JP2017191167A - 画像処理装置、表示装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素ずれ補正処理を行いつつ、角シミの発生を抑制する。
【解決手段】画像処理装置は、表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段と、補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、表示画素の位置ずれを補正する技術に関する。

プロジェクター等の表示装置において、表示される画素の位置がずれる画素ずれが発生すると表示不良が発生する場合がある。例えば、特定の色成分の画素が位置ずれを起こすと、正常な状態から色がずれてしまう色ずれが発生する。画素ずれに対しては、表示される画素と映像信号により示される画素との対応関係をずらす、いわゆる画素ずれ補正処理の技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１４−１６０１５５号公報

画素ずれ補正処理を行うと、表示部の角に表示むら（いわゆる角シミ）が発生する場合がある。
これに対し本発明は、画素ずれ補正処理を行いつつ、角シミの発生を抑制する技術を提供する。

本発明は、表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段と、前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段とを有する画像処理装置を提供する。
この画像処理装置によれば、画素ずれ補正処理を行いつつ、角シミの発生を抑制することができる。

前記決定手段は、前記画端画素の階調に係数ｋ（係数ｋはｋ＜１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素の階調を決定してもよい。
この画像処理装置によれば、マスク画素の階調を、画端画素よりも低い階調にすることができる。

前記決定手段は、前記画端画素の階調に係数ｋ１（係数ｋ１はｋ１＜１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素のうち前記画端画素に近い第１マスク画素の階調を決定し、前記画端画素の階調に係数ｋ２（係数ｋ２はｋ２＜ｋ１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素のうち前記第１マスク画素より前記画端画素から遠い第２マスク画素の階調を決定してもよい。
この画像処理装置によれば、マスク画素と画端画素との電位差をより緩和することができる。

前記階調が前記表示画素に対する印加電圧で表され、前記マスク画素に対する印加電圧Ｖｍおよび前記画端画素に対する印加電圧Ｖｉが０．１＜（Ｖｍ／Ｖｉ）＜０．６を満たしてもよい。
この画像処理装置によれば、角シミの発生を抑制することができる。

前記階調が前記表示画素の明るさで表され、前記マスク画素における明るさＴｍおよび前記画端画素における明るさＴｉが０．０５％＜（Ｔｍ／Ｔｉ）＜４０％を満たしてもよい。
この画像処理装置によれば、マスク画素が視認されない範囲で角シミの発生を抑制することができる。

また、本発明は、複数の表示画素を有する表示手段と、前記複数の表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段と、前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段とを有する表示装置を提供する。
この表示装置によれば、画素ずれ補正処理を行いつつ、角シミの発生を抑制することができる。

前記表示手段は、異なる色成分の光を変調する複数の液晶パネルを有し、前記表示装置は、前記複数の液晶パネルにより変調された光を投写する投写手段を有してもよい。
この表示装置によれば、投写される映像における画素ずれを補正することができる。

さらに、本発明は、表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をするステップと、前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定するステップとを有する画像処理方法を提供する。
この画像処理方法によれば、画素ずれ補正処理を行いつつ、角シミの発生を抑制することができる。

表示画素とデータ画素との位置関係を例示する図。 表示画素とデータ画素との位置関係を別の例を示す図。 画素ずれ補正処理を例示する図。 角シミを例示する図。 一実施形態に係る表示装置１の構成を例示する図。 画像処理回路１３の構成を例示する図。 画素ずれ処理回路１３１の構成を例示する図。 マスク画素処理部１３１３の構成を例示する図。 マスク画素処理部１３１３のタイミングチャートを例示する図。 画素ずれ処理回路１３１の動作を例示するフローチャート。 動作例１に係る画素ずれを示す図。 動作例１に係るマスク画素処理を例示する図。 動作例１に係るマスク画素処理の別の例を示す図。 動作例２に係る画素ずれを示す図。 動作例２に係るマスク画素処理を例示する図。 動作例２に係るマスク画素処理の別の例を示す図。 動作例３に係る画素ずれを示す図。 動作例３に係るマスク画素処理を例示する図。 動作例３に係るマスク画素処理の別の例を示す図。 ２００時間点灯実験の結果を示す図。 実験に用いたテストパターンを示す図。 変形例１に係るマスク画素処理を例示する図。

１．概要
図１は、表示画素とデータ画素との位置関係を例示する図である。まず、本稿で用いられる用語を定義する。映像信号等の入力信号に応じて階調表示を行うことが可能な構造を有している画素を「表示画素」という。表示画素のうち映像信号が入力される画素を「映像画素」という。表示画素のうち、画素ずれ補正処理の結果、映像信号が入力されなくなった画素を「マスク画素」という。マスク画素については、映像の表示を阻害しないよう、所定の階調（例えば黒に相当する階調）を表示するように制御される。映像画素のうちマスク画素と隣り合う画素を「画端画素」という。表示画素のうち、映像画素の周囲に設けられた画素を「見切り画素」という。見切り画素は、通常、映像の表示を阻害しないよう、所定の階調（例えば黒に相当する階調）を表示するように制御される。表示画素と一部共通する構造を有しているが、例えば遮光幕で覆われていることにより映像信号に応じた階調表示を行うことが構造上できない画素を「ダミー画素」という。ダミー画素は例えば遮光膜で覆われているため、黒と視認される。映像信号における画素を「データ画素」という。

表示装置は、例えば、液晶パネル等の電気光学装置を光変調器として用いたプロジェクターであり、図１はスクリーンに投写された状態の１ライン分の画素を便宜的に３行に分けて示している。実際にはこれらの画素は、縦方向の位置は揃っている。この例では、表示画素が色成分毎に８画素ずつ配置されている。第１行は赤（Ｒ）を表示する画素であり、第２行は緑（Ｇ）を表示する画素であり、第３行は青（Ｂ）を表示する画素である。この図は、画素ずれが発生していない状態を表している。映像信号は、各色成分につき１行８列の画素の階調を示している。各行の右端および左端にはダミー画素が３つずつ設けられている。

図１において、第ｉ列の表示画素がＰ［ｉ］、第ｊ列のデータ画素に供給されるデータがＤ［ｊ］と表されている。ある画素におけるＤ［ｊ］／Ｐ［ｉ］という表記は、表示画素Ｐ［ｉ］にデータＤ［ｊ］が供給されることを示している。例えば、Ｄ［１］／Ｐ［１］という表記は、表示画素Ｐ［１］にデータＤ［１］が供給されることを示している。なお図１は画素ずれ補正処理が行われていない状態を示しているので、ｉ＝ｊである。

図２は、表示画素とデータ画素との位置関係を別の例を示す図である。この例では、青（Ｂ）成分の画素を示す第３行の画素が、他の画素と比較して右に１画素分ずれる画素ずれが発生している。画素ずれが起こる原因としては種々のものが考えられるが、例えば、投写光学系の劣化、変形、または位置ずれ等がある。画素ずれが発生すると、例えば左端においてはＢ成分が無いので色が黄色っぽくなり、右端においてはＢ成分だけがあるので青っぽくなってしまう表示不良が視認される。この表示不良を抑制するため、Ｂ成分のデータ画素を１画素分、左にずらす補正が行われる。この補正を、「画素ずれ補正処理」という。

図３は、画素ずれ補正処理を例示する図である。画素ずれ補正処理を行わない場合と比較して、Ｂ成分のデータ画素が１画素隣の表示画素に入力されている。画素ずれ補正処理を行わない場合、Ｐ［ｉ］＝Ｄ［ｉ］である（図１）。図３の画素ずれ補正処理により、Ｐ［ｉ］＝Ｄ［ｉ＋１］となる。例えば、Ｐ［１］＝Ｄ［２］であり、Ｐ［７］＝Ｄ［８］である。Ｂ成分の右端の画素（Ｐ［８］）は、入力される映像信号が無いのでマスク画素Ｍとなる。また、Ｒ成分およびＧ成分の左端の画素（Ｐ［１］）に対応するＢ成分の表示画素が無いので、これらもマスク画素Ｍとなる。

映像画素に表示される画像を阻害しないように、関連技術において、マスク画素は黒に相当する階調に制御される。このとき、画端画素とマスク画素との境界Ｅにおける電位差が大きくなる。これに起因して、表示される映像の角部に階調のむら（いわゆる角シミ）が発生する場合がある。

図４は、角シミを例示する図である。角シミは、例えば、画端画素とマスク画素との電圧差によりイオン性不純物が移動し、電気光学パネルの角部に蓄積することによって引き起こされる。イオン性不純物は、例えば液晶分子の配向方向に沿って移動する。この例では液晶分子がパネルの左下から右上に向かう斜め４５°方向に配向しているため、角シミはパネルの左下および右上に発生する。なお図４において「表示領域」は映像画素により構成される領域であり、「ダミー領域」はマスク画素、見切り画素、およびダミー画素により構成される領域である。これに対し本実施形態では、角シミの発生を抑制する。

２．構成
図５は、一実施形態に係る表示装置１の構成を例示する図である。表示装置１は、スクリーンに映像を投写するプロジェクターである。表示装置１は、光源１１、ＩＦ部１２、画像処理回路１３、変換部１５、液晶駆動回路１６、液晶パネル１７、投写レンズ１８、および制御部１９を有する。

光源１１は映像を表示するための光を出力する。光源１１は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、もしくはメタルハライドランプなどのランプ、またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）もしくはレーザーダイオードなどの固体光源、およびこれらの駆動回路を含む。光源１１から出力された光は、分光光学系（図示略）により複数の色成分、この例ではＲ、Ｇ、およびＢの３成分に分離され、それぞれ個別に変調される。

ＩＦ部１２は、外部装置と信号またはデータのやりとりを仲介するインターフェースであり、例えば、ＶＧＡ端子、ＵＳＢ端子、有線ＬＡＮインターフェース、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）端子、マイクロフォン端子など）および無線ＬＡＮインターフェースの少なくとも１つを含む。これらの端子は、映像入力端子に加え、映像出力端子を含んでもよい。この例で、ＩＦ部１２は、外部装置（図示略）から映像信号Ｖｉｎの入力を受け付け、映像信号Ｓｉおよび同期信号Ｓｙｎｃを出力する。映像信号Ｓｉは、複数の画素の各々の階調を色成分毎に示す信号である。同期信号Ｓｙｎｃは、データ画素と表示画素との同期タイミングを示す信号であり、例えば、水平同期信号および垂直同期信号を含む。

画像処理回路１３は、映像信号Ｓｉに所定の画像処理（例えばサイズ変更、台形補正等）を施す。変換部１５は、液晶パネル１７を駆動するタイミングを示す同期信号Ｓｙｎｃを出力する。さらに、変換部１５は、映像信号Ｓｉを、液晶駆動回路１６が処理できる形式の信号、この例ではデータ信号ＤＲ、ＤＧ、およびＤＢに変換する。液晶駆動回路１６は、データ信号ＤＲ、ＤＧ、およびＤＢに従って、液晶パネル１７を駆動するための信号を出力する。すなわち液晶パネル１７の各画素の光学状態は、映像信号Ｓｉに応じて駆動されるといえる。液晶パネル１７は投写光を変調するための光変調器の一例である。この例で、液晶パネル１７は、マトリックス状に配置された複数の表示画素を有する。なおこの例では、液晶駆動回路１６および液晶パネル１７の組は、色成分毎に設けられている。Ｒ成分、Ｇ成分、およびＢ成分に対応する液晶駆動回路１６および液晶パネル１７の組を区別するときは、添字Ｒ、Ｇ、またはＢを用いる。

光源１１から出力された光は液晶パネル１７Ｒ、１７Ｇ、および１７Ｂで変調され、各色成分の像が形成される。液晶パネル１７Ｒ、１７Ｇ、および１７Ｂで変調された光は合成され、投写レンズ１８によりスクリーンに投写される。

制御部１９は、表示装置１の構成要素を制御する装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリーを有する。制御部１９は、制御信号Ｓｃを出力する。制御信号Ｓｃは、マスク画素の階調を決定する方式を指定する信号である。この例で、マスク画素の階調を決定する方式には、電圧に基づく方式（以下「電圧補正方式」という）および明るさに基づく方式（以下「明るさ補正方式」という）の２つがある。制御信号Ｓｃは、このうちどちらの方式でマスク画素の階調を決定するかを指定する。制御部１９は、その他、画像処理回路１３の動作を制御する。

図６は、画像処理回路１３の構成を例示する図である。画像処理回路１３は、画素ずれ補正処理を行う。画像処理回路１３は、画素ずれ処理回路１３１、変換回路１３２、画素ずれ処理回路１３３、およびインバーター１３４を有する。この例で、画像処理回路１３に入力される映像信号Ｓｉは、階調に応じた電圧値を示す。すなわち、映像信号Ｓｉにおいて、各画素の階調はその画素に印加される電圧値により示されている。

画素ずれ処理回路１３１は、電圧補正方式によるマスク画素の階調決定処理を含む画素ずれ処理を行う。画素ずれ処理回路１３１は、イネーブル（Enable）信号としてハイレベルの信号が入力されると、入力された映像信号Ｓｉに対し画素ずれ処理を行い、イネーブル信号としてローレベルの信号が入力されると画素ずれ処理を行わず映像信号Ｓｉをそのまま出力する。

変換回路１３２は、各画素の電圧値を示す映像信号を各画素の明るさを示す信号に変換する。ここで、画素の明るさとは、液晶パネル１７が透過型の液晶パネルである場合には液晶パネルの透過率をいい、反射型の液晶パネルである場合には液晶パネルの反射率をいう。ここでは液晶パネル１７が透過型の液晶パネルである例を説明する。変換回路１３２は、液晶のＶ−Ｔ特性（電圧−透過率特性）に応じた変換テーブルを記憶しており、この変換テーブルを参照して電圧を明るさに変換する。

画素ずれ処理回路１３３は、明るさ補正方式によるマスク画素の階調決定処理を含む画素ずれ処理を行う。画素ずれ処理回路１３３は、イネーブル信号としてハイレベルの信号が入力されると、入力された映像信号に対し画素ずれ処理を行い、イネーブル信号としてローレベルの信号が入力されると画素ずれ処理を行わず映像信号Ｓｉをそのまま出力する。

制御信号Ｓｃは、マスク画素の階調決定処理が明るさ補正方式により行われる場合にはハイレベルとなり、電圧補正方式により行われる場合にはローレベルとなる信号である。制御信号Ｓｃは、画素ずれ処理回路１３１に対してはインバーター１３４により論理反転された信号が、画素ずれ処理回路１３３に対してはそのままの信号が、イネーブル信号として入力される。

図７は、画素ずれ処理回路１３１の構成を例示する図である。画素ずれ処理回路１３１は、データ画素と表示画素との対応関係を補正する処理（以下「画素ずれ補正処理」という）、見切り画素の階調を決定する処理（以下「見切り画素処理」という）、およびマスク画素の階調を決定する処理（以下「マスク画素処理」という）を行う。画素ずれ処理回路１３１は、画素ずれ補正処理部１３１１、見切り画素処理部１３１２、マスク画素処理部１３１３、係数制御部１３１４、およびセレクター１３１５を有する。

画素ずれ補正処理部１３１１は、画素ずれ補正処理を行う。画素ずれ補正処理は、図３で例示したとおり、表示装置１が有する複数の表示画素のうち一部の表示画素について、データ画素との対応関係を他の表示画素と異ならせる処理である。図３の例では、画素ずれ補正処理を行わない場合にＰ［ｉ］＝Ｄ［ｉ］であったところ、Ｂ成分の表示画素のみＰ［ｉ］＝Ｄ［ｉ＋１］とする処理が例示されている（なおＰ［ｉ］およびＤ［ｉ］はそれぞれ表示画素およびデータ画素を示している）。なお、画素ずれの有無およびその程度は、事前に何らかの処理により既知となっている。例えば、テストパターンの画像をスクリーンに投写させ、スクリーンに投写された画像をカメラで撮影し、カメラで撮影した画像を解析することにより、どの色成分で何画素分の画素ずれが発生しているのかが特定される。この情報は、表示装置１の記憶部（図示略）により保持されている。

具体的には、画素ずれ補正処理部１３１１は、水平同期信号Ｈｓｙｎｃと映像信号Ｓｉとのタイミングを画素ずれに相当する分ずらす処理を行う。例えば、データ画素を表示画素に対して左に１画素分、移動する場合、映像信号に対して水平同期信号を１クロック遅延させる。データ画素を表示画素に対して右に１画素分、移動する場合、水平同期信号に対して映像信号を１クロック遅延させる。

見切り画素処理部１３１２は、見切り画素処理を行う。表示画素のうちどの画素が見切り画素となるかは、例えば制御部１９により指定される。見切り画素処理部１３１２は、指定された見切り画素の階調が例えば黒に相当する階調となるように、映像信号Ｓｉを処理する。なお、液晶パネル１７が見切り画素を有さない場合、見切り画素処理部１３１２は、入力された映像信号をそのまま出力する。

マスク画素処理部１３１３は、マスク画素処理を行う。この例で、マスク画素処理は、画端画素の階調に係数を乗算した値をマスク画素の階調として決定するものである。

図８はマスク画素処理部１３１３の構成を例示する図であり、図９はマスク画素処理部１３１３のタイミングチャートを例示する図である。マスク画素処理部１３１３は、Ｄ−ＦＦ（Delay Flip Flop）１３１３１、乗算器１３１３２、Ｄ−ＦＦ１３１３３、セレクター１３１３４、セレクター１３１３５、セレクター１３１３６、およびセレクター１３１３７を有する。

映像信号Ｄａｔａ−ＩＮは、マスク画素処理部１３１３に入力される映像信号である。ここでは図面を簡単にするため、４画素分のデータ（図の「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、および「Ｄ」）が示されている。信号ＤＥは、映像信号Ｄａｔａ−ＩＮのうちデータ画素が存在する期間を示す。具体的には、信号ＤＥは、データ画素が存在する期間においてハイレベルとなり、それ以外の期間ではローレベルとなる信号である。クロック信号ＤＣＬＫは、マスク画素処理部１３１３の動作タイミングを規定するクロック信号である。クロック信号ＤＣＬＫにより１画素分の時間長が規定される。係数信号ｋは、マスク画素処理において用いられる係数を示す信号である。係数信号ｋは、係数制御部１３１４から供給される。選択信号Ｓｅｌは、遅延処理の段数、すなわちマスク画素の画素数（データ画素と表示画素とのずれの画素数）を示す信号である。この例では、マスク画素処理部１３１３は、２画素までの画素ずれに対応しており、選択信号Ｓｅｌは、データ画素と表示画素とが１画素分ずれているときにはローレベルとなり、２画素分ずれているときにはハイレベルとなる信号である。水平同期信号Ｈｓｙｎｃは、画像の水平方向の同期タイミングを示す信号である。

Ｄ−ＦＦ１３１３１は、映像信号Ｄａｔａ＿ＩＮを１クロック遅延させて出力する。また、Ｄ−ＦＦ１３１３１は、信号ＤＥがハイレベルからローレベルに切り替わったタイミングのデータを保持する。乗算器１３１３２は、Ｄ−ＦＦ１３１３１の出力信号に、係数信号ｋにより示される係数ｋを乗算する。乗算器１３１３２の出力信号Ｄａｔａ＿Ａは２つに分岐され、一方はＤ−ＦＦ１３１３３に、他方はセレクター１３１３５に入力される。

Ｄ−ＦＦ１３１３３は、映像信号Ｄａｔａ＿Ａを１クロック遅延させて出力する。セレクター１３１３４には、Ｄ−ＦＦ１３１３３の出力信号Ｄａｔａ＿Ｂと、映像信号Ｄａｔａ＿ＩＮを２クロック遅延させた映像信号Ｄａｔａ（２ＣＬＫ）とが入力される。選択信号Ｓｅｌがローレベルのとき、セレクター１３１３４は、映像信号Ｄａｔａ（２ＣＬＫ）を出力する。選択信号Ｓｅｌがハイレベルのとき、セレクター１３１３４は、映像信号Ｄａｔａ＿Ｂを出力する。なお、Ｄ−ＦＦ１３１３１およびＤ−ＦＦ１３１３３は、水平同期信号がローレベルになると、出力するデータをリセットする。

セレクター１３１３５には、映像信号Ｄａｔａ＿Ａと、セレクター１３１３４の出力信号とが入力される。また、セレクター１３１３５には、選択信号として信号ＤＥを２クロック遅延させた信号ＤＥ（２ＣＬＫ）が入力される。信号ＤＥ（２ＣＬＫ）がローレベルのとき、セレクター１３１３５は、映像信号Ｄａｔａ＿Ａを出力する。信号ＤＥ（２ＣＬＫ）がハイレベルのとき、セレクター１３１３５は、セレクター１３１３４の出力信号を出力する。セレクター１３１３５の出力信号は２つに分岐され、一方はセレクター１３１３６に、他方はセレクター１３１３７に入力される。両者は同一のものであるが、セレクター１３１３６に入力されるものを映像信号Ｄａｔａ＿Ｃｐといい、セレクター１３１３７に入力されるものを映像信号Ｄａｔａ＿Ｃという。セレクター１３１３６およびセレクター１３１３７の動作において、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃｐが有効になるのは選択信号Ｓｅｌがハイレベルのときであり、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃが有効になるのは選択信号Ｓｅｌがローレベルのときである。両者が同時に有効になることはないのでここではそれぞれ別個に考える。

セレクター１３１３６には、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃｐと、映像信号Ｄａｔａ＿ＩＮを３クロック遅延させた映像信号Ｄａｔａ（３ＣＬＫ）とが入力される。また、セレクター１３１３６には、選択信号として信号ＤＥを３クロック遅延させた信号ＤＥ（３ＣＬＫ）が入力される。信号ＤＥ（３ＣＬＫ）がローレベルのとき、セレクター１３１３６は、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃｐを出力する。信号ＤＥ（３ＣＬＫ）がハイレベルのとき、セレクター１３１３６は、映像信号Ｄａｔａ（３ＣＬＫ）を出力する。

セレクター１３１３７には、セレクター１３１３６の出力信号Ｄａｔａ＿Ｄと、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃとが入力される。また、セレクター１３１３６には、選択信号として選択信号Ｓｅｌが入力される。信号Ｓｅｌがローレベルのとき、セレクター１３１３７は、映像信号Ｄａｔａ＿Ｃを出力する。信号Ｓｅｌがハイレベルのとき、セレクター１３１３７は、映像信号Ｄａｔａ＿Ｄを出力する。セレクター１３１３７の出力信号が、マスク画素処理部１３１３の出力信号Ｄａｔａ＿Ｏｕｔである。

映像信号Ｄａｔａ＿Ｃおよび映像信号Ｄａｔａ＿Ｄにおいてはいずれも、画端画素の階調に係数を乗算した値が、マスク画素の階調となっている。例えば、階調が「Ａ」の画端画素の隣のマスク画素の階調は「ｋＡ」である。映像信号Ｄａｔａ＿Ｃは、画端画素の隣の１画素がマスク画素として処理された映像信号であり、映像信号Ｄａｔａ＿Ｄは、画端画素の隣の２画素がマスク画素として処理された映像信号である。

再び図７を参照する。セレクター１３１５には、映像信号Ｄａｔａ＿Ｏｕｔと、映像信号Ｓｉとが入力される。また、セレクター１３１５には選択信号としてイネーブル信号が入力される。イネーブル信号がハイレベルのとき、セレクター１３１５は、映像信号Ｄａｔａ＿Ｏｕｔを、処理後の映像信号Ｓｉとして出力する。イネーブル信号がローレベルのとき、セレクター１３１５は、映像信号Ｓｉ、すなわち画素ずれ処理されていない映像信号を出力する。

なお図７では画素ずれ処理回路１３１の具体的構成を例示したが、画素ずれ処理回路１３３の構成もこれと同様である。

ここで、液晶パネル１７は映像を表示する表示手段の一例である。投写レンズ１８は、表示手段により変調された光を投写する投写手段の一例である。画素ずれ補正処理部１３１１は、表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段の一例である。マスク画素処理部１３１３は、マスク画素の階調を、画端画素に入力される映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段の一例である。画素ずれ処理回路１３１は、補正手段および決定手段を有する画像処理装置の一例である。

３．動作例
図１０は、画素ずれ処理回路１３１の動作を例示するフローチャートである。ステップＳ１において、画素ずれ補正処理部１３１１は、映像信号に対し画素ずれ補正処理を行う。ステップＳ２において、マスク画素処理部１３１３は、画素ずれ補正処理された映像信号に対しマスク画素処理を行う。

３−１．動作例１
図１１は、動作例１に係る画素ずれを示す図である。この図および以下の動作例に係る図は、スクリーンに投写される１ライン分の画素を便宜的に３行に分けて示している。上から第１行は赤（Ｒ）成分の表示画像を、第２行は緑（Ｇ）成分の表示画像を、第３行は青（Ｂ）成分の表示画像を、それぞれ示している。液晶パネル１７においては、表示画素が８画素、ダミー画素が左右に３画素ずつ設けられている。この例で、液晶パネル１７は見切り画素を有さない。この例では、Ｂ成分の画素が、Ｒ成分およびＧ成分の画素に対して１画素右にずれている。なお液晶パネル１７はノーマリーブラック型の液晶パネルである。

図１２は、動作例１に係るマスク画素処理を例示する図である。画素ずれ補正処理としては、Ｂ成分の表示画素においてＢ成分のデータを左に１画素分、移動させる処理が行われる。この画素ずれ補正処理により、処理前には映像画素であった表示画素Ｐ［８］がマスク画素となる。さらに、ＲおよびＧの表示画素において処理前には映像画素であった表示画素Ｐ［１］がマスク画素となる。この例では、映像画素はすべて白に相当する階調を表示している。マスク画素であるＢ成分の表示画素Ｐ［８］の階調は、画端画素である表示画素Ｐ［７］（データＤ［８］）の階調に係数ｋを乗算した値である。また、マスク画素であるＲおよびＧ成分の表示画素Ｐ［１］の階調は、画端画素である表示画素Ｐ［２］（データＤ［２］）の階調に係数ｋを乗算した値である。係数ｋは、例えば０＜ｋ＜１を満たす係数である。一例としてｋ＝０．５であった場合、マスク画素の階調は画端画素の階調の５０％である。なおここでいう「階調」は、マスク画素の階調が電圧補正方式で決定される場合には電圧値を、明るさ補正方式で決定される場合には明るさを示す。

この補正により、マスク画素と画端画素との境界Ｅ（Ｂの画素Ｐ［７］とＰ［８］との境界、およびＧおよびＲの画素Ｐ［１］とＰ［２］との境界）における電位差は、マスク画素の階調を画端画素の階調によらずに黒にする従来と比較して小さくなっている。すなわち、角シミの発生が抑制されると考えられる。また、マスク画素の階調は画端画素よりも暗くなっているため、画像の両端における色ずれが図１１の状態よりも視認されにくくなっている。

図１３は、動作例１に係るマスク画素処理の別の例を示す図である。この例では、映像画素はすべて黒に相当する階調を表示している。マスク画素の階調は、画端画素の階調に係数ｋを乗算した値であるが、結果としては黒に相当する階調である。なおこの例では、画素ずれ補正処理により各色成分の映像画素は７列となっており、解像度が低下している。

３−２．動作例２
図１４は、動作例２に係る画素ずれを示す図であり、図１５は、動作例２に係るマスク画素処理を例示する図であり、図１６は、動作例２に係るマスク画素処理の別の例を示す図である。この例では、Ｂ成分の画素が、Ｒ成分およびＧ成分の画素に対して０．５画素右にずれている。画素ずれ補正は１画素単位でしかできないので、画素ずれ補正処理としては、Ｂ成分の表示画素においてＢ成分のデータ画素を左に１画素分、移動させる処理が行われる。この画素ずれ補正処理により、処理前には映像画素であった表示画素Ｐ［８］がマスク画素となる。さらに、ＲおよびＧの表示画素において処理前には映像画素であった表示画素Ｐ［１］がマスク画素となる。画素ずれの程度は異なっているものの、画素ずれ処理およびマスク画素処理自体は動作例１と同じである。

３−３．動作例３
図１７は、動作例３に係る画素ずれを示す図である。この例で、液晶パネル１７は、表示画素の左右両側に１列ずつ、見切り画素となる表示画素Ｐ［０］およびＰ［９］を有する。液晶パネル１７は、さらに、見切り画素の外側に２列のダミー画素を有する。この例では、Ｂ成分の画素が、Ｒ成分およびＧ成分の画素に対して１画素右にずれている。

図１８および図１９は、動作例３に係るマスク画素処理を例示する図である。画素ずれ補正処理としては、Ｂ成分の表示画素においてＢ成分のデータ画素を左に１画素分移動させる処理が行われる。この画素ずれ補正処理により表示画素Ｐ［０］は見切り画素から映像画素に変更され、表示画素Ｐ［０］にはデータＤ［１］が供給され、処理前には映像画素であった表示画素Ｐ［８］および見切り画素であった表示画素Ｐ［９］はマスク画素となる。また、ＲおよびＧ成分の表示画素において処理前に見切り画素であった表示画素Ｐ［０］およびＰ［９］がマスク画素となる。図１８の例では、映像画素はすべて白に相当する階調を表示している。マスク画素であるＢ成分の表示画素Ｐ［８］およびＰ［９］の階調は、画端画素である表示画素Ｐ［７］（データＤ［８］）の階調に係数ｋを乗算した値である。また、マスク画素であるＲおよびＧ成分の表示画素Ｐ［０］の階調は、画端画素である表示画素Ｐ［１］（データＤ［１］）の階調に係数ｋを乗算した値であり、マスク画素であるＲおよびＢ成分の表示画素Ｐ［９］の階調は、画端画素である表示画素Ｐ［８］（データＤ［８］）の階調に係数ｋを乗算した値である。図１９の例では、映像画素はすべて黒に相当する階調を表示している。

この例においては、見切り画素を映像画素として利用することにより、表示される画像の解像度の低下を抑制することができる。

４．実験例
本願の発明者らは、係数ｋをパラメーターとして様々な値に設定し、角シミの発生有無を実験で確認した。実験は以下のとおり行った。まず、ＶＡ（Vertical Alignment）方式のノーマリーブラック型の液晶パネルにおいて、全画素に白（階調値最高）に相当する電圧（５．０Ｖ）を印加した状態で２００時間連続点灯させた。次に、２００時間点灯後の角シミの発生の有無を目視により確認した。

図２０は、２００時間点灯実験の結果を示す図である。この実験では、係数ｋを０〜０．６の範囲で変化させた。ｋ＝０．２〜０．６の例では、角シミの発生は確認できなかった（実験例１〜５）。ｋ＝０．１の例では、角シミが薄く見えた（実験例６）。ｋ＝０すなわち本実施形態によらない例では、角シミが発生した（実験例７）。この結果から、角シミの発生を抑制する観点から、係数ｋは０．１以上であることが好ましく、０．２以上であることがより好ましい。なお実験に用いた液晶パネルでは、ｋ＝０．１のとき、マスク画素の明るさは映像画素の明るさの０．０５％程度であった。すなわち、マスク画素の明るさをＴｍ、画端画素の明るさをＴｉとすると、角シミの発生を抑制する観点から、
０．０５％≦（Ｔｍ／Ｔｉ） …（１）
であることが好ましい。

さらに、本願の発明者らは、映像画素およびマスク画素の階調をパラメーターとして様々な値に設定し、マスク画素が視認されない条件を求めた。

図２１は、実験に用いたテストパターンを示す図である。このテストパターンにおいては、映像画素は１行毎に明るさＴｉと白とが繰り返されている。本願の発明者らは、明るさＴｉを様々な値に設定し、マスク画素が視認できるかどうか目視により確認した。その結果、次式（２）の条件のときにマスク画素が視認されず、問題がないことが分かった。
（Ｔｍ／Ｔｉ）≦４０％ …（２）
なお、（Ｔｍ／Ｔｉ）＝４０％のとき、ｋ＝０．６であった。

図２０および図２１の結果から、係数ｋは
０．１≦ｋ≦０．６ …（３）
であることが好ましい。また、マスク画素の明るさと画端画素の明るさの比（Ｔｍ／Ｔｉ）は、
０．０５％≦（Ｔｍ／Ｔｉ）≦４０％ …（４）
であることが好ましい。

５．変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

５−１．変形例１
１つの画端画素に対応するマスク画素が複数ある場合、これら複数のマスク画素の階調を決定する際には、画端画素の階調に対し、異なる複数の係数が乗算されてもよい。

図２２は、変形例１に係るマスク画素処理を例示する図である。この例では、画端画素Ｐ［１］に近いマスク画素Ｍ［１］の階調は、画端画素Ｐ［１］の階調に係数ｋ１を乗算することにより決定され、画端画素Ｐ［１］から遠いマスク画素Ｍ［２］の階調は、画端画素Ｐ［１］の階調に係数ｋ２を乗算することにより決定される。なお、係数ｋ１およびｋ２は、ｋ２＜ｋ１を満たす。この例によれば、マスク画素と画端画素との電位差をより緩和することができる。

５−２．変形例２
マスク画素の階調を決定する方法は実施形態で例示したものに限定されない。例えば、マスク画素の階調は、画端画素の階調から所定の値を減算することにより決定されてもよい。この場合、マスク画素の階調が負の値とならないよう処理される。

５−３．他の変形例
表示装置１および表示装置１の構成要素のハードウェア構成は、実施形態で例示したものに限定されない。要求される機能を実現できるものであれば、表示装置１およびその構成要素は、どのようなハードウェア構成を有していてもよい。例えば、図６の例では画像処理回路１３が電圧補正方式および明るさ補正方式の双方に対応していたが、画像処理回路１３は、これらのうちいずれか一方のみに対応していてもよい。また、図８の例では、マスク画素処理部１３１３が２画素分の画素ずれまで処理できる構成を有していたが、マスク画素処理部１３１３は、３画素以上の画素ずれを処理できる構成を有していてもよい。さらに、液晶はＶＡ方式の液晶に限定されず、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶等、ＶＡ液晶以外の液晶が用いられてもよい。また、液晶は、ノーマリーホワイトモードの液晶であってもよい。

実施形態で示した画素数、電圧値、階調値、信号レベルなどはあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

１…表示装置、１１…光源、１２…ＩＦ部、１３…画像処理回路、１５…変換部、１６…液晶駆動回路、１７…液晶パネル、１８…投写レンズ、１９…制御部、１３１…画素ずれ処理回路、１３２…変換回路、１３３…画素ずれ処理回路、１３４…インバーター、１３１１…画素ずれ補正処理部、１３１２…見切り画素処理部、１３１３…マスク画素処理部、１３１４…係数制御部、１３１５…セレクター、１３１３１…Ｄ−ＦＦ、１３１３２…乗算器、１３１３３…Ｄ−ＦＦ、１３１３４…セレクター、１３１３５…セレクター、１３１３６…セレクター、１３１３７…セレクター

Claims (8)

1. 表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段と、
   前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段と
   を有する画像処理装置。
2. 前記決定手段は、前記画端画素の階調に係数ｋ（係数ｋはｋ＜１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素の階調を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記決定手段は、
   前記画端画素の階調に係数ｋ１（係数ｋ１はｋ１＜１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素のうち前記画端画素に近い第１マスク画素の階調を決定し、
   前記画端画素の階調に係数ｋ２（係数ｋ２はｋ２＜ｋ１を満たす正の実数）を乗算することにより、前記マスク画素のうち前記第１マスク画素より前記画端画素から遠い第２マスク画素の階調を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記階調が前記表示画素に対する印加電圧で表され、
   前記マスク画素に対する印加電圧Ｖｍおよび前記画端画素に対する印加電圧Ｖｉが
   ０．１＜（Ｖｍ／Ｖｉ）＜０．６
   を満たす
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記階調が前記表示画素の明るさで表され、
   前記マスク画素における明るさＴｍおよび前記画端画素における明るさＴｉが
   ０．０５％＜（Ｔｍ／Ｔｉ）＜４０％
   を満たす
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 複数の表示画素を有する表示手段と、
   前記複数の表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をする補正手段と、
   前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定する決定手段と
   を有する表示装置。
7. 前記表示手段は、異なる色成分の光を変調する複数の液晶パネルを有し、
   前記表示装置は、前記複数の液晶パネルにより変調された光を投写する投写手段を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 表示手段における表示画素と映像信号上のデータ画素との対応関係の補正をするステップと、
   前記補正の結果、映像信号が入力されなくなった表示画素であるマスク画素の階調を、前記映像信号が入力される表示画素のうち端部の表示画素である画端画素に入力される前記映像信号により示される階調に応じて決定するステップと
   を有する画像処理方法。

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