｒ2 となるように設定することによ
り、基準位置付近での検出感度を上げることができる。
【０１４９】オペアンプ２６０，２６１からは基準位置
に隣接する光検出素子Ｓ２，Ｓ３の検出感度が上がった
信号が出力される。オペアンプ２６０からの信号はオペ
アンプ２６２のマイナス端子に、オペアンプ２６１から
の信号はオペアンプ２６２のプラス端子に供給されて減
算される。そうすると、図５３（ａ）に示すように基準
位置を収束点とし、基準位置近傍の検出感度が上がった
非線形な位置検出信号が出力される。また抵抗Ｒ1 とＲ
2 の抵抗値を、Ｒ2 ＞Ｒ1 となるように設定することに
より、図５３（ｂ）に示すように検出範囲の広い線形な
位置検出信号が出力される。
【０１５０】信号サーチでは収束方向と大凡の誤差値が
直接算出可能な図５３（ｂ）の線形特性を用い、最終の
誤差検出と収束動作では基準位置近傍に誤差が高精度に
検出可能な図５３（ａ）の非線形特性を用いて位置検出
が行われる。それ以降の処理は前述したものと同様であ
り、信号の最大値及び最小値検出を行ない、その両検出
信号を加算して位置検出を行なっている。従って加算器
からの出力特性を光検出器上の位置に対応して示すと、
図５３のようになり、受光位置に対する位置／電圧変換
された変換信号が得られる。
【０１５１】このように、演算器２４３，２４４での加
算比を変えることにより、基準位置の検出感度を制御し
て変換特性を制御するが、光検出素子の感度や指向特性
を変えても同様に行なえる。
【０１５２】次に、テストパターン信号と位置算出方法
の関係について図５３を用いて説明する。図５３はテス
トパターンと位置検出性の関係を示す説明図である。ま
ず最初に信号サーチを行う。図５３（ｂ）に示す幅の狭
いクロスハッチ信号では、光検出素子の受光範囲内にテ
ストパターンが存在しなければ位置検出が不可能であ
る。このため、信号サーチ用としては図５３（ｃ）に示
すできるだけ幅の広いクロスハッチ信号が有利である。
このテストパターンを図５３（ａ）に示す線形特性の位
置算出で収束方向とおおよその誤差値を検出する。
【０１５３】次に、誤差検出のため図５３（ｅ）に示す
幅の狭いクロスハッチ信号を映出し、図５３（ａ）に示
す非線形特性の位置算出で基準位置近傍の誤差を高精度
の検出している。基準位置近傍の誤差検出の場合、図５
３（ｄ）に示す幅の広いクロスハッチ信号を用い、図５
３（ａ）の非線形特性で位置検出を行うと、検出感度の
高い部分が両側に存在するため高精度の誤差検出が不可
能でる。
【０１５４】このように、信号サーチ時は大型のテスト
パターンを映出して線形特性な位置／電圧変換信号で位
置検出を行った後、誤差検出時は小型のテストパターン
を映出して非線形特性な位置／電圧変換信号で誤差検出
を行う。こうすると高速の信号サーチと高精度の誤差検
出ができる。なお図５３（ｆ）は光検出素子（Ｓ１〜Ｓ
４）上の映出された幅の広いテストパターンと狭いテス
トパターンの様子を示す。
【０１５５】このような方法により、幾何学歪やミスコ
ンバーゼンスによるテストパターンの誤差値が検出でき
る。そして検出されたテストパターンの位置座標から、
幾何学歪やミスコンバーゼンス量の算出及び補正を行う
が、これは、第１実施例の場合と同様の処理であり、そ
の説明は省略する。このように、位置検出用（信号サー
チ用）バターンと誤差検出用パターンを用いて位置検出
を行う位置／電圧変換特性を制御し、位置検出すること
により、短時間でかつ高精度の補正が実現できる。
【０１５６】本発明の第１０実施例の位置検出装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図５４は第１０実施例
の位置検出装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図５
４のテストパターン発生回路６００は幾何学歪みやコン
バーゼンス調整用のテストパターンを発生する回路であ
り、テストパターンは切換回路２に与えられる。
【０１５７】光検出部６０１〜６０８は表示画面のオー
バスキャン領域に設けられた光検出素子の集合体であ
る。光検出部６０２、６０４、６０５、６０７はスクリ
ーン７の十字上に配置され、光検出部６０１、６０３、
６０６、６０８はスクリーン７の角部に配置されてい
る。これらの光検出部はオーバスキャン領域に表示され
た幾何学歪みやコンバーゼンスの調整用テストパターン
の輝度レベルを検出する。マルチプレクサ６０９は光検
出部６０１〜６０８の出力を選択する回路である。位置
算出部６１０はマルチプレクサ６０９により選択された
光検出部６０１〜６０８の出力からテストパターンの表
示位置を算出する回路である。
【０１５８】図５５は光検出部６０１〜６０８の具体的
な構成図である。ここで光検出部６０１〜６０８は夫々
同様の構成であるので、その一つである光検出部６０１
について説明する。本図において、光検出素子６２０、
６２１はフォトダイオードやフォトトランジスタなどの
光電素子であり、表示装置の水平走査方向ｘ及び垂直走
査方向ｙに対して斜めに配列されている。この図では説
明を簡単にするため２個の光検出素子を設けているが、
光検出素子の個数は２個以上であれば有効である。
【０１５９】図５６は位置算出部６１０の具体的な構成
を示すブロック図である。本図において、ピークホール
ド（ＰＨ）回路６２２、６２３はマルチプレクサ６０９
により選択された各光検出素子の出力Ｚn 、Ｚn+1 を直
流信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ変換器６２４、６
２５はピークホールド回路６２２、６２３の出力をディ
ジタルデータに変換する回路である。係数ＲＯＭ６２
６、６２７はＡ／Ｄ変換器６２４、６２５の出力に対し
て内蔵の係数を乗算する回路である。第１の加算器６２
８は係数ＲＯＭ６２６、６２７の出力を加算する回路で
あり、第２の加算器６２９はＡ／Ｄ変換器６２４、６２
５の出力を加算する回路である。除算器６３０は第１の
加算器６２８の出力を第２の加算器６２９の出力で除算
する回路である。
【０１６０】次に本実施例のテストパターンの表示位置
の算出方法について説明する。まず本実施例で使用する
テストパターンについて説明する。テストパターン発生
回路６００は図５７（ａ）に示すように、オーバースキ
ャン領域の所定の位置に、水平方向のテストパターン６
３１、垂直方向のテストパターン６３２を夫々発生す
る。
【０１６１】各テストパターン６３１、６３２は線状の
パターンであり、その幅方向、即ちスクリーン７の水平
走査方向ｘ及び垂直走査方向ｙに対して、輝度レベルに
ピークが存在するようなテストパターンとする。例えば
図５７（ｂ）に示すように輝度レベルがcos2特性のもの
や、ガウス特性のもの、又は図５７（ｃ）に示すように
輝度レベルが線形山形のものとする。幅方向にこのよう
な輝度特性を有するクロスハッチパターンを順次発生す
る。図５７（ｂ）に示すような特性のテストパターン
は、輝度値が２値のクロスハッチパターンを電気的およ
び光学的な低域通過フィルタに通すことにより簡単に得
ることができる。
【０１６２】次に表示位置の算出処理について説明す
る。ここでは図５７（ｃ）に示す線型山形のテストパタ
ーンの重心位置をその表示位置として算出する。テスト
パターンの表示位置の算出手順は、図５７に示すように
水平走査方向ｘ、垂直走査方向ｙのテストパターン６３
１、６３２を表示画面に順次映出し、図５４のマルチプ
レクサ６０９で光検出部６０１〜６０８の出力を選択す
ることにより行う。全ての検出部は同様の処理を行うの
で、ここでは光検出部６０１における水平走査方向のテ
ストパターンの表示位置の算出処理についてのみ説明す
る。
【０１６３】まず、図５８に示すように光検出部６０１
の各光検出素子６２０、６２１に対して表示画面上のｘ
座標を例えばＸn 、Ｘn+1 のように割り当て、この値を
係数ＲＯＭ６２６、６２７に記憶する。ここでピークホ
ールドされ、Ａ／Ｄ変換された光検出素子６２０、６２
１の出力を夫々Ｚn 、 Zn+1 とすると、係数ＲＯＭ６２
６、６２７は夫々Ｘn ・Ｚn 、Ｘn+1 ・ Zn+1 の値を演
算して出力する。さらにこれらの値を第１の加算器６２
８に入力して加算し、その出力として（Ｘn ・Ｚn ＋Ｘ
n+1 ・ Zn+1 ）を得る。
【０１６４】一方、第２の加算器６２９により光検出素
子６２０、６２１の出力の和Ｚn ＋Ｚn+1 を求める。こ
れらを除算器６３０に入力し、第１の加算器６２８の出
力（Ｘn ・Ｚn ＋Ｘn+1 ・Ｚn+1 ）を第２の加算器６２
９の出力（Ｚn ＋Ｚn+1 ）で除算する。こうしてテスト
パターンの表示位置Ｘを算出する。表示位置の算出処理
を次の（１１）式に示す。
【数６】 （１１）式は線形山形のパターンを用いた場合の結果で
あるが、cos2又はガウス分布曲線のように非線形のテス
トパターンでも、その関数を用いて出力Ｘを表現するこ
とにより、重心位置は一意に算出できる。
【０１６５】上式のＸn ・Ｚn ／（Ｚn ＋Ｚn+1 ）とＸ
n+1 ・ Zn+1 ／（Ｚn ＋Ｚn+1 ）部分は光検出素子６２
０、６２１からの出力比を示している。この出力比を光
検出素子６２０、６２１に割り当てられた表示画面上の
座標Ｘn 、Ｘn+1 で重み付け加算することにより、テス
トパターンの表示位置を算出する。図５８に示すように
テストパターンに対する光検出素子６２０、６２１の出
力比が１：１であったとすると、（１１）式によりテス
トパターンの表示画面上での表示位置は (Ｘn＋
Ｘn+1 ）／２と求められ、テストパターンは、光検出素
子６２０と６２１の中点に位置することが判る。またテ
ストパターン幅と光検出素子間隔との関係は、少なくと
も２個の光検出素子上にテストパターンが存在すればよ
いことになる。
【０１６６】同様に垂直方向についてもテストパターン
の表示位置の算出を行い、水平方向、垂直方向のテスト
パターンの表示位置を夫々算出する。さらにこれらの処
理を画面周辺部の光検出部６０１〜６０８について同様
に行い、画面周辺部の調整点に対応したＲＧＢのテスト
パターンの表示位置を夫々算出する。こうすると誤差算
出部１８は幾何学歪みやミスコンバーゼンスよるテスト
パターンの表示位置の誤差を検出することができる。そ
して補正信号発生回路１９はこの誤差から補正データを
作成し、幾何学歪みやミスコンバーゼンスの補正を行
う。ここでの信号処理は第１実施例と同様であるので、
動作説明は省略する。また周辺部８箇所からの検出信号
を垂直走査周期での時分割処理で多重することにより、
１系統のピークホールド回路やＡ／Ｄ変換器で行うこと
も可能である。
【０１６７】以上説明したように、本実施例では光検出
素子の出力比から、テストパターンの表示位置を算出す
るため、テストパターンのゲイン変動やその他の変動要
因の影響を受けにくく、高精度にテストパターンの表示
位置を算出することができる。尚、本実施例においてテ
ストパターンの表示位置算出の動作をハードウェア構成
で説明したが、ソフトウェアでも同様の処理が可能であ
る。このように本実施例によれば、テストパターンの表
示位置が精度良く直接検出できるため、短時間で高精度
の自動調整を行うことができる。
【０１６８】本発明の第１１実施例の位置検出装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図５９は第１１実施例
の位置検出装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図５
９において、テストパターン発生回路６４０は画像歪み
調整用のテストパターンを発生する回路である。表示位
置制御部６４１はテストパターンの表示位置を制御する
回路であり、表示位置信号はテストパターン発生回路６
４０に与えられる。
【０１６９】光検出素子６４２〜６４９は表示画面のオ
ーバスキャン領域に設けられた光電変換素子である。光
検出素子６４３、６４５、６４６、６４８は表示画面の
十字上に設けられ、光検出素子６４２、６４４、６４
７、６４９は表示画面の角部に設けられている。これら
の光検出素子はスクリーン７に表示された画像の幾何学
歪みやコンバーゼンスを調整するテストパターンの輝度
レベルを検出する光電素子であり、フォトダイオードな
どが用いられる。
【０１７０】マルチプレクサ６５０は光検出素子６４２
〜６４９の出力を選択する回路である。ピークホールド
回路６５１はマルチプレクサ６５０により選択された光
検出素子６４２〜６４９の出力を直流信号に変換する回
路である。Ａ／Ｄ変換器６５２はピークホールド回路６
５１の出力をディジタルデータに変換する回路である。
ＣＰＵ６５３はＡ／Ｄ変換器６５２の出力からテストパ
ターンの表示位置を算出する信号処理手段である。
【０１７１】図６０はテストパターン発生回路６４０
と、表示位置制御部６４１の具体的な構成例を示すブロ
ック図である。本図において、ＲＯＭ６６０はテストパ
ターンデータを記憶するメモリである。Ｄ／Ａ変換器６
６１はＲＯＭ６６０のデータをアナログ信号に変換する
回路である。低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６６２はＤ／
Ａ変換器６６１の出力を平滑化する回路である。アドレ
ス発生器６６３は表示位置制御部６４１を構成するもの
で、水平及び垂直の同期信号、ＣＰＵ６５３からの制御
信号を用いて、ＲＯＭ６６０の読み出しアドレスを発生
する回路である。
【０１７２】次に本実施例のテストパターンの表示位置
の算出動作について詳しく説明する。本実施例に使用す
るテストパターンは第１０実施例と同様であり、その説
明には図５７を用いる。先ず表示位置の算出方法につい
て説明する。実際のテストパターンの表示位置の算出手
順は、図５７に示すような水平走査方向ｘ、垂直走査方
向ｙのテストパターンを表示画面に順次映出し、マルチ
プレクサ６５０で光検出素子６４２〜６４９の出力を選
択して処理することは第１０実施例と同様である。
【０１７３】図６１は光検出素子６４２における水平走
査方向テストパターンの表示位置の算出方法の説明図で
ある。先ず光検出素子６４２によりテストパターンの輝
度レベルＺ0 を検出する。次に、表示位置制御部６４１
によりテストパターン６３１の表示位置を表示画面上の
座標でＭだけシフトし、その際の輝度レベルＺ1 を検出
する。そしてテストパターンの表示位置の制御は、アド
レス発生器６６３の発生する読み出しアドレスをシフト
することにより行う。ここで光検出素子６４２に表示画
面上の座標Ｘ0 を割り当てれば、テストパターンの表示
位置ＸはＣＰＵ６５３において次の（１２）式により算
出される。
【数７】
【０１７４】ここで、（１２）式のＺ1 ／（Ｚ0 ＋
Ｚ1 ）とＺ0 ／（Ｚ0 ＋Ｚ1 ）の部分は、テストパター
ンの表示位置をシフトする前と後において検出される輝
度レベルの出力比を示している。例えばテストパターン
の表示位置をシフトする前と後の輝度レベルの比が１対
１であれば、テストパターンの表示位置ＸはＸ0 ＋Ｍ／
２であり、光検出素子６４２に対してＭ／２だけ右の位
置にあることがわかる。
【０１７５】（１２）式のようにテストパターンをシフ
トする前と後の輝度レベルの出力比を、テストパターン
のシフト量で重み付け加算することにより、テストパタ
ーンの表示位置を算出することができる。ここではソフ
トウェアによる表示位置の算出処理について説明した
が、ハードウェアのみの構成でも本処理は実現可能であ
る。また本実施例では、テストパターン発生回路６４０
を制御することにより、その表示位置の制御を行った
が、例えば偏向部や補助偏向部の制御を行っても同様の
処理が実現できる。このような補正方法は、特に各種の
走査周波数に対応するマルチスキャンタイプの拡大投射
装置に最適の制御方法といえる。
【０１７６】このように、テストパターンの表示位置を
シフトした場合の輝度レベルの出力比を算出することに
より、テストパターンの表示位置を直接検出することが
できる。従ってテストパターンの表示位置から、幾何学
歪みやミスコンバーゼンスによるテストパターンの変位
を検出することができる。
【０１７７】本実施例は光検出素子の出力比からテスト
パターンの表示位置を算出するため、テストパターンの
ゲイン変動やその他の変動要因の影響を受けにくく、高
精度にテストパターンの表示位置を算出することができ
る。さらに、検出されたＲＧＢのテストパターンの表示
位置から、第１実施例と同様の処理により幾何学歪みや
ミスコンバーゼンスの検出や補正を行う。このように本
実施例によれば、テストパターンの表示位置を精度良く
直接検出できるため、短時間で且つ高精度の自動調整を
行うことができる。
【０１７８】本発明の第１２実施例の位置検出装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図６２は第１２実施例
の位置検出装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図６
２において、テストパターン発生回路６７０は画像歪み
調整用のテストパターンを発生する回路である。光検出
部６７１〜６７８は表示画面のオーバスキャン領域に設
けられた光検出素子の集合体である。光検出部６７２、
６７４、６７５、６７７はスクリーン７の十字上に配置
され、光検出部６７１、６７３、６７６、６７８はスク
リーン７の角部に配置されている。
【０１７９】マルチプレクサ６７９は光検出部６７１〜
６７８の出力を選択する回路である。不要光除去部６８
０はマルチプレクサ６７９により選択された光検出部の
出力から、例えば投射装置セット内部の反射光や外光な
どの不要光を信号処理により除去する回路である。位置
算出部６８１は不要光除去部６８０により不要光成分が
除去された光検出部の出力から、テストパターンの表示
位置を算出する回路である。
【０１８０】図６３は光検出部６７１〜６７８の構成図
である。ここで図６２の光検出部６７１〜６７８は夫々
同様の構成であり、各光検出部は図６３に示すように光
検出素子６９０、６９１、６９２を有しているものとす
る。光検出素子６９０、６９１、６９２は例えばフォト
ダイオードやフォトトランジスタなどの光電変換素子か
らなり、スクリーン７の水平走査方向ｘ及び垂直走査方
向ｙに対して斜めに配列されている。本実施例では説明
を簡単にするため３個の光検出素子を使用するものと
し、２個の光検出素子でテストパターンを、残り１個の
光検出素子で不要光を受光する。なお光検出素子の個数
は３個以上であれば有効であり、所定の複数の光検出素
子に股がるようテストパターンの幅を調整する。
【０１８１】図６４は不要光除去部６８０の具体的な構
成例を示すブロック図である。本図において、ピークホ
ールド回路６９３、６９４、６９５は３個の光検出素子
の出力を夫々直流信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ変
換器６９６、６９７、６９８はピークホールド回路６９
３、６９４、６９５の出力をディジタルデータに変換す
る回路である。最小値算出回路６９９はＡ／Ｄ変換器６
９６、６９７、６９８の出力の最小値を算出する回路で
ある。差分器７００、７０１、７０２はＡ／Ｄ変換器６
９６、６９７、６９８の出力から最小値算出回路６９９
の出力を夫々減算する回路である。
【０１８２】図６５は不要光除去部６８０に設けられた
最小値算出回路６９９の構成を示すブロック図である。
本図において第１の比較器７０３は、図６４のＡ／Ｄ変
換器６９６、６９７の出力( Ｚ0 、Ｚ1 ) を比較し、比
較結果（例えばＺ0 ≧Ｚ1 の場合０, Ｚ0 ＜Ｚ1 の場合
１）を出力する回路である。第１のセレクタ７０４はＡ
／Ｄ変換器６９６、６９７の出力を、第１の比較器７０
３の出力をもとに選択する回路である。例えば第１の比
較器７０３の出力が０の場合Ｚ1 を選択し、１の場合Ｚ
0 を選択する。第２の比較器７０５は第１のセレクタ７
０４の出力( Ｚ3)とＡ／Ｄ変換器６９８の出力( Ｚ2)を
比較し、比較結果（例えばＺ3 ≧Ｚ2 の場合０, Ｚ3 ＜
Ｚ2 の場合１）を出力する回路である。第２のセレクタ
７０６は第１のセレクタ７０４の出力とＡ／Ｄ変換器６
９８の出力を第２の比較器７０５の出力をもとに選択す
る回路である。例えば第２の比較器７０５の出力が１の
場合Ｚ3 を選択し、０の場合Ｚ2 を選択する。
【０１８３】次に本実施例のテストパターンの表示位置
の算出方法について説明する。本実施例に使用するテス
トパターンの形状は第１１実施例と同様であり、説明に
は図５７を用いる。また本実施例のテストパターンは、
その幅が光検出部６７１〜６７８の検出領域より狭いも
のを使用する。
【０１８４】先ず本実施例の不要光除去の動作について
説明する。投射型ディスプレイにおいて、投射装置セッ
ト内部の反射光や外光などにより、光検出部にテストパ
ターン以外の不要光が入射することがある。このことは
幾何学的歪みやコンバーゼンス歪みの調整に悪影響を与
えるため、高精度の調整を行うにはこの不要光を除去す
る必要がある。図６６（ａ）に示すように本実施例のテ
ストパターンは光検出部６７１の検出範囲より狭い照射
領域を持つため、テストパターンが照射されていない光
検出素子６９０が存在する。不要光のみが入射している
光検出素子６９０の出力は、照射されている部分の光検
出素子６９１、６９２の出力よりも小さくなる。このこ
とにより最小値検出回路６９９を用いて各光検出素子６
９０、６９１、６９２の最小値を求めると、不要光成分
が検出される。
【０１８５】さらに差分器７００、７０１、７０２を用
いて、不要光成分を各光検出素子６９０、６９１、６９
２の出力から減算することにより、不要光成分の除去を
行う。また、光検出素子で受光される不要光を低減させ
る他の方法としては、図６６（ｂ）に示すように、光検
出部の周辺部にたとえば円筒状の光遮蔽部６９３を設け
る方法もある。又図６６（ｃ）に示すように、指向特性
の狭い光検出素子を用いることにより、不要光成分をよ
り一層除去することができる。
【０１８６】不要光の除去された各光検出素子の出力か
らテストパターンの表示位置を算出する処理は第１０実
施例と同様であるので省略する。また、算出されたテス
トパターンの表示位置から、幾何学歪みやコンバーゼン
ス補正を行う処理方法は第１実施例と同様であるので省
略する。以上のように、第１２実施例によれば投射装置
セット内部の反射光や外光などの不要光を除去すること
により、高精度の調整を行うことができる。
【０１８７】本発明の第１３実施例の画像補正装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図６７は第１３実施例
の画像補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図６
７において、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７１０は映像
信号の１フィールド／フレーム期間の平均輝度を有する
画像信号を生成する回路である。テストパターン発生回
路７１１は幾何学歪みやコンバーゼンス調整用のテスト
パターンを発生する回路である。第１の切換回路７１２
はローパスフィルタ７１０の出力と、テストパターン発
生回路７１１の出力を切り換える回路である。第２の切
換回路７１３は第１の切換回路７１２の出力と、通常の
映像信号とに切り換える回路である。タイミング発生部
７１４は第１の切換回路７１２と第２の切換回路７１３
の切り換えタイミング信号を発生する回路である。第２
の切換回路７１３の出力は映像回路３に与えられる。
【０１８８】光検出部は７１５〜７２２はスクリーン７
のオーバスキャン領域に設けられた光検出素子の集合体
である。光検出部７１６、７１８、７１９、７２１はス
クリーン７の十字上、即ち上下、左右の中央部に夫々配
置され、光検出部７１５、７１７、７２０、７２２はス
クリーン７の周辺角部に配置されている。これらの光検
出部はスクリーン７に表示されたテストパターンの輝度
レベルの検出を行う。マルチプレクサ７２３は各光検出
部７１５〜７２２の出力を選択する回路である。位置算
出部７２４はマルチプレクサ７２３により選択された光
検出部の出力から、テストパターンの表示位置を算出す
る回路である。光検出部７１５〜７２２の構成は第１０
実施例の図５５と同様である。
【０１８９】次に本実施例の画像補正装置の補正方法に
ついて説明する。種々の仕様の映像信号を表示するマル
チスキャン対応の投射型ディスプレイにおいて、映像を
表示しながら幾何学歪みやコンバーゼンスの調整を行う
ためには、映像信号に調整用のテストパターンを重畳
し、このテストパターンを光検出部により検出する必要
がある。図６８（ａ）の映像Ｖ１で示すように映像信号
の画面サイズが小さいと、テストパターンが光検出部に
照射されないことがある。
【０１９０】このため、図６８（ｂ）の映像Ｖ２に示す
ように、画面サイズをテストパターンが検出できるサイ
ズに拡大調整する必要がある。この場合、映像信号にそ
のままテストパターンを重畳したのでは、図６８（ｂ）
のスクリーン７の中央部の丸パターンで示すように補正
時に映像が拡大される。この場合補正動作が非常に目立
ち易くなるので、補正時に映像信号を表示するに際し、
輝度信号の平均値を取り、その値（直流電位）を１フレ
ーム内の映像信号としてスクリーン７に表示する。こう
すると補正の前後での輝度の連続性が保たれ、補正動作
を目立たなくすることができる。そして画面に一様な輝
度と色相を有するフラットな映像を表示しながら幾何学
歪みやコンバーゼンスの補正を行う。
【０１９１】次に本実施例の補正動作について説明す
る。本実施例に使用するテストパターンの形状は第１１
実施例と同様であり、説明には図５７を用いる。先ず図
６７のＬＰＦ７１０により映像信号の１フィールド／フ
レームの平均値を求める。映像信号の平均値は、ＬＰＦ
７１０のカットオフ周波数を適当に選定することにより
求めることができる。そして映像信号にテストパターン
を重畳するには、タイミング発生部７１４において、映
像信号の画面サイズとテストパターンの画面サイズの情
報から、映像信号の平均値とテストパターンの切り換え
タイミング信号を第１及び第２の切換回路７１２、７１
３に出力すればよい。
【０１９２】アスペクト比並びに主走査方向長さ及び副
走査方向長さを含む画面サイズの情報は、偏向回路２１
の偏向電流の振幅から求められる。タイミング信号は例
えば図６９の左側に示すように、映像信号の画面サイズ
（走査方向長さ）をＷs 、テストパターンの画面サイズ
をＷt とした場合、水平、垂直期間の夫々Ｗs ／Ｗt倍
の期間だけ映像信号の平均値を選択し、それ以外はテス
トパターンを選択するような制御信号である。これによ
り得られる映像信号は、図６９に示すようにテストパタ
ーンの画面サイズの (Ｗs ／Ｗt ) 倍であり、その輝度
レベルが映像信号の平均値となるようなウィンドウパタ
ーンを重畳したものとなる。
【０１９３】図７０に示すように画像の補正時には、テ
ストパターンが画面周辺部の各光検出部７１５〜７２２
の部分に照射されるよう、画面サイズを制御する。この
ようなパターンとすることにより、補正時にテストパタ
ーンが表示される際も映像信号の画面全体の輝度レベル
の変化が少なくなり、テストパターンの挿入が目立たな
くなる効果が生じる。
【０１９４】次に画面周辺部に配置された光検出部７１
５〜７２２により、ＲＧＢのテストパターンの表示位置
の算出を行うが、この処理は第１０実施例と同様である
ので説明は省略する。また、算出されたテストパターン
の表示位置から、幾何学歪みやコンバーゼンスを補正す
る処理方法は第１実施例と同様であるので説明を省略す
る。以上のように本実施例によれば、マルチスキャン又
はマルチアスペクトの映像信号に調整用のテストパター
ンを挿入して、画面全体の輝度レベルの変化が少なく、
テストパターンの挿入操作が目立たない機能を有する画
像補正装置を実現できる。
【０１９５】本発明の第１４実施例の画像補正装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図７１は第１４実施例
の画像補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図７
１において、テストパターン発生回路７３０は画像歪み
調整用のテストパターンを発生する回路である。表示位
置制御部７３１はテストパターンの表示位置を制御する
回路である。
【０１９６】光検出部７３２〜７３９はスクリーン７の
オーバスキャン領域に設けられた光検出素子の集合体で
ある。光検出部７３３、７３５、７３６、７３８はスク
リーン７の十字上に配置され、光検出部７３２、７３
４、７３７、７３９はスクリーン７の角部に配置されて
いる。これらの光検出部はフォトダイオード等の複数の
光電変換素子で構成され、スクリーン７に表示された幾
何学歪みやコンバーゼンス調整用のテストパターンの輝
度レベルを検出する。マルチプレクサ７４０は各光検出
部７３２〜７３９の出力を選択する回路である。位置算
出部７４１はマルチプレクサ７４０により選択された光
検出部の出力から、テストパターンの表示位置を算出す
る回路である。光検出部７３２〜７３９の構成は第１０
実施例の図５４と同様である。
【０１９７】尚、位置検出装置２６の動作説明に図５７
を用いる。又テストパターン発生回路７３０及び表示位
置制御部７３１の構成は第１１実施例と同様であるので
詳細な説明は省略する。先ず本実施例のテストパターン
の表示位置の算出方法について説明する。本実施例にお
いて使用するテストパターンは第１０実施例と同様であ
る。
【０１９８】先ず表示位置の算出方法について説明す
る。例えば図７２に示すように、画面周辺部に設けられ
た光検出部７３２〜７３９に水平方向のテストパターン
６３１、垂直方向のテストパターン６３２が存在しない
場合、これらのテストパターン６３１、６３２を光検出
部７３２〜７３９に照射できる位置に移動する必要があ
る。以下、このようなテストパターンを光検出部で検出
できる位置に移動する操作を、テストパターンのサーチ
と呼ぶことにする。
【０１９９】テストパターンの表示位置は、サーチによ
るテストパターンの移動量から求めることができる。こ
こでテストパターンを光検出部７３２〜７３９で検出で
きる位置に移動するテストパターンサーチ方法について
説明する。尚テストパターンサーチの動作は各光検出部
７３２〜７３９で同様であるので、ここでは光検出部７
３２についてのみ説明する。
【０２００】テストパターンのサーチは図７３に示すよ
うに、光検出部７３２に水平方向のテストパターン６３
１が照射されていない場合、表示位置制御部７３１によ
り、光検出部７３２の検出領域よりやや小さい移動間隔
でテストパターン６３１を移動させることにより行う。
例えば図７３に示した番号の順序で左右に移動間隔を順
次大きくしてテストパターンを移動し、光検出部７３２
で検出できる位置まで移動を繰り返す。そしてテストパ
ターンが検出できるまでのテストパターンの移動回数を
Ｎ（図７３においてはＮ＝３ )とし、テストパターンの
移動間隔をＭとし、テストパターンが検出できた時点で
の、テストパターンの光検出部での検出位置をＸ0 とす
れば、テストパターンの表示位置Ｘは次の（１３）式で
算出できる。
【数８】
【０２０１】ここで、光検出部でのテストパターンの位
置算出処理は第１０実施例と同様であるので説明は省略
する。またここでは、図７３に示すように水平方向のテ
ストパターン６３１のサーチについて説明したが、垂直
方向でも同様の処理を行う。
【０２０２】次に、表示画面の十字上に配置された光検
出部７３３、７３５、７３６、７３８、及び周辺部に配
置された光検出部７３２、７３４、７３７、７３９に対
するテストパターンのサーチ手順について図７４〜図７
６を用いて説明する。テストパターンサーチの手順は、
基本的には表示画面十字上のサーチを行った後に画面角
部のサーチを行うものである。図７７、図７８はテスト
パターンのサーチ手順を示すフローチャートである。
【０２０３】まず図７７のステップＳ０からの処理に示
すように、画面十字上のサーチについて図７４、図７５
を用いて説明する。図７７のステップＳ０で画面十字上
のサーチの開始が指示されると、ステップＳ１に進み、
画面十字上の上下部分に対してＶ方向パターンサーチを
行う。このためステップＳ２では図７４（ａ）に示すよ
うにＶ方向パターンをＹ1 だけ上方向に移動させる。そ
してステップＳ３に進み、図７４（ｂ）に示すように画
面十字上の上部分に対して右側にＸ1 だけパターンを移
動させ、Ｈ方向のパターンサーチを行う。
【０２０４】次にステップＳ４に進み、図７４（ａ）に
示すようにＶ方向パターンを初期位置からＹ2 だけ下方
向に移動させる。次のステップＳ５では画面十字上の下
部分に対してＨ方向のパターンサーチを行い、その移動
量Ｘ2 を求める。こうするとステップＳ６でパターン移
動量Ｙ1 、Ｙ2 が算出され、画面十字上の上下の光検出
部７３３、７３８の部分に対して画面中央部の垂直方向
テストパターン６３２のサーチが完了する。こうして光
検出部に対するテストパターンの移動量（Ｘ1、
Ｙ1 ）、（Ｘ2 、Ｙ2 ）が算出される。
【０２０５】次にステップＳ７に進み、図７５（ｃ）に
示すように画面十字上の左右部分に対してＨ方向パター
ンサーチを行う。これにはステップＳ８に進み、左側の
水平方向テストパターン６３１を移動量Ｘ3 だけ移動さ
せてサーチを行う。次にステップＳ９に進み、図７５
（ｄ）に示すように画面十字上の左部分に対して上側に
Ｙ3 だけパターンを移動させ、Ｖ方向のパターンサーチ
を行う。そして次のステップＳ１０では、右側の水平方
向テストパターン６３１を移動量Ｘ4 だけ移動させてサ
ーチを行う。ステップＳ１１に進むと、画面十字上の右
部分に対して上側にＹ4 だけパターンを移動させ、Ｖ方
向のパターンサーチを行う。こうするとステップＳ１２
でパターン移動量Ｘ3 、Ｘ4 が算出され、画面十字上の
上下の光検出部７３３、７３８に対して画面左右の水平
方向テストパターン６３１のサーチが完了する。
【０２０６】以上の処理により、画面十字上の左右の光
検出部７３５に対応するテストパターンの表示位置が
（Ｘ3 ，Ｙ3 ) として得られ、光検出部７３６に対して
も( Ｘ4 ，Ｙ4 ）のように得られる。以上の処理により
画面十字上のサーチが完了する。
【０２０７】次に、画面周辺部のサーチについて図７６
と図７８のフローチャートを用いて説明する。画面周辺
部のサーチ開始が指示されると、ステップＳ１３に進
み、図７６（ｅ）に示すようにＨ方向パターンをＸ方
向、Ｖ方向パターンをＹ方向に移動させる処理を行う。
即ちステップＳ１４に進み、画面十字上の左上部分の光
検出部７３２に対してＨ、Ｖ方向のパターンサーチを夫
々行う。これにはステップＳ１５に進み、Ｈ方向パター
ンをＸ3 だけ左側に移動させ、更にＶ方向パターンをＹ
1 だけ上方向に移動させる。その後、水平方向と垂直方
向のサーチをテストパターンをＹ5 だけ微動させること
により行い、光検出部７３２に対応するテストパターン
の表示位置の検出を行う。
【０２０８】以下同様にしてステップＳ１６に進んで画
面十字上の左下部分の光検出部７３１に対してＨ、Ｖ方
向のパターンサーチを夫々行う。これにはステップＳ１
７に進み、ステップＳ１３の処理と同様にしてＨ方向パ
ターンをＸ方向、Ｖ方向パターンをＹ方向に移動させる
処理を行う。こうしてＨ方向パターンを所定量だけ左側
に移動させ、更にＶ方向パターンを所定量だけ下方向に
移動させる。
【０２０９】その後ステップＳ１８に進み、画面十字上
の右上部分の光検出部７３４に対してＨ、Ｖ方向のパタ
ーンサーチを夫々行う。これにはステップＳ１９に進
み、Ｈ方向パターンをＸ方向、Ｖ方向パターンをＹ方向
に移動させる処理を行う。更にステップＳ２０に進み、
画面十字上の右下部分の光検出部７３９に対してＨ、Ｖ
方向のパターンサーチを夫々行う。このように画面周辺
部のサーチを終えると、全てのサーチが完了したことに
なる。
【０２１０】このように、先ず画面十字上をサーチし、
その際のテストパターンの移動量を用いることにより、
図７４（ａ）の初期状態のテストパターンの位置からサ
ーチを行うよりも、少ない回数でテストパターンのサー
チを行うことができる。このためサーチの効率化、調整
時間の短縮化を実現できる。
【０２１１】以上説明した処理により、画面十字上及び
画面角部の光検出部７３２〜７３９に対応するＲＧＢの
テストパターンの注目点のサーチを行い、その表示位置
を算出する。こうすると幾何学歪みやミスコンバーゼン
スを容易に検出できる。検出された幾何学歪みやミスコ
ンバーゼンスの補正データの作成方法は第１実施例と同
様であるので省略する。このように本実施例によれば、
先ず画面十字上をサーチし、その際のテストパターンの
移動量を用いることにより、サーチの効率化が図れる。
【０２１２】本発明の第１５実施例の画像補正装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図７９は第１５実施例
の画像補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図７
９において、テストパターン発生回路７７０は第１のテ
ストパターンとして光検出部への投射距離測定用のテス
トパターンを発生したり、第２のテストパターンとして
画像歪みやコンバーゼンス調整用のテストパターンをテ
ストパターンを発生する回路である。
【０２１３】光検出部７７１〜７７８はこれまでの実施
例と異なり、表示画面から見て拡大投写管であるＣＲＴ
４側に存在し、角錐状の投射ビームの外周部に位置する
よう設けられた光検出素子の集合体である。光検出部７
７２、７７４、７７５、７７７は１つのスクリーン７か
ら見て十字上に配置され、光検出部７７１、７７３、７
７６、７７８はスクリーン７の角部に配置されている。
これらの光検出部はフォトダイオード等の複数の光電変
換素子で構成され、テストパターンの輝度レベルを検出
する。マルチプレクサ７７９は光検出部７７１〜７７８
の出力を選択する回路である。
【０２１４】投射距離算出部７８０はマルチプレクサ７
７９により選択された光検出部７７１〜７７８の出力を
用いて、投射距離測定用のテストパターンの輝度レベル
から光検出部への投射距離を算出する回路である。位置
算出部７８１は映像の幾何学歪み及びコンバーゼンス調
整用のテストパターンの輝度レベルを入力し、投射距離
算出部７８０により算出された光検出部への投射距離か
ら、テストパターンの表示位置を算出する回路である。
【０２１５】本実施例の幾何学歪みやコンバーゼンスの
調整方法について説明する。まず、光検出素子への投射
距離測定の必要性について説明する。例えば、図８０に
示すようなマルチ表示画面を有する投射型ディスプレイ
７８２について考える。この投射型ディスプレイ７８２
は、ユニット＃１〜ユニット＃４のように複数の表示画
面がマトリックス状に配置されたものである。このよう
な投射型ディスプレイ７８２では、画面全体の画像品質
を上げるためディスプレイセットの目地７８３の部分は
非常に狭く、なるべく目立たないような構造にしてい
る。
【０２１６】このような場合、光検出部をスクリーン７
や表示画面周辺部に配置することが困難である。例えば
図８０の下部に示すように、有効画面の投射ビームを遮
らないように、表示画面７８４から離れた場所に光検出
部７７１〜７７８を配置する必要がある。このような場
合は、投射型ディスプレイ７８２の構造上、表示画面上
７８４から離れた位置の非結像面に、斜線で示すような
光遮蔽部７９０を複数個設ける。光遮蔽部７９０は有効
表示領域以外の画像投射光が隣接するユニットに入射す
るのを防ぐためのものである。そしてこれらの光遮蔽部
７９０のＣＲＴ４と対向する側に基板を取付け、その基
板上に光検出部７７１〜７７８を固定するようにしてい
る。
【０２１７】このように配置された場合にＲＧＢのコン
バーゼンス補正を行うと、図８１に示すように、光検出
部上ではＲＧＢのテストパターンが一致しても、表示画
面上７８４ではずれてしまう恐れがある。このような場
合に正確な補正を行うためには、投射管７８５、７８
６、７８７から光検出部への投射距離を検出しなければ
ならない。先に述べたような光検出部が破線Ｐ１で示す
非結像面に存在する場合、実線Ｐ２に示す表示画面のず
れ量Ｙ0 を算出してから画像を補正することが必要であ
る。
【０２１８】次に、光検出部７７１〜７７８への投射距
離の算出方法について説明する。本処理において、テス
トパターン発生回路７７０は図８２（ａ）に示すよう
に、各光検出部７７１〜７７８に対応するようなウィン
ドウパターン７８８〜７９５を発生する。そして光検出
部７７１〜７７８はこれらのウィンドウターンの輝度レ
ベルを夫々検出する。ここで、光検出部７７１〜７７８
への投射距離に対するテストパターンの輝度レベルの特
性を図８２（ｂ）に示す。
【０２１９】図８２（ｂ）に示すように、画面輝度は投
射面積に逆比例する関係があり、投射距離に対してはそ
の２乗値に逆比例する。このように光検出部７７１〜７
７８への投射距離と、その際に検出されるテストパター
ンの輝度レベルは１対１の関係である。その関係は画像
の拡大率や投射角度などのディスプレイの投射光学系の
構造パラメータで一意に決定される。このため輝度レベ
ルを検出すれば、光検出部７７１〜７７８への投射距離
を算出できる。図７９の投射距離算出部７８０では、デ
ィスプレイの投射光学系の構造パラメータをもとに、検
出された輝度レベルを用いて光検出部への投射距離を算
出する。
【０２２０】次に、位置算出部７８１は幾何学歪みやコ
ンバーゼンス調整用のテストパターンの表示位置を算出
する。本テストパターンは第１実施例と同様であるの
で、説明には図５７を用いる。これにはテストパターン
を光検出部７７１〜７７８により検出し、テストパター
ンの表示位置を算出するが、本処理は第１０実施例と同
様であるので説明は省略する。
【０２２１】次に、位置算出部７８１により算出された
テストパターンの表示位置を、投射距離算出部７８０に
より算出された光検出部７７１〜７７８への投射距離に
より補正し、実際の表示画面でのテストパターンの表示
位置を求める方法について説明する。図８３は光検出部
７７１、７７２、７７３について、ディスプレイ装置の
投射管及び表示画面に対する位置関係を、拡大投射装置
２４の上から見た図である。本図では説明を簡単にする
ため３つの光検出部しか示していないが、投射ディスプ
レイ７８２における他の光検出部についても同様の処理
を行うものとする。また、本図は図５７に示す水平方向
テストパターン６３１についての説明であるが、垂直方
向のテストパターンでも同様である。
【０２２２】図８１に示すように各ＲＧＢの投射管７８
５、７８６、７８７の集中角をφとする。図示のように
Ｇの投射管７８６の集中角は０とすると、Ｒの投射管７
８５の集中角はφ、Ｂの投射管７８７の集中角は−φと
なる。又各投射管の中心軸に対する拡大投射の角度をω
とし、上述の投射距離の算出処理により求められる表示
画面と光検出部との距離をＹ0 、投射管から見た光検出
部の位置をθ（ただし、投射管に対して垂直方向に光検
出部が存在するとき、θ＝０）とすれば、補正量Ｘは次
の（１４）式で求められる。 Ｘ＝Ｙ0 tan(φ−θ )・・・（１４）
【０２２３】（１１）式から、例えばＲのテストパター
ンの補正量は光検出部７７１においての補正量はＹ0 ta
n(φ−ω) となり、光検出部７７２ではＹ0tanφとな
り、光検出部７７３ではＹ0 tan(φ＋ω) となる。光検
出部により算出されたテストパターンの表示位置に（１
４）式による補正量を加えることにより、表示画面７８
４上でのテストパターンの表示位置を求めることができ
る。更に検出されたＲＧＢの夫々のテストパターンの表
示位置から、幾何学歪みやミスコンバーゼンスの検出や
補正を行うが、これは第１実施例と同様の処理であり、
それらの説明は省略する。
【０２２４】本実施例において、テストパターンの検出
位置と、実際の表示画面上での表示位置の誤差補正を位
置算出部７８１で行なったが、補正信号発生回路１９に
おいて誤差に対応する補正データを考慮して補正データ
を作成してもよい。また、本実施例において、マルチ表
示画面の投射ディスプレイ７８２において、光検出部７
７１〜７７８を夫々のユニットに設けたが、図８３に示
すように、光検出部を各ユニットで共用化して光遮蔽部
７９０上に設置し、各ユニットに対し順次幾何学歪みや
コンバーゼンスの補正を行ってもよい。
【０２２５】以上のように本実施例によれば、例えばマ
ルチ表示画面のディスプレイのように光検出部を非結像
面に配置することが必要な場合においても、テストパタ
ーンの輝度レベルから、テストパターンの検出位置と実
際の表示画面上での表示位置の誤差を算出し、正確に幾
何学歪みやコンバーゼンスの調整を行うことができる。
【０２２６】本発明の第１６実施例の画像補正装置につ
いて図面を参照しつつ説明する。図８４は第１６実施例
の画像補正装置を含む投射型ディスプレイの全体構成を
示すブロック図である。本図において第１実施例と同一
部分は同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。図８
４において、テストパターン発生回路８００は第１のテ
ストパターンとして光検出部への投射距離測定用のテス
トパターンを発生したり、第２のテストパターンとして
画像歪みやコンバーゼンス調整用のテストパターンを発
生する回路である。表示位置制御部８０１はテストパタ
ーンの表示位置を制御する回路である。
【０２２７】光検出部８００〜８０９は第１５実施例と
同様に、マルチ表示画面から見てＣＲＴ４側に存在し、
角錐状の投射ビームの外周部に設けられた光検出素子の
集合体である。光検出部８０３、８０５、８０６、８０
８は１つのスクリーン７から見て、十字上に配置され、
光検出部８０２、８０４、８０７、８０９はスクリーン
７の角部に配置されている。これらの光検出部はフォト
ダイオード等の複数の光電変換素子で構成され、テスト
パターンの輝度レベルを検出する。マルチプレクサ８１
０は各光検出部８０２〜８０９の出力を選択する回路で
ある。
【０２２８】投射距離算出部８１１はマルチプレクサ８
１０により選択され、光検出部８０２〜７０９から出力
される投射距離測定用のテストパターンの輝度レベルか
ら、光検出部への投射距離を算出する回路である。位置
算出部８１２はマルチプレクサ８１０により選択された
光検出部８０２〜８０９の出力から、幾何学歪みやコン
バーゼンス調整用のテストパターンの輝度レベルと、投
射距離算出部８１１により算出された光検出部への投射
距離とから、テストパターンの表示位置を算出する回路
である。
【０２２９】次に本実施例の幾何学歪みやコンバーゼン
スの補正方法について説明する。本実施例は第１５実施
例と同様に、例えばマルチ表示画面の投射ディスプレイ
など、光検出部を表示画面周辺部に配置することが困難
な場合を対象としている。ここでは第１５実施例と同様
に、図８２に示すようなウィンドウパターンを表示し、
その輝度から光検出部への投射距離を算出する。この投
射距離の算出方法は第１５実施例と同様の処理であるの
でそれらの説明は省略する。
【０２３０】次にテストパターン発生回路８００によ
り、幾何学歪みやコンバーゼンス調整用のテストパター
ンを作成し、拡大投射装置２４でそのテストパターンを
表示する。そして位置算出部８１２はテストパターンの
表示位置を算出する。ここで表示位置制御部８０１は先
に算出した光検出部への投射距離から、光検出部におけ
るテストパターンの位置と、実際の表示画面上での位置
の差を補正するようにテストパターンの表示位置の制御
を行う。これにより、非結像面に光検出部を配置するこ
とによるテストパターンの検出位置と、実際の表示画面
上での表示位置との誤差を補正でき、正確な幾何学歪み
やコンバーゼンスの調整を行うことができる。
【０２３１】テストパターンの表示位置制御部８０１の
構成は第１１実施例と同様であるので省略する。図８５
は光検出部８０２、８０３、８０４ついて、ディスプレ
イ装置の投射管及び表示画面に対する位置関係を投射型
ディスプレイの上から見た図である。本図において、説
明を簡単にするため３つの光検出部しか示していない
が、他の光検出部についても同様の処理を行うものとす
る。
【０２３２】図８５に示すようにディスプレイの各ＲＧ
Ｂの投射管７８５、７８６、７８７の集中角をφ（Ｒの
集中角はφ、Ｇの集中角は０、Ｂの集中角は−φとす
る）とする。又拡大投射の角度をω、表示画面と光検出
部との距離をＹ0 、投射管から見た光検出部の位置をθ
（ただし、投射管に対して垂直方向に光検出部が存在す
るとき、θ＝０）、拡大投射における拡大率をＮとす
る。そうすると光検出部におけるテストパターンの位置
と実際の表示画面上での表示位置の差によるテストパタ
ーンの補正量は次の（１５）式で求められる。 Ｘ＝Ｙ0 tan(φ−θ )／Ｎ・・・（１５）
【０２３３】（１５）式から、例えばＲのテストパター
ンの表示位置の補正量は光検出部８０２に対応する部分
ではＹ0 tan(φ−ω) ／Ｎ、光検出部８０３に対応する
部分ではＹ0tanφ／Ｎ、光検出部８０４に対応する部分
ではＹ0 tan(φ＋ω) ／Ｎとなる。
【０２３４】例えば図８６に示すように、表示位置制御
部８０１により光検出部におけるテストパターンの位置
と、実際の表示画面上での表示位置の差を補正したテス
トパターンを表示画面上７８４に表示する。図８６
（ａ）は上記の投射光学系が存在しない場合の本来の各
色のテストパターンの位置である。次に図８６（ｂ）〜
（ｄ）に示すようにＲＧＢのテストパターンを光検出部
により検出し、テストパターンの表示位置を算出する。
こうして幾何学歪みやコンバーゼンスの補正を行うが、
この処理は第１０実施例と同様であるのでそれらの説明
は省略する。
【０２３５】以上のように、本実施例によれば、例えば
マルチ表示画面のディスプレイのように光検出部を非結
像面に配置することが必要な場合においても、テストパ
ターンの輝度レベルから、投射距離を自動的に算出し、
テストパターン位置を制御して表示位置を算出すること
により、より正確に幾何学歪みやコンバーゼンスの調整
を行うことができる。
【０２３６】なお、各実施例において、理解を容易にす
るため拡大投写管としてＣＲＴを用いた画像表示装置に
ついて述べたが、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。また、各実施例において、
拡大投射装置として一体型ビデオプロジェクタについて
述べたが、分離型構成の拡大投射装置や直視管型の表示
装置においても同様である。
【０２３７】また各実施例において、光検出素子をスク
リーンの有効画面外の結像面近傍に設置して場合につい
て述べたが、有効画面内や非結像面に設置して検出して
もよい。また各実施例において、光検出素子をスクリー
ンの有効画面外の画面十字上を四隅周辺部の８カ所に設
置して場合について述べたが、その他の場所や数として
検出してもよい。また、各実施例において、幾何学歪み
やコンバーゼンスなどの画像歪みの補正を行う場合につ
いて述べたが、それ以外の輝度補正などを行ってもよ
い。また、各実施例において、各検出領域の光検出素子
の数を２〜３個とした場合について述べたが、それ以外
の個数としてもよい。
【０２３８】また各実施例において、各色の検出用のテ
ストパターンを順次映出して位置検出を行う場合につい
て述べたが、光検出部上にカラーフィルタを設けて各色
を同時に検出してもい。また、各実施例おいて、テスト
パターンの頂点に対して対称の線形山形やcos2特性やガ
ウス特性のテスト信号を用いた場合について述べたが、
輝度レベルが変化するテスト信号であればどのような信
号でもよい。
【０２３９】また第３実施例おいて、水平と垂直方向の
座標に対して格子上に光検出素子を配列して位置座標を
検出する場合について述べたが、一方向や斜めに配列し
て行ってもよい。
【０２４０】また、第４実施例において、位置検出用
（信号サーチ用）としては線形山形のテスト信号を、誤
差検出用としてはクロスハッチ状のテスト信号を用いた
場合について述べたが、その他の信号レベルが変化する
信号や、高周波の信号としてもよい。
【０２４１】また、第５実施例において、四隅周辺部は
各走査方向に対し斜め４５度方向に光検出素子を設置し
た場合について述べたが、アスペクトや補正量に応じて
傾斜角度を変更してもよい。
【０２４２】また、第６実施例において、画面十字上は
各走査方向に対し直角方向に、四隅は各走査方向に対し
斜め方向に複数の光検出素子を設置した場合について述
べたが、最外周の四隅周辺部に位置検出用の光検出素子
を追加して検出してもよい。
【０２４３】また、第７実施例において、位置や誤差検
出を補正信号を制御して行う場合について述べたが、テ
スト信号の表示位置を制御して行ってもよい。
【０２４４】また、第８実施例において、誤差検出はテ
ストパターンからの位置検出信号と、電源投入後からの
経過時間およびセット内温度から算出する場合について
述べたが、それ以外の組み合わせとしてよい。
【０２４５】また、第９実施例において、位置検出と誤
差検出のテストパターンとしてクロスハッチ信号を用い
た場合について述べたが、それ以外の信号で行ってもよ
い。
【０２４６】また、第１０〜第１６実施例において、光
検出素子の配列は各走査方向に対し斜め方向に設置した
場合について述べたが、第６実施例のように画面十字上
は各走査方向に対し直角方向に設置して行ってもよい。
【０２４７】また、第１０実施例において、テストパタ
ーンの輝度レベルが線幅方向でcos2特性、あるいはガウ
ス特性や、線形山形状に変化する信号を用いて位置算出
する場合について述べたが、それ以外の山形対称の信号
で行ってもよい。
【０２４８】また、第１１実施例において、テストパタ
ーンの表示位置のシフトを信号系や偏向系を制御して行
う場合について述べたが、それ以外の手段で行ってもよ
い。
【０２４９】また、第１２実施例において、位置検出と
不要光を検出する光検出素子を同一領域に設けて検出す
る場合について述べたが、不要光を検出する光検出素子
を別個に設けて行ってもよい。
【０２５０】また、第１３実施例において、映像信号の
平均値としては直流信号で扱う場合について述べたが、
必要に応じてそれ以外の平均値信号で行ってもよい。
【０２５１】また、第１４実施例において、テストパタ
ーンの信号自身の表示位置を制御して行う場合について
述べたが、コンバーゼンスなどの補助偏向手段により制
御して信号サーチと補正感度の検出を併用して行っても
よい。
【０２５２】また、第１５〜１６実施例において、ウィ
ンドウパターンの輝度レベルより投射距離を算出する場
合について述べたが、それ以外のクロスハッチ信号など
の信号幅などで行ってもよい。
【０２５３】
【発明の効果】以上のように本願の請求項１〜４の発明
によれば、画像表示装置上の直交座標方向の少なくとも
一つの方向に対して、輝度レベルが線形となるようなテ
ストパターンを映出する。そして表示画面上の外周部に
配置された複数の光検出素子の出力により、テストパタ
ーンの輝度レベルとその傾斜値を検出する。こうすると
テストパターンの表示位置が短時間でかつ高精度に検出
できる。
【０２５４】また本願の請求項５〜７の発明によれば、
画像表示装置の表示画面上の直交座標方向の少なくとも
一つの方向に対して、輝度レベルが線形となるようなテ
ストパターンを微小距離だけ移動させる。そして光検出
素子により検出されたテストパターンの輝度レベル変化
から、テストパターンの表示位置を算出する。こうする
と表示画面の外周部に設ける光検出素子の数を少なくで
きる。また短時間でかつ高精度に画像歪みの値を検出で
きる。
【０２５５】また本願の請求項８，９の発明によれば、
画像表示装置の表示画面上において、マトリクス状に配
置された各光検出素子に表示画面上の二次元平面座標を
割り当てる。次に各光検出素子の出力で割り当てられた
座標を重み付け加算すると、テストパターンの表示位置
が直接算出できる。
【０２５６】また本願の請求項１０，１１の発明によれ
ば、位置検出用（信号サーチ用）と誤差検出用の２種類
のテストパターンを発生させる。そしてこれらのテスト
パターン用いてテストパターンの方向や誤差を算出す
る。こうすると画像歪みの値が高精度に検出できる。そ
して幾何学歪やコンバーゼンス歪みの補正を簡単な構成
で短時間でかつ高精度にできる。
【０２５７】また本願の請求項１２，１３の発明によれ
ば、画面十字上は各走査方向に対し直角方向に、四隅は
各走査方向に対し斜め方向に複数の光検出素子を夫々設
置する。こうするとテストパターンの表示位置を画面上
の全ての位置で高精度に検出できる。そしてこの値を用
いると、幾何学歪やコンバーゼンス歪みを安定でかつ高
精度に自動調整できる。
【０２５８】また本願の請求項１４，１６の発明によれ
ば、複数の光検出素子から得られる検出信号を加算する
ことにより、テストパターンの表示位置が大きく変位し
ていても、容易にその表示位置を検出できる。また各検
出素子からの検出信号を減算することにより、表示位置
の誤差を正確に算出することができる。そしてこの値を
用いると、幾何学歪やコンバーゼンス歪みを安定でかつ
高精度に自動調整できる。また光検出素子に入射される
不要光の悪影響も防止できる。
【０２５９】また本願の請求項１７〜１９の発明によれ
ば、まず最初に画面周辺部に設置された光検出素子の検
出領域のみの収束動作が完了させる。次に全画面の収束
動作を行って幾何学歪やコンバーゼンスなどの補正を行
うことにより、有効画面内の映像を乱すことなく安定で
かつ高精度に画像歪みの自動調整ができる。
【０２６０】また本願の請求項２０〜２３の発明によれ
ば、光検出素子上に映出されたテストパターンから、時
間経過毎の位置ずれ量を検出し、この検出信号と光検出
素子からの検出信号に同期して補正信号を作成すること
により、高精度に画像歪みのドリフト補正が実現でき
る。
【０２６１】また本願の請求項２４〜２６の発明によれ
ば、位置検出用（信号サーチ用）と誤差検出用で位置検
出を行うテストパターンの表示位置を、位置／電圧変換
特性を利用して検出を行う。こうすると簡単なテストパ
ターン用いて短時間でかつ高精度に画像歪みを補正でき
る。
【０２６２】また本願の請求項２７〜３０の発明によれ
ば、光検出素子の出力比からテストパターンの表示位置
を算出する。こうするとテストパターンのゲイン変動や
その他の変動要因の影響を受けにくく、かつテストパタ
ーンの方向とずれ量が直接検出できるため、短時間でか
つ高精度に画像歪みを検出できる。
【０２６３】また本願の請求項３１〜３４の発明によれ
ば、テストパターンの表示位置をシフトした場合の輝度
レベルの出力比から、テストパターンの表示位置を直接
算出する。こうすると簡単な構成で短時間でかつ高精度
の画像歪みを検出できる。
【０２６４】また本願の請求項３５〜３８の発明によれ
ば、光検出部の受光範囲より狭い照射領域を持つテスト
パターンを用いて、不要光のみが入射している部分の光
検出素子から不要光成分を検出することができる。こう
するとこの不要光成分を各光検出素子の出力から減算す
ることにより、テストパターンの表示位置を高精度に算
出することができる。従って投射装置セット内部の反射
光や外光などの不要光を除去できるため、安定でかつ高
精度の画像歪みを検出できる。
【０２６５】また本願の請求項３９、４０の発明によれ
ば、映像信号の平均値とテストパターンを切り換えて出
力して、テストパターンの位置ずれ量を算出して画像歪
みの補正信号を作成するようにしている。こうするとマ
ルチスキャン、マルチアスペクトの画像歪み補正を行う
際にテストパターンの挿入操作が目立たなくなり、かつ
高精度に画像歪みの自動調整ができる。
【０２６６】また本願の請求項４１〜４３の発明によれ
ば、テストパターンの表示位置を制御し、この検出信号
と制御量から画像歪みの補正信号を作成するようにして
いる。こうすると少ない回数でテストパターンのサーチ
を行うことができ、サーチの効率化、調整時間の短縮化
が実現できる。
【０２６７】また本願の請求項４４、４５の発明によれ
ば、テストパターンの輝度レベルから検出部への投射距
離を算出し、この算出信号と検出信号から画像歪みの補
正信号を作成する。こうすると特にマルチ画面のディス
プレイのように光検出部を非結像面に配置する場合にお
いても、正確な画像歪みの自動調整ができる。
【０２６８】さらに本願の請求項４６、４７の発明によ
れば、テストパターンの輝度レベルから検出部への投射
距離を算出し、この算出信号によりテストパターンの位
相を制御して画像歪みの補正信号を作成するようにして
いる。こうすると実際の非結像面上での位置検出が可能
になり、より正確な画像歪みの自動調整ができる。
【０２６９】また本願の全ての請求項の発明において、
光検出素子としてフォトダイオードなどの低価格の光デ
バイスを用いることできる。例えばＣＣＤセンサなどの
光デバイスを用いたものより、低価格で画像歪補正装置
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実施例の位置検出装置を含む投射
型ディスプレイの構成図である。
【図２】各実施例における投射型ディスプレイの内部構
成図である。
【図３】第１実施例の位置検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図４】（ａ）は第１実施例の光検出部とスクリーンと
の位置関係を示す平面図、（ｂ）はテストパターンの輝
度分布図である。
【図５】第１実施例の位置検出装置における動作原理を
示す説明図である。
【図６】第１実施例のテストパターン（その１）の輝度
分布図である。
【図７】第１実施例のテストパターン（その２）の輝度
分布図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は表示画面の幾何学的歪みの一
例を示し、（ｃ）はその補正波形図である。
【図９】投射型ディスプレイにおける幾何学的歪とその
補正波形図（その１）である。
【図１０】投射型ディスプレイにおける幾何学的歪とそ
の補正波形図（その２）である。
【図１１】第１実施例の位置検出装置に用いられる補正
信号発生回路のブロック図である。
【図１２】本発明の各実施例に用いられる各種の補正波
形図（その１）である。
【図１３】本発明の各実施例に用いられる各種の補正波
形図（その２）である。
【図１４】本発明の各実施例に用いられる各種の補正波
形図（その３）である。
【図１５】第１実施例の位置検出装置に用いられるシリ
アルデータ作成回路の信号波形図である。
【図１６】本発明の第２実施例の位置検出装置を含む投
射型ディスプレイの構成図である。
【図１７】（ａ）は第２実施例の光検出部とスクリーン
との位置関係を示す平面図、（ｂ）はテストパターンの
輝度分布図である。
【図１８】第２実施例の位置検出装置における動作原理
を示す説明図である。
【図１９】第２実施例の位置検出装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図２０】第２実施例のテストパターンの輝度分布図で
ある。
【図２１】本発明の第３実施例の位置検出装置を含む投
射型ディスプレイの構成図である。
【図２２】（ａ）は第３実施例の光検出部とスクリーン
との位置関係を示す平面図、（ｂ）はテストパターンの
輝度分布図（その１）である。
【図２３】第３実施例のテストパターンの輝度分布図
（その２）である。
【図２４】第３実施例の光検出部の構成図である。
【図２５】第３実施例の位置検出装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図２６】（ａ）は第３実施例の格子状に配列された光
検出素子の配置図、（ｂ）は第３実施例の座標変換を示
す説明図である。
【図２７】第３実施例の光検出部の構成において、
（ｃ）はＬ字型の格子状配列の光検出素子の配置図、
（ｄ）は逆Ｌ字型の格子状配列の光検出素子の配置図、
（ｅ）は十字型の格子状配列の光検出素子の配置図、
（ｆ）は×型の格子状配列の光検出素子の配置図であ
る。
【図２８】本発明の第４実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図２９】第４実施例のテストパターンの輝度分布図で
ある。
【図３０】第４実施例における位置算出部及び誤差算出
部の構成図である。
【図３１】第４実施例における位置算出部及び誤差算出
部の動作波形図である。
【図３２】第４実施例における位置検出信号の特性図で
ある。
【図３３】本発明の第５実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図３４】第５実施例の光検出部とスクリーンとの位置
関係を示す平面図である。
【図３５】第５実施例の位置算出部及び誤差算出部の動
作を示す特性図である。
【図３６】第５実施例の画像補正装置の収束動作を示す
説明図（その１）である。
【図３７】第５実施例の画像補正装置の収束動作を示す
説明図（その２）である。
【図３８】本発明の第６実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図３９】第６実施例における位置算出部と誤差算出部
の構成図である。
【図４０】第６実施例における位置算出部と誤差算出部
の動作波形図である。
【図４１】第６実施例の光検出部の配置を示す平面図で
ある。
【図４２】本発明の第７実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図４３】第７実施例の位置算出部、誤差算出部及び補
正信号発生回路の関係を示すブロック図である。
【図４４】第７実施例の光検出素子の配置を示す平面図
である。
【図４５】第７実施例の補正信号発生回路の動作波形図
である。
【図４６】第７実施例の画像補正装置におけるテストパ
ターンの誤差検出と収束動作の手順を示す説明図であ
る。
【図４７】本発明の第８実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図４８】第８実施例の位置算出部、誤差算出部及び補
正信号発生回路の関係を示すブロックである。
【図４９】第８実施例の位置算出部、誤差算出部及び補
正信号発生回路の特性図である。
【図５０】本発明の第９実施例における画像補正装置を
含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図５１】第９実施例の位置算出部の構成を示す回路図
である。
【図５２】第９実施例の位置算出部の動作特性図であ
る。
【図５３】第９実施例の位置算出部の動作波形図であ
る。
【図５４】本発明の第１０実施例における位置検出装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図５５】第１０実施例の光検出部の構成図である。
【図５６】第１０実施例の位置算出部の構成図である。
【図５７】（ａ）は第１０実施例の光検出部とスクリー
ンとの位置関係を示す平面図、（ｂ）はテストパターン
の輝度分布図（その１）、（ｃ）はテストパターンの輝
度分布図（その２）である。
【図５８】第１０実施例の位置算出動作における光検出
部とテストパターンとの位置関係を示す平面図と、テス
トパターンの輝度分布図である。
【図５９】本発明の第１１実施例における位置検出装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図６０】第１１実施例の表示位置制御部の構成図であ
る。
【図６１】第１１実施例の位置算出動作における光検出
部とテストパターンとの位置関係を示す平面図と、テス
トパターンの輝度分布図である。
【図６２】本発明の第１２実施例における位置検出装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図６３】第１２実施例の光検出部の構成図である。
【図６４】第１２実施例の不要光除去部の構成図であ
る。
【図６５】第１２実施例の不要光除去部における最小値
算出回路の構成図である。
【図６６】（ａ）は第１２実施例の位置算出動作におけ
る光検出部とテストパターンとの位置関係を示す平面図
と、テストパターンの輝度分布図、（ｂ）は不要光を低
減させるための光遮蔽部の構成図、（ｃ）は光検出素子
の指向特性である。
【図６７】本発明の第１３実施例における画像補正装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図６８】（ａ）は第１３実施例の通常表示画面を示す
平面図、（ｂ）は補正時の映像信号とテストパターンと
の表示画面を示す平面図である。
【図６９】第１３実施例において、テストパターンが重
畳された表示画面を示す平面図である。
【図７０】第１３実施例において、通常時と補正時の表
示画面の状態を示す説明図である。
【図７１】本発明の第１４実施例における画像補正装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図７２】第１４実施例の光検出部とスクリーンとの位
置関係を示す平面図である。
【図７３】第１４実施例の表示位置制御動作における光
検出部とテストパターンとの位置関係を示す平面図であ
る。
【図７４】第１４実施例の画面十字上のサーチ動作にお
ける光検出部とテストパターンとの位置関係を示す平面
図（その１）である。
【図７５】第１４実施例の画面十字上のサーチ動作にお
ける光検出部とテストパターンとの位置関係を示す平面
図（その２）である。
【図７６】第１４実施例の画面周辺部のサーチ動作にお
ける光検出部とテストパターンとの位置関係を示す平面
図である。
【図７７】第１４実施例の画面各部のサーチ動作を示す
フローチャート（その１）である。
【図７８】第１４実施例の画面各部のサーチ動作を示す
フローチャート（その２）である。
【図７９】本発明の第１５実施例における画像補正装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図８０】第１５実施例のマルチ画面の投射型ディスプ
レイの基本構成図である。
【図８１】第１５実施例のマルチ画面の投射型ディスプ
レイで光検出部を非結像面に設置した場合の構成図であ
る。
【図８２】（ａ）は第１５実施例の投射距離算出動作に
おける光検出部とウインドウパターンとの位置関係を示
す平面図であり、（ｂ）は投射距離と輝度レベルの関係
を示す特性図である。
【図８３】第１５実施例のマルチ画面ディスプレイにお
ける光検出部に配置を示す平面図である。
【図８４】本発明の第１６実施例における画像補正装置
を含む投射型ディスプレイの構成図である。
【図８５】第１６実施例の光検出部が設置されたディス
プレイ装置を上面から見た平面図である。
【図８６】（ａ）は本来のテストパターンを平面図、
（ｂ）〜（ｃ）は表示位置制御されたテストパターンの
平面図である。
【図８７】従来の位置検出装置の構成例を示すブロック
図である。
【図８８】従来の拡大投射装置に用いられる画像補正装
置のブロック図である。
【符号の説明】
１，２２２，６００，６４０，６７０，７１１，７３
０，７７０，８００ テストパターン発生回路（ＴＰ発
生回路） ２，１２０，１２３，１６７，１８２，１８７，７１
２，７１３ 切換回路 ３ 映像回路 ４ ＣＲＴ ５ レンズ ６ ミラー ７ スクリーン ８〜１５，１００〜１０７，１７０〜１７７，６０１〜
６０８，６７１〜６７８，６９０，６９１，６９２，７
１５〜７２２，７３２〜７３９，７７１〜７７８，８０
２〜８０９ 光検出部 １６，６０９，６５０，６７９，７２３，７４０，７７
９，８１０ マルチプレクサ １７，７８，８８，８９，２２０，６１０，６８１，７
２４，７４１，７８１，８１２ 位置算出部 １８，１１８，２２１ 誤差算出部 １９，１１９ 補正信号発生回路 ２０ コンバーゼンス補正回路（Ｃ補正回路） ２１ 偏向回路 ２２ コンバーゼンスヨーク（ＣＹ） ２３ 偏向ヨーク（ＤＹ） ２４ 拡大投射装置 ２５ 自動調整装置 ２６，２８，６９ 位置検出装置 ２９，６４１，７３１，８０１ 表示位置制御部 ３０〜３２，７０〜７７，１３０〜１４５，６２０，６
２１，６４２〜６４９光検出素子 ３３〜３５，３９，１６５，１８３，１９０〜１９８，
６２２，６２３，６５１，６９３〜６９５ ピークホー
ルド回路（ＰＨ回路） ３６，３７ 差分回路 ３８，１２１，１２５，１６８，１８４，１９９〜２０
７，６２４，６２５，６５２，６９６〜６９８ Ａ／Ｄ
変換器 ４０〜４７，８０〜８７，９０〜９７，１１０〜１１
７，１５０〜１５７，６３１，６３２ テストパターン ５０，５１ 入力端子 ５２ 補正波形発生回路 ５３〜６４ 乗算型Ｄ／Ａ変換器 ６５ シリアルデータ作成回路 １０８ 加算減算処理部 １２２ 座標算出回路 １２７ テストパターン表示位相制御回路 １４６ 温度検出回路 １４７ タイマ回路 １６０，７００〜７０２ 減算器 １６１ 最大値検出回路 １６２ 最小値検出回路 １６３，２０８，６２８，６２９ 加算器 １６６ ２値化回路 １８０，１８１ 減算回路 １８５ 誤差検出回路 １８６，１８９ 補正信号作成回路 １８８ 駆動回路 ２０９〜２１７，６３０ 除算器 ２４３〜２４５ 演算器 ２６０〜２６２ 演算増幅器 ６２６，６２７ 係数ＲＯＭ ６５３ ＣＰＵ ６６３ アドレス発生器 ６６０ ＲＯＭ ６６１ Ｄ／Ａ変換器 ６６２，７１０ 低域通過フィルタ（ＬＰＦ） ６８０ 不要光除去部 ６９９ 最小値算出回路 ７０３，７０５ 比較器 ７０４，７０６ セレクタ ７１４ タイミング発生部 ７８０，８１１ 投射距離算出部 ７８２，７８３ 投射ディスプレイ ７８４ 表示画面 ７８５〜７８７ 投射管 ７８８〜７９５ ウインドウパターン ７９０ 光遮蔽部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図８６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８６】（ａ）は本来のテストパターンの平面図、
（ｂ）〜（ｄ）は表示位置制御されたテストパターンの
平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/28 Ａ 9/31 Ａ

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示画面に表示されるテストパターンの
    表示位置を検出する位置検出装置であって、 表示画面の外周部に設けられ、少なくとも前記表示画面
    の一方向に沿って複数の光検出素子を近接して配置した
    複数の光検出部と、 信号レベルが前記光検出部の光検出素子の配置方向に沿
    って変化するテストパターンを、前記光検出素子で受光
    できる位置に発生するテストパターン発生手段と、 前記光検出部の光検出素子で受光した信号レベルから前
    記テストパターンの表示位置を算出するパターン位置算
    出手段と、を具備することを特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項２】 前記テストパターン発生手段は、 対称性を有する山形状の輝度分布を有するテスト信号を
    発生するものであることを特徴とする請求項１記載の位
    置検出装置。
  3. 【請求項３】 前記パターン位置算出手段は、 前記テストパターン発生手段が対称性を有する山形状の
    輝度分布を有するテスト信号を発生したとき、受光信号
    のレベルと傾斜から前記テストパターンの表示位置を算
    出するものであることを特徴とする請求項１記載の位置
    検出装置。
  4. 【請求項４】 前記パターン位置算出手段は、 前記テストパターンが映出されないときに前記全ての光
    検出部が得られる暗信号レベル、及び前記テストパター
    ンの高輝度パターンから得られる明信号レベルにより、
    前記光検出素子の光電感度が同一になるよう補正した
    後、前記テストパターンを表示して前記テストパターン
    の表示位置を算出するものであることを特徴とする請求
    項１記載の位置検出装置。
  5. 【請求項５】 表示画面に表示されるテストパターンの
    表示位置を検出する位置検出装置であって、 映像の表示画面の外周部の所定位置に配置した複数の光
    検出素子と、 信号レベルが前記表示画面の平面に沿って変化するテス
    トパターンを発生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子で受光できる範囲内で前記テストパター
    ン発生手段で生成されるテストパターンの表示位置を制
    御する表示位置制御手段と、 前記光検出素子で受光した信号レベルと前記表示位置制
    御手段の制御量とから、前記テストパターンの表示位置
    を算出するパターン位置算出手段と、を具備することを
    特徴とする位置検出装置。
  6. 【請求項６】 前記テストパターン発生手段は、 対称性を有する山形状の輝度分布を有するテスト信号を
    発生するものであることを特徴とする請求項５記載の位
    置検出装置。
  7. 【請求項７】 前記パターン位置算出手段は、 前記テストパターン発生手段が対称性を有する山形状の
    輝度分布を有するテスト信号を発生したとき、受光信号
    のレベルと前記表示位置制御手段の制御量とから、前記
    テストパターンの表示位置を算出するものであることを
    特徴とする請求項５記載の位置検出装置。
  8. 【請求項８】 表示画面に表示されるテストパターンの
    表示位置を検出する位置検出装置であって、 映像の表示画面の外周部に設けられ、前記表示画面に沿
    って複数の光検出素子を格子状に隣接して配置した複数
    の光検出部と、 前記各光検出部の受光領域より小さい照射範囲を有する
    テストパターンを、前記光検出部で受光できる位置に発
    生するテストパターン発生手段と、 前記各光検出素子に対して表示画面上の２次元座標を割
    り当て、前記各光検出素子の出力を、割り当てられた座
    標で重み付け加算することにより、前記テストパターン
    の表示位置を算出するパターン位置算出手段と、を具備
    することを特徴とする位置検出装置。
  9. 【請求項９】 前記パターン位置算出手段は、 各光検出素子に割り当てられた表示画面上の２次元平面
    座標を夫々(x1,y1),(x2,y2),…(xn,yn) とし、各光検出
    素子の正規化された出力をZ1,Z2,…,Zn とするき、次式 【数１】 によりテストパターンの表示位置(x,y) を算出するもの
    であることを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。
  10. 【請求項１０】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 表示画面の外周部に設けられ、少なくとも前記表示画面
    の一方向に沿って複数の光検出素子を近接して配置した
    複数の光検出部と、 位置検出用と誤差検出用のテストパターンを、前記光検
    出素子で受光できる位置に発生するテストパターン発生
    手段と、 前記光検出素子で受光した信号レベルから前記テストパ
    ターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から、画像歪みとして
    の幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する
    誤差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より前記画像歪みの誤差を補正
    する信号を作成する補正信号作成手段と、を具備するこ
    とを特徴とする画像補正装置。
  11. 【請求項１１】 前記テストパターン発生手段は、 位置検出用の信号として表示領域が大きく且つ信号レベ
    ルが変化する第１のテストパターンと、誤差検出用の信
    号として表示領域が小さく且つ隣接する光検出素子のピ
    ッチより小なる線幅の輝度を有する第２のテストパター
    ンとを発生するものであることを特徴とする請求項１０
    記載の画像補正装置。
  12. 【請求項１２】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 画像の表示画面の４隅では水平及び垂直の走査方向に対
    して斜めに複数の光検出素子が配置され、前記表示画面
    の長辺外周部では水平走査方向に複数の光検出素子が配
    置され、前記表示画面の短辺外周部では垂直走査方向に
    複数の光検出素子が配置された複数の光検出部と、 前記光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
    生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した信号レベルから前記テストパ
    ターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から、画像歪みとして
    の幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する
    誤差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より前記画像歪みの誤差を補正
    する信号を作成する補正信号作成手段と、を具備するこ
    とを特徴とする画像補正装置。
  13. 【請求項１３】 前記パターン位置算出手段は、 前記光検出素子の受光位置に対応した位置情報を、電圧
    情報に変換された位置／電圧信号により算出するもので
    あることを特徴とする請求項１２記載の画像補正装置。
  14. 【請求項１４】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 表示画面の外周部に複数の光検出素子が配置された複数
    の光検出部と、 前記光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
    生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した信号を加算及び減算した値に
    基づいて、前記テストパターンの表示位置を算出するパ
    ターン位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から、画像歪みとして
    の幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する
    誤差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より前記画像歪みの誤差を補正
    する信号を作成する補正信号作成手段と、を具備するこ
    とを特徴とする画像補正装置。
  15. 【請求項１５】 前記光検出部は、 映像の表示画面の４隅では画像の水平及び垂直の走査方
    向に対して斜めに複数の光検出素子が配置され、前記表
    示画面の長辺外周部では水平走査方向に複数の光検出素
    子が配置され、前記表示画面の短辺外周部では垂直走査
    方向に複数の光検出素子が配置されたものであることを
    特徴とする請求項１４記載の画像補正装置。
  16. 【請求項１６】 前記パターン位置算出手段は、 隣接する光検出素子の各出力の加算値により、テストパ
    ターンの映出位置を低分解能で検出し、補正信号発生手
    段により前記テストパターンの映出位置が粗補正された
    後、隣接する光検出素子の差分値により、再度前記テス
    トパターンの映出位置を高分解能で検出するものである
    ことを特徴とする請求項１４記載の画像補正装置。
  17. 【請求項１７】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 映像の表示画面の外周部に複数の光検出素子が配置され
    た複数の光検出部と、 前記光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
    生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した信号レベルにより前記テスト
    パターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段
    と、 前記パターン位置算出手段の信号から、画像歪みとして
    の幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する
    誤差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力により、検出領域である画面周
    辺部のみの補正信号を作成する周辺部補正信号作成手段
    と、 前記周辺部補正信号作成手段からの補正波形で、コンバ
    ーゼンス補正手段を駆動してテストパターンの表示位置
    を収束させ、その収束結果に基づいて全画面の補正信号
    を作成する全画面補正信号作成手段と、を具備すること
    を特徴とする画像補正装置。
  18. 【請求項１８】 前記光検出部は、 映像の表示画面の４隅では画像の水平及び垂直の走査方
    向に対して斜めに複数の光検出素子が配置され、前記表
    示画面の長辺外周部では水平走査方向に複数の光検出素
    子が配置され、前記表示画面の短辺外周部では垂直走査
    方向に複数の光検出素子が配置されたものであることを
    特徴とする請求項１７記載の画像補正装置。
  19. 【請求項１９】 前記パターン位置算出手段は、 隣接する光検出素子の各出力の加算値により、テストパ
    ターンの映出位置を低分解能で検出し、補正信号発生手
    段により前記テストパターンの映出位置が粗補正された
    後、隣接する光検出素子の差分値により、再度前記テス
    トパターンの映出位置を高分解能で検出するものである
    ことを特徴とする請求項１７記載の画像補正装置。
  20. 【請求項２０】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 映像の表示画面の外周部に複数の光検出素子が配置され
    た複数の光検出部と、 前記光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
    生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した信号レベルにより前記テスト
    パターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段
    と、 前記パターン位置算出手段の信号から、所定時間経過毎
    に画像歪みとしての幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補
    正方向を算出する誤差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より前記画像歪みの誤差を補正
    する信号を作成する補正信号作成手段と、を具備するこ
    とを特徴とする画像補正装置。
  21. 【請求項２１】 前記補正信号作成手段は、 画像表示装置の電源投入後からの経過時間及び装置内温
    度に基づき、前記光検出部の信号に同期して補正信号を
    作成するものであることを特徴とする請求項２０記載の
    画像補正装置。
  22. 【請求項２２】 前記光検出部は、 前記テストパターンの受光位置に対応した位置情報が電
    圧変換された位置／電圧変換信号を出力するものである
    ことを特徴とする請求項２０記載の画像補正装置。
  23. 【請求項２３】 前記補正信号作成手段は、 前記光検出素子でテストパターンが受光されない場合
    は、画像表示装置の時間経過とセット内温度に同期して
    定期的に補正信号を作成するものであることを特徴とす
    る請求項２０記載の画像補正装置。
  24. 【請求項２４】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 映像の表示画面の外周部に複数の光検出素子が配置され
    た複数の光検出部と、 前記光検出素子で受光できる位置にテストパターンを発
    生するテストパターン発生手段と、 前記光検出素子からの受光位置に対応した位置情報が電
    圧情報に変換された位置／電圧変換信号から前記テスト
    パターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段
    と、 前記パターン位置算出手段の信号から画像歪みとしての
    幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤
    差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より前記画像歪みの誤差を補正
    する信号を作成する補正信号作成手段と、を具備するこ
    とを特徴とする画像補正装置。
  25. 【請求項２５】 前記パターン位置算出手段は、 前記テストパターンの位置検出では、複数の光検出素子
    の設置距離に渡って線形変化する位置／電圧変換特性で
    検出処理を行い、前記テストパターンの誤差検出では、
    収束点において光検出素子の設置間隔より短い範囲で線
    形変化する時間／電圧変換特性で検出処理を行うもので
    あることを特徴とする請求項２４記載の画像補正装置。
  26. 【請求項２６】 前記テストパターン発生手段は、 位置検出用には表示領域が大きいクロスハッチ信号を、
    誤差検出用は表示領域が小さいクロスハッチ信号を発生
    するものであることを特徴とする請求項２４記載の画像
    補正装置。
  27. 【請求項２７】 表示画面に表示されるテストパターン
    の表示位置を検出する位置検出装置であって、 前記表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して配
    列した複数の光検出部と、 信号レベルが幅方向に変化する線状のテストパターンを
    前記光検出素子で受光できる位置に発生するテストパタ
    ーン発生手段と、 前記光検出部内の各光検出素子に対して表示画面上の座
    標を割り当て、前記各光検出素子の出力比を、各光検出
    素子に割り当てられた座標で重み付け加算することによ
    り、前記テストパターンの表示位置を算出するパターン
    位置算出手段と、を具備することを特徴とする位置検出
    装置。
  28. 【請求項２８】 前記パターン位置算出手段は、 前記光検出部の各光検出素子の出力を前記光検出部内の
    全光検出素子の出力の総和で除算することにより、各光
    検出素子の出力比を算出し、各光検出素子に割り当てら
    れた座標で重み付け加算することにより、テストパター
    ンの表示位置を算出するものであることを特徴とする請
    求項２７記載の位置検出装置。
  29. 【請求項２９】 前記テストパターン発生手段は、 幅方向に山形対称の輝度分布をもつ線状のテストパター
    ンを、前記光検出部内の少なくとも２個以上の光検出素
    子上に発生するものであることを特徴とする請求項２７
    記載の位置検出装置。
  30. 【請求項３０】 前記光検出部は、各光検出素子を表示
    画面の走査方向に対して斜め直線上に配列したものであ
    り、 前記テストパターン発生手段は、表示画面の走査方向に
    対し輝度分布が山形対称となるような線状のテストパタ
    ーンを発生するものであることを特徴とする請求項２７
    記載の位置検出装置。
  31. 【請求項３１】 表示画面に表示されるテストパターン
    の表示位置を検出する位置検出装置であって、 前記表示画面の外周部に配置した複数の光検出素子と、 信号レベルが幅方向に変化する線状のテストパターン
    を、前記光検出素子で受光できる位置に発生するテスト
    パターン発生手段と、 前記テストパターン発生手段から発生するテストパター
    ンの表示位置をパターン幅以内で時分割で微動させる表
    示位置制御手段と、 前記光検出素子から時分割に出力される各検出信号の出
    力比を算出し、この出力比を前記表示位置制御手段から
    出力されたテストパターンの移動量で重み付け加算する
    ことにより、テストパターンの表示位置を算出するパタ
    ーン位置算出手段と、を具備することを特徴とする位置
    検出装置。
  32. 【請求項３２】 前記パターン位置算出手段は、 前記光検出素子から時分割で検出される各信号レベルを
    一時記憶し、記憶された各信号レベルを全信号レベルの
    総和で除算することにより出力比を算出し、この出力比
    にテストパターンの移動量を乗算することによりテスト
    パターンの表示位置を算出するものであることを特徴と
    する請求項３１記載の位置検出装置。
  33. 【請求項３３】 前記表示位置制御手段は、 テストパターンの幅に対して二分の一の範囲内で、テス
    トパターンの微動範囲を時分割で制御するものであるこ
    とを特徴とする請求項３２記載の位置検出装置。
  34. 【請求項３４】 前記テストパターン発生手段は、 幅方向に山形対称の輝度分布をもつ線状のテストパター
    ンを発生するものであることを特徴とする請求項３２記
    載の位置検出装置。
  35. 【請求項３５】 表示画面に表示されるテストパターン
    の表示位置を検出する位置検出装置であって、 前記表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して配
    列した複数の光検出部と、 信号レベルが幅方向に変化する線状のテストパターンを
    前記光検出部に照射するとき、前記テストパターンの幅
    を前記光検出部の受光領域よりも小さくなるよう発生す
    るテストパターン発生手段と、 前記光検出部における各光検出素子の出力のうちの最小
    値を不要光レベルとして検出する最小値算出手段と、 前記光検出部における各光検出素子の夫々出力から、前
    記最小値算出手段の出力を夫々減算する複数の差分手段
    と、 前記光検出部における各光検出素子に対応する前記差分
    手段の出力から、前記テストパターンの表示位置を算出
    するパターン位置算出手段と、を具備することを特徴と
    する位置検出装置。
  36. 【請求項３６】 前記パターン位置算出手段は、 前記各光検出部において夫々の光検出素子に表示画面上
    の座標を割り当て、各光検出素子に対応する前記差分手
    段の各出力を、全差分手段の出力の総和で除算すること
    により各差分手段の出力比を算出し、この出力比に表示
    画面上の座標値を重み付け加算することにより、前記テ
    ストパターンの表示位置を算出するものであることを特
    徴とする請求項３５記載の位置検出装置。
  37. 【請求項３７】 前記光検出部は、各光検出素子を表示
    画面の走査方向に対して斜め直線状に配列したものであ
    り、 前記テストパターン発生手段は、幅方向に山形対称の輝
    度分布をもつ線状のテストパターンを発生するものであ
    ることを特徴とする請求項３５記載の位置検出装置。
  38. 【請求項３８】 前記光検出部は、 指向特性の狭い光検出素子と、前記光検出素子の周辺部
    に不要光を遮蔽するための光遮蔽部と、を有するもので
    あることを特徴とする請求項３５記載の位置検出装置。
  39. 【請求項３９】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 前記表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して配
    列した複数の光検出部と、 信号レベルが幅方向に変化する線状のテストパターンを
    前記光検出素子で受光できる位置に発生するテストパタ
    ーン発生手段と、 入力画像信号のレベルを少なくともフィールド単位で平
    均化する画像平均化手段と、 前記画像平均化手段の出力と前記テストパターン発生手
    段の出力するテストパターンとを切り換える第１の切換
    手段と、 前記第１の切換手段の出力と入力画像信号とを切り換え
    る第２の切換手段と、 画像の補正時に前記第２の切換手段を用いて前記第１の
    切換手段の出力に切換え、前記表示画面の有効表示範囲
    に前記画像平均化手段の出力画像を表示し、前記表示画
    面の外周部に前記テストパターン発生手段のテストパタ
    ーンを表示するよう、前記第１の切換手段に切換タイミ
    ング信号を与えるタイミング発生部と、 前記光検出部内の各光検出素子に対して表示画面上の座
    標を割り当て、前記各光検出素子の出力比を、各光検出
    素子に割り当てられた座標で重み付け加算することによ
    り、前記テストパターンの表示位置を算出するパターン
    位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から画像の幾何学歪と
    コンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤差算出手段
    と、 前記誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正する
    信号を作成する補正信号作成手段と、を具備することを
    特徴とする画像補正装置。
  40. 【請求項４０】 前記タイミング発生部は、 入力画像が表示画面の有効表示範囲と異なるとき、画像
    の補正時に前記画像平均化手段の出力を前記表示画面に
    表示し、前記テストパターンを表示画面の外周部に表示
    するよう前記第１の切換手段を制御するものであること
    を特徴とする請求項３９記載の画像補正装置。
  41. 【請求項４１】 画像を表示画面に表示する際に画像歪
    み検出用のテストパターンの表示位置を検出して画像歪
    みを補正する画像補正装置であって、 前記表示画面の外周部に複数の光検出素子を隣接して配
    列した複数の光検出部と、 線状のテストパターンを前記光検出素子で受光できる位
    置に発生するテストパターン発生手段と、 前記テストパターン発生手段から発生する線状のテスト
    パターンの表示位置を、基準位置から最小ピッチの整数
    倍で表示画面の左右又は上下に順次移動させる表示位置
    制御手段と、 前記光検出部に前記テストパターンの検出信号が得られ
    たとき、前記表示位置制御手段の指示するテストパター
    ンの移動回数に基づいてテストパターンの表示位置を算
    出するパターン位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から画像歪みとしての
    幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤
    差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正する
    信号を作成する補正信号作成手段と、を具備することを
    特徴とする画像補正装置。
  42. 【請求項４２】 前記テストパターン発生手段は、 線状のテストパターンを格子状に組み合わせたものを格
    子パターンとするとき、前記格子パターンの格子点が前
    記光検出素子で受光できる位置に発生するものであり、 前記表示位置制御手段は、 画像の補正時に前記格子パターンの表示位置を変化させ
    るに際し、先ず前記表示画面の十字上に位置する前記光
    検出部が前記格子パターンを検出できるよう位置制御を
    行い、次に十字上に位置制御された場所を移動元として
    前記表示画面の角部に位置する前記光検出部が前記格子
    パターンを検出できるよう位置制御を行うものであり、 前記パターン位置算出手段は、前記表示位置制御手段に
    おける各位置制御量から前記格子パターンにおける各格
    子点の表示位置を算出するものであることを特徴とする
    請求項４１記載の画像補正装置。
  43. 【請求項４３】 前記表示位置制御手段は、 画像表示装置に設けられた偏向手段を制御することによ
    り、テストパターンの表示位置を前記テストパターン発
    生手段に与えるものであることを特徴とする請求項４１
    記載の画像補正装置。
  44. 【請求項４４】 複数の表示画面を縦横方向に隣接して
    配置したマルチ表示画面に対して複数の拡大投射管によ
    り画像を表示する際に、画像歪み検出用のテストパター
    ンの表示位置を検出して画像歪みを補正する画像補正装
    置であって、 前記各表示画面から前記拡大投射管側に位置し、各投射
    ビームの放射外周部に複数の光検出素子を隣接して配列
    した複数の光検出部と、 前記光検出部と前記拡大投射管との距離を投射距離とし
    たとき、前記投射距離の算出用の第１のテストパターン
    と画像歪み検出用の第２のテストパターンを、前記光検
    出部の光検出素子で受光できる位置に発生するテストパ
    ターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した前記第１のテストパターンの
    信号レベルにより光検出部への投射距離を算出する投射
    距離算出手段と、 前記各光検出部の光検出素子の出力と前記投射距離算出
    手段の出力から前記第２のテストパターンの表示位置を
    算出するパターン位置算出手段と、 前記パターン位置算出手段の信号から画像歪みとしての
    幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤
    差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正する
    信号を作成する補正信号作成手段と、を具備することを
    特徴とする画像補正装置。
  45. 【請求項４５】 前記テストパターン発生手段は、 前記第１のテストパターンとして輝度値が一定の投射距
    離算出用のウィンドウパターンと、前記第２のテストパ
    ターンとして輝度値が前記表示画面内で格子状に変化す
    る画像歪み検出用のクロスハッチパターンとを順次発生
    するものであることを特徴とする請求項４４記載の画像
    補正装置。
  46. 【請求項４６】 複数の表示画面を縦横方向に隣接して
    配置したマルチ表示画面に対して複数の拡大投射管によ
    り画像を表示する際に、画像歪み検出用のテストパター
    ンの表示位置を検出して画像歪みを補正する画像補正装
    置であって、 前記各表示画面から前記拡大投射管側に位置し、各投射
    ビームの放射外周部に複数の光検出素子を隣接して配列
    した複数の光検出部と、 前記光検出部と前記拡大投射管との距離を投射距離とし
    たとき、前記投射距離の算出用の第１のテストパターン
    と画像歪み検出用の第２のテストパターンを、前記光検
    出部の光検出素子で受光できる位置に発生するテストパ
    ターン発生手段と、 前記光検出素子で受光した前記第１のテストパターンの
    信号レベルにより光検出部への投射距離を算出する投射
    距離算出手段と、 前記投射距離算出手段の出力をもとに前記第２のテスト
    パターンの表示位置を微動させる表示位置制御手段と、 前記各光検出部の光検出素子の出力から前記第２のテス
    トパターンの表示位置を算出するパターン位置算出手段
    と、 前記パターン位置算出手段の信号から画像歪みとしての
    幾何学歪とコンバーゼンス誤差の補正方向を算出する誤
    差算出手段と、 前記誤差算出手段の出力より画像歪みの誤差を補正する
    信号を作成する補正信号作成手段と、を具備することを
    特徴とする画像補正装置。
  47. 【請求項４７】 前記テストパターン発生手段は、 前記第１のテストパターンとして輝度値が一定の投射距
    離算出用のウィンドウパターンと、前記第２のテストパ
    ターンとして輝度値が前記表示画面内で格子状に変化す
    る画像歪み検出用のクロスハッチパターンとを順次発生
    するものであることを特徴とする請求項４６記載の画像
    補正装置。
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