特許 6973988 画像表示装置および画像表示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973988

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】画像表示装置および画像表示方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20211118BHJP

   G02F 1/1347 20060101ALI20211118BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20211118BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20211118BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G02F1/1347

   G02F1/133 575

   G09G3/20 612U

   G09G3/20 631V

   G09G3/20 632F

   G09G3/20 642E

   G09G3/20 642P

   G09G3/20 680E

   G09G3/20 633Q

   H04N5/66 102B

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-61216(P2016-61216)

(22)【出願日】2016年3月25日

(65)【公開番号】特開2017-173667(P2017-173667A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年3月14日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(72)【発明者】

【氏名】中屋 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】李 揮得

(72)【発明者】

【氏名】車 東勳

(72)【発明者】

【氏名】小松 博志

(72)【発明者】

【氏名】平木 克良

【審査官】 橋本 直明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１９１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６０３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７２７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８６４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００６７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３１４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１３０７８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２８４７１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／３６

Ｇ０２Ｆ １／１３４７

Ｇ０２Ｆ １／１３３

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｈ０４Ｎ ５／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとを２枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側ＬＣＤパネル、前記前面側ＬＣＤパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置であって、
入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前記前面側ＬＣＤパネルに表示させるための第１処理を施した後のＲＧＢ画像信号を生成するＲＧＢコントローラと、
前記後面側ＬＣＤパネルを制御し、前記入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前記後面側ＬＣＤパネルに表示させるための第２処理を施した後の第１グレー画像信号を生成するＬＶコントローラと、
前記前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとの貼り合わせ工程による位置ずれ量として、前記前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの水平、垂直方向のずれ量に相当するシフト量、および前記前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの回転方向のずれ量に相当する回転量があらかじめ記憶された記憶部を有し、前記ＬＶコントローラで生成された前記第１グレー画像信号に対して、前記シフト量および前記回転量による表示位置座標補正を施して第２グレー画像信号を生成し、前記第２グレー画像信号を前記後面側ＬＣＤパネルに供給することで前記貼り合わせ工程で生じた前記位置ずれ量を補償するシフト・回転補正部と
を備え、
前記前面側ＬＣＤパネルは第１マーカと第２マーカを含み、前記後面側ＬＣＤパネルは第３マーカと第４マーカを含み、
前記第１マーカの座標値は（０，０）であり、前記第２マーカの座標値は（ｘ１，ｙ１）であり、前記第３マーカの座標値は（ｘ２，ｙ２）であり、前記第４マーカの座標値は（ｘ３，ｙ３）であり、
前記回転量θは、下式

【数1】

として算出される画像表示装置。

【請求項2】

前記シフト・回転補正部は、
前記シフト量および前記回転量を記憶するパラメータメモリと、
前記パラメータメモリに記憶された前記シフト量に基づいて、前記第１グレー画像信号に対してシフト補正を施す第１座標変換部と、
前記パラメータメモリに記憶された前記回転量に基づいて、前記第１座標変換部によるシフト補正後の第１グレー画像信号に対して回転補正を施し、前記第２グレー画像信号を生成する第２座標変換部と
を有する請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記シフト・回転補正部は、
前記シフト量および前記回転量を記憶するパラメータメモリと、
前記水平、垂直方向の前記シフト量を（−ａ、−ｂ）とし、前記回転方向の前記回転量をθとし、前記第１グレー画像信号の座標値を（ｘ、ｙ）とし、前記第２グレー画像信号の座標値を（ｘ’、ｙ’）としたときに、下式

【数2】

を用いて座標変換を行うことで、前記シフト量によるシフト補正と前記回転量による回転補正を同時に実行する座標変換部と
を有する請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記後面側ＬＣＤパネルは、前記表示位置座標補正を施した後の前記第２グレー画像信号による全画像を表示するために、前面側ＬＣＤパネルよりも大きな画素数を有して構成されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとを２枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側ＬＣＤパネル、前記前面側ＬＣＤパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示方法であって、
前記前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとの貼り合わせ工程後に、前記前面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置および後面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置をカメラで撮像する第１ステップと、
前記第１ステップにより取得した前記前面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置および後面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置から、前記貼り合わせ工程による位置ずれ量として、前記前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの水平、垂直方向のずれ量に相当するシフト量、および前記前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの回転方向のずれ量に相当する回転量を算出し、記憶部に記憶させる第２ステップと、
入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前記前面側ＬＣＤパネルに表示させるための第１処理を施した後のＲＧＢ画像信号を生成する第３ステップと、
前記入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前記後面側ＬＣＤパネルに表示させるための第２処理を施した後の第１グレー画像信号を生成する第４ステップと、
前記第４ステップで生成された前記第１グレー画像信号に対して、前記記憶部に記憶された前記シフト量および前記回転量による表示位置座標補正を施して第２グレー画像信号を生成し、前記第２グレー画像信号を前記後面側ＬＣＤパネルに供給することで前記貼り合わせ工程で生じた前記位置ずれ量を補償する第５ステップと
を有し、
前記前面側ＬＣＤパネルは第１マーカと第２マーカを含み、前記後面側ＬＣＤパネルは第３マーカと第４マーカを含み、
前記第１マーカの座標値は（０，０）であり、前記第２マーカの座標値は（ｘ１，ｙ１）であり、前記第３マーカの座標値は（ｘ２，ｙ２）であり、前記第４マーカの座標値は（ｘ３，ｙ３）であり、
前記回転量θは、下式

【数1】

として算出される画像表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２枚のＬＣＤパネルを用いて、コントラスト比の改善を図る画像表示装置および画像表示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のＬＣＤ１枚パネルによる画像表示装置においては、入力された画像に対し、パネルドライバーで折れ線ガンマによる補正を行うことで、目視における階調のリニアリティ特性を実現している。

【0003】

しかしながら、実際には、液晶パネルをバックライトの照明が透過することで輝度表現を行っているため、特に、黒領域の階調特性が悪く、理想の輝度に比べて明るい方向に輝度が観測される、いわゆる黒浮きという現象が生じる。

【0004】

この現象は、ＬＣＤパネルにおいて暗い領域を表示する際に、ＬＣＤパネルの遮光が完全でなく、バックライトの照明光が漏れるために発生するものである。従来のＣＲＴでは１００００：１程度、有機ＥＬパネルでは１００００００：１程度のコントラスト比が実現されている。しかしながら、本現象により、従来のＬＣＤ１枚パネルによる画像表示装置においては、コントラスト比が、１５００：１程度しか実現できていない。

【0005】

そこで、このような１枚ＬＣＤ画像表示装置のコントラスト比改善のために、２枚のＬＣＤを使用した画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。いずれの画像表示装置も、ＬＣＤを２枚用いる構成とし、後ろ側のＬＣＤでバックライトの透過量を調整し、前側のＬＣＤでＲＧＢ表示を行わせることで、コントラスト比の改善を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−８８１９７号公報

【特許文献2】国際公開第２００７／１０８１８３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上述したように、ＬＣＤ１枚パネルによる画像表示装置では、コントラスト比が、１５００：１程度しか実現できない問題がある。さらに、１枚のＬＣＤでは、暗い画像での色再現性の低下や、黒の品位低下により、画像の忠実再現が実現できていないことが大きな問題としてある。

【0008】

一方、特許文献１、２のような２枚のＬＣＤパネルを用いた画像表示装置は、コントラスト向上と黒浮きの防止効果はある。しかしながら、このような２枚のＬＣＤパネルを用いた画像表示装置は、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせる工程で位置ずれが生じるといった問題がある。そこで、この問題について図面を用いて、以下に説明する。

【0009】

図１０は、２枚のＬＣＤパネルを用いた一般的な画像表示装置を説明するための図である。図１０では、後ろ側のバックライト側のＬＣＤパネルを、ＬＶパネル２（Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ Ｐａｎｅｌ）と称し、画像を観る人間に近い側である前側のＬＣＤパネルを、ＲＧＢパネル１と称している。

【0010】

図１０に示すように、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２は、光拡散層３を介して互いに貼り合わされる。ここで、ＲＧＢパネル１は、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルで構成されている。その一方で、ＬＶパネル２は、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルをまとめて１画素としている。つまり、ＲＧＢパネル１のサブピクセルをまとめた１画素に対して、ＬＶパネル２の１画素が共通であり、１：１の対応になっている。

【0011】

そして、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２を前後に貼り合わせ、ＬＶパネル２側からバックライトの照明を行うことで、後ろ側と前側のパネルの光透過率の掛け算の効果により、コントラスト比を改善している。

【0012】

しかしながら、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２の貼り合わせにおいて、両パネルの相対的な位置ずれが発生すると、合成表示された画像（合成画像）がぼやけてしまう問題が発生する。図１１は、従来の画像表示装置における位置ずれ問題を説明するための図である。図１１に示すように、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２がアライメントエラーを含んだ状態でボンディングされた結果、コントラスト比の改善の図ろうとしていた合成画像にぼやけが生じてしまうこととなる。

【0013】

２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせるには、ダイレクトボンディング工程が必要である。しかしながら、この製造工程において、物理的な位置精度を保証することは困難であり、少なからず、画像のぼやけが発生してしまうおそれがある。また、アライメントエラーを許容値以内に収めて貼り合わせを行うためには、非常に高価な製造装置が必要になってしまう。

【0014】

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、コントラスト比の改善を図るために２枚のＬＣＤパネルを用いる際に、貼り合わせの位置ずれに起因する合成画像の劣化を抑制し、歩留まり低下の補償とコスト削減を図ることのできる画像表示装置および画像表示方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明に係る画像表示装置は、前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとを２枚重ねることで構成され、バックライト光が後面側ＬＣＤパネル、前面側ＬＣＤパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置であって、入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前面側ＬＣＤパネルに表示させるための第１処理を施した後のＲＧＢ画像信号を生成するＲＧＢコントローラと、入力されたＲＧＢ画像信号に対して、後面側ＬＣＤパネルに表示させるための第２処理を施した後の第１グレー画像信号を生成するＬＶコントローラと、前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとの貼り合わせ工程による位置ずれ量として、前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの水平、垂直方向のずれ量に相当するシフト量、および前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの回転方向のずれ量に相当する回転量があらかじめ記憶された記憶部を有し、ＬＶコントローラで生成された第１グレー画像信号に対して、シフト量および回転量による表示位置座標補正を施して第２グレー画像信号を生成し、第２グレー画像信号を後面側ＬＣＤパネルに供給することで貼り合わせ工程で生じた位置ずれ量を補償するシフト・回転補正部とを備えるものである。

【0016】

また、本発明に係る画像表示方法は、前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとを２枚重ねることで構成され、バックライト光が後面側ＬＣＤパネル、前面側ＬＣＤパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示方法であって、前面側ＬＣＤパネルと後面側ＬＣＤパネルとの貼り合わせ工程後に、前面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置および後面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置をカメラで撮像する第１ステップと、第１ステップにより取得した前面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置および後面側ＬＣＤパネルの複数のマーカ位置から、貼り合わせ工程による位置ずれ量として、前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの水平、垂直方向のずれ量に相当するシフト量、および前面側ＬＣＤパネルに対する後面側ＬＣＤパネルの回転方向のずれ量に相当する回転量を算出し、記憶部に記憶させる第２ステップと、入力されたＲＧＢ画像信号に対して、前面側ＬＣＤパネルに表示させるための第１処理を施した後のＲＧＢ画像信号を生成する第３ステップと、入力されたＲＧＢ画像信号に対して、後面側ＬＣＤパネルに表示させるための第２処理を施した後の第１グレー画像信号を生成する第４ステップと、第４ステップで生成された第１グレー画像信号に対して、記憶部に記憶されたシフト量および回転量による表示位置座標補正を施して第２グレー画像信号を生成し、第２グレー画像信号を後面側ＬＣＤパネルに供給することで貼り合わせ工程で生じた位置ずれ量を補償する第５ステップとを有するものである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせる工程で生じる位置ずれを、ＬＶパネル側の信号処理によって、表示段階において補正する構成を備えている。この結果、コントラスト比の改善を図るために２枚のＬＣＤパネルを用いる際に、貼り合わせの位置ずれに起因する合成画像の劣化を抑制し、歩留まり低下の補償とコスト削減を図ることのできる画像表示装置および画像表示方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせて構成された画像表示装置の信号処理ブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態１における画像表示装置の全体構成を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態１におけるＰＣにより実行される演算処理のフローチャートである。

【図4】本発明の実施の形態１におけるマーカ検出部で検出した４点のマーカの位置関係を示した図である。

【図5】本発明の実施の形態１におけるシフト量・回転量算出部により実行されるシフト量および回転量の演算処理を説明するための図である。

【図6】本発明の実施の形態１におけるシフト・回転補正部の内部構成を示した図である。

【図7】本発明の実施の形態１における第１のシミュレーション結果による５つの画像を示した図である。

【図8】本発明の実施の形態１における第２のシミュレーション結果による５つの画像を示した図である。

【図9】本発明の実施の形態１における第３のシミュレーション結果による２つの画像を示した図である。

【図10】２枚のＬＣＤパネルを用いた一般的な画像表示装置を説明するための図である。

【図11】従来の画像表示装置における位置ずれ問題を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の画像表示装置および画像表示方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

【0020】

本発明は、２枚のＬＣＤパネルを前後に貼り合わせ、その後ろ側からバックライトの照明を行うことで、後ろ側と前側のパネルの光透過率の掛け算の効果により、コントラスト比を改善する画像表示装置および画像処理方法において、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせる工程で生じる位置ずれを、ＬＶパネル側の信号処理によって、表示段階において補正する構成を備えることを技術的特徴とするものである。

【0021】

実施の形態１．
まず始めに、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせた一般的な液晶表示装置の全体構成から説明する。図１は、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせて構成された画像表示装置の信号処理ブロック図である。図１に示した画像表示装置は、ＲＧＢコントローラ１０、およびＬＶコントローラ２０を備えて構成されている。

【0022】

ここで、ＲＧＢコントローラ１０は、ビット拡張回路１１、遅延回路１２、階調変換回路１３、および色バランスコントローラ１４を含んで構成され、色バランスコントローラ１４からの出力がＲＧＢパネル１に供給される。

【0023】

また、ＬＶコントローラ２０は、グレーコンバータ２１、階調変換回路２２、エッジホールド回路２３、およびローパスフィルタ２４を含んで構成され、ローパスフィルタ２４からの出力がＬＶパネル２に供給される。

【0024】

次に、ＲＧＢコントローラ１０、およびＬＶコントローラ２０による信号処理について、概要を説明する。

【0025】

ビット拡張回路１１は、一例として、入力されたＲＧＢ各１０ビットの画像に対し、１２ビットへのビット拡張処理を行う。このビット拡張処理は、後段の処理でビット精度を落とさないようにするため、あらかじめビット長を精度よく拡張するものである。ビット拡張回路１１は、ビット拡張後のＲＧＢ画像を、遅延回路１２、およびグレーコンバータ２１のそれぞれに送信する。

【0026】

なお、図１に示した構成では、ビット拡張回路１１をＲＧＢコントローラ１０内に設けているが、ビット拡張回路１１をＲＧＢコントローラ１０の外部に設け、ビット拡張後のＲＧＢ画像を、ＲＧＢコントローラ１０とＬＶコントローラ２０に供給する構成とすることも可能である。

【0027】

また、後段の処理でビット精度を落とさないようにするため、あらかじめビット長を精度よく拡張するといった処理が不要の場合には、ビット拡張回路１１をなくした構成を採用することも可能である。

【0028】

ＲＧＢコントローラ１０内の遅延回路１２は、ビット拡張回路１１からビット拡張後のＲＧＢ画像を受信し、受信したビット拡張後のＲＧＢ画像に対して、適当な遅延をかける。この「適切な遅延」とは、ＬＶコントローラ２０内でのグレーコンバータ２１、エッジホールド回路２３、およびローパスフィルタ２４による処理の遅延分を補償するためのものである。

【0029】

次に、ＲＧＢコントローラ１０内の階調変換回路１３は、遅延後のそれぞれの色ごとに、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて階調変換を行う。

【0030】

一方、ＬＶコントローラ２０内のグレーコンバータ２１は、ビット拡張回路１１からビット拡張後のＲＧＢ画像を受信し、受信したビット拡張後のＲＧＢ画像に対して、それぞれの画素ごとに、ＲＧＢの３つの値の中の最大値を代表値としたグレー画像に変換する。

【0031】

通常、グレースケールへの変換は、乗算器と加算器を用いて色マトリクス変換を行うことで、ルミナンスを求めることが多い。本実施の形態１におけるグレーコンバータ２１は、ＲＧＢコントローラ１０内の色バランスコントローラ１４において、ＲＧＢの色バランス補正を容易に行えるように、各画素における、Ｒ、Ｇ、Ｂの値の最大値を検出し、これを代表値として出力することでハードウェアの簡略化も図っている。

【0032】

もちろん、通常のマトリクス変換を採用した場合でも、色バランス補正処理は問題なく実行できることは言うまでもない。

【0033】

次に、ＬＶコントローラ２０内の階調変換回路２２は、グレー画像に対して、ＬＵＴを用いて階調変換を行う。次に、ＬＶコントローラ２０内のエッジホールド回路２３は、階調変換後のグレー画像に対して、視野角補正を行い、グレー画像（Ｂ／Ｗ画像）を生成する。

【0034】

さらに、ＬＶコントローラ２０内のローパスフィルタ２４は、エッジホールド回路２３による視野角補正後のグレー画像に対して、フィルタ処理を施すことで、エッジ部分をなまらせる処理を行う。

【0035】

ローパスフィルタ２４による処理後のグレー画像は、ＬＶパネル２に表示されるとともに、ＲＧＢコントローラ１０内の色バランスコントローラ１４に送信される。そして、ＲＧＢコントローラ１０内の色バランスコントローラ１４は、階調変換回路１３による階調変換後の信号と、ローパスフィルタ２４による処理後のグレー画像に基づいて、色バランスの補正を行い、補正後のＲＧＢ画像がＲＧＢパネル１に表示される。

【0036】

次に、本発明の「２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせる工程で生じる位置ずれを、ＬＶパネル側の信号処理によって、表示段階において補正する」という技術的特徴を実現するための構成を備えた画像表示装置について、図面を用いて詳細に説明する。

【0037】

図２は、本発明の実施の形態１における画像表示装置の全体構成を示す図である。図２に示した本実施の形態１における画像処理装置は、先の図１の構成に対して、ＬＶコントローラ２０の後段に設けられたシフト・回転補正部３０をさらに備えている。このシフト・回転補正部３０は、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２を貼り合わせる工程で生じた位置ずれを、ＬＶパネル２側の表示段階において補正するための信号処理機能を有している。

【0038】

シフト・回転補正部３０によるこの信号処理機能を実現するためには、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２が貼り合わせられた後の位置ずれ量を、シフト量および回転量として定量的に算出する必要がある。このために、図２の構成では、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）４０とカメラ５０が使用される。

【0039】

カメラ５０は、パネルの製造工程において、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせた後に、各パネルにアライメント用として設けられているマーカ４の位置を撮影する。そして、カメラ５０により撮像された画像が、ＰＣ４０に取り込まれ、シフト量および回転量の算出処理が行われる。

【0040】

ＰＣ４０は、入力画像に基づいて、マーカ４の位置を算出する演算処理機構を有するマーカ検出部４１と、算出されたマーカ４の位置に基づいてシフト量および回転量を算出する演算処理機構を有するシフト量・回転量算出部４２を備えて構成されている。

【0041】

次に、マーカ検出部４１とシフト量・回転量算出部４２による具体的な演算処理について、図３のフローチャート、および図４、図５の説明図を用いて、詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態１におけるＰＣ４０により実行される演算処理のフローチャートである。

【0042】

まず始めに、ステップＳ３０１において、ＰＣ４０内のマーカ検出部４１は、カメラ５０により撮像された画像を取り込む。この画像には、ＲＧＢパネル１とＬＶパネル２が貼り合わせられた後の、それぞれのパネルでの２点以上のマーカ４が含まれている。

【0043】

なお、以下では、説明を簡略化するために、ＲＧＢパネル１における２点のマーカ４の位置をＰ０、Ｐ１とし、ＬＶパネル２における２点のマーカ４の位置をＰ２、Ｐ３とし、４点を用いて、シフト量および回転量を算出する場合を説明する。なお、４点のマーカは、位置ずれがない状態で貼り合わせられた場合には、Ｐ０とＰ２の位置が一致し、Ｐ１とＰ３の位置が一致する関係にある。

【0044】

次に、ステップＳ３０２において、マーカ検出部４１は、各パネルのそれぞれのマーカ４のＸＹ平面上の位置座標を、以下の値として検出する。
Ｐ０（ｘ０、ｙ０）
Ｐ１（ｘ１、ｙ１）
Ｐ２（ｘ２、ｙ２）
Ｐ３（ｘ３、ｙ３）

【0045】

なお、以下では、説明を簡略化するために、Ｐ０が座標原点である（０、０）であり、残りのＰ１、Ｐ２、Ｐ３が、Ｐ０を座標原点であるとしたときの位置とする。図４は、本発明の実施の形態１におけるマーカ検出部４１で検出した４点のマーカの位置関係を示した図である。Ｐ０を原点としたときの、Ｐ１〜Ｐ３の位置関係が示されており、マーカ検出部４１は、図４に示すような４点の位置座標を検出する。

【0046】

次に、ステップＳ３０３において、シフト量・回転量算出部４２は、Ｐ２をＰ０に一致させ、Ｐ３をＰ１に一致させるためのシフト量および回転量を算出する。図５は、本発明の実施の形態１におけるシフト量・回転量算出部４２により実行されるシフト量および回転量の演算処理を説明するための図である。

【0047】

Ｐ２（ｘ２、ｙ２）をＰ０（０、０）と一致する位置に移動させた後の座標をＰ２’（ｘ２’、ｙ２’）とすると、その際のシフト量は、図５から明らかなように、（−ｘ２、−ｙ２）で計算される。

【0048】

また、Ｐ３（ｘ３、ｙ３）を（−ｘ２、−ｙ２）と同量だけシフトした後の座標をＰ３’（ｘ３’、ｙ３’）とすると、Ｐ３’の座標は、
ｘ３’＝ｘ３−ｘ２
ｙ３’＝ｙ３−ｙ２
で計算される。

【0049】

すなわち、シフト量・回転量算出部４２は、Ｐ２の座標値に基づいて、シフト量を
シフト量：（−ｘ２、−ｙ２）
として算出することができる。

【0050】

次に、線分Ｐ０−Ｐ１と、線分Ｐ２’−Ｐ３’の間の角度θは、内積の式から、下式（１）の関係を有する。

【0051】

【数1】

【0052】

従って、回転量θは、下式（２）として算出される。

【0053】

【数2】

【0054】

すなわち、シフト量・回転量算出部４２は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の座標値に基づいて、回転量を上式（２）として算出することができる。

【0055】

そして、ステップＳ３０４において、シフト量・回転量算出部４２は、算出したシフト量および回転量を出力し、シフト・回転補正部３０は、シフト量・回転量算出部４２で算出されたシフト量および回転量をパラメータとして使用し、ＬＶパネル側の信号処理を行うことで、２枚のＬＣＤパネルを貼り合わせる工程で生じた位置ずれを補償することとなる。

【0056】

次に、シフト・回転補正部３０の詳細な構成について、図面を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるシフト・回転補正部３０の内部構成を示した図である。図６に示したシフト・回転補正部３０は、パラメータメモリ３１、アドレスコントローラ３２、入力メモリ３３、および回転座標変換部３４を備えて構成されている。

【0057】

パラメータメモリ３１は、ＰＣ４０で算出されたシフト量と、回転量を記憶するメモリである。ここで、以下の説明では、パラメータメモリ３１にセットされるシフト量を（−ａ、−ｂ）とし、回転量をθとする。

【0058】

一方、入力メモリ３３は、ＬＶコントローラ２０から出力される画像データを記憶するメモリである。そして、アドレスコントローラ３２は、パラメータメモリ３１に記憶されたシフト量（−ａ、−ｂ）に従って、入力メモリ３３内に記憶された画像データをシフトさせる。このシフト量の補正は、先の図５で説明したように、Ｐ２、Ｐ３を、それぞれＰ２’、Ｐ３’に一致させるようにシフト補正することに相当する。

【0059】

さらに、回転座標変換部３４は、パラメータメモリ３１に記憶された回転量θに従って、シフト量が補正された後の画像データに対して回転量の補正を行う。この回転量の補正は、先の図５で説明したように、Ｐ３’を、Ｐ１に一致させるように回転補正することに相当する。

【0060】

そして、回転座標変換部３４は、回転補正を施した後の画像データをＬＶパネル２に供給することとなる。この結果、ＬＶパネル２側に表示させる画像データの信号処理によって、ＲＧＢパネル１に表示される画像データと、ＬＶパネル２側に表示させる画像データとの位置ずれを解消することができ、高品質な合成画像を表示させることが可能となる。

【0061】

なお、図６に示した構成では、シフト量の補正（平行移動）と回転量の補正（回転移動）を個別に行っていたが、補正前の画像の座標値を（ｘ、ｙ）とし、シフト量θおよび回転量（−ａ、−ｂ）を補正した後の画像の座標値を（ｘ’、ｙ’）とすると、下式の回転座標変換を行うことで、シフト量と回転量を同時に補正することもできる。

【0062】

【数3】

【0063】

次に、サンプル画像を用いたシミュレーション結果について説明する。図７は、本発明の実施の形態１における第１のシミュレーション結果による５つの画像を示した図である。具体的には、この第１のシミュレーションでは、ＲＧＢパネル１に対して、ＬＶパネル２が水平、垂直の各方向に１０画素シフトした状態で貼り合わされた場合の、合成画像の改善効果を検証したものである。

【0064】

５つの画像のそれぞれは、以下の内容の画像に相当する。
画像（７−１）：本実施の形態１の係る表示装置へ入力される原画
画像（７−２）：ＲＧＢコントローラ１０から出力されるＲＢＧ用の画像
画像（７−３）：ＬＶコントローラ２０から出力されるＬＶ用の画像
画像（７−４）：シフト・回転補正部３０により補正することなしに、画像（７−２）と画像（７−３）とから得られる合成画像と、原画とを対比したもの
画像（７−５）：シフト・回転補正部３０により補正した上で、画像（７−２）と画像（７−３）とから得られる合成画像と、原画とを対比したもの

【0065】

この第１のシミュレーションの結果から、シフト量として１０画素分のずれを考慮して、ＬＶパネル２側に表示させる画像データをシフト補正することで、合成画像が改善されることがわかる。

【0066】

次に、図８は、本発明の実施の形態１における第２のシミュレーション結果による５つの画像を示した図である。具体的には、この第２のシミュレーションでは、ＲＧＢパネル１に対して、ＬＶパネル２が回転方向に１０°回った状態で貼り合わされた場合の、合成画像の改善効果を検証したものである。

【0067】

５つの画像のそれぞれは、以下の内容の画像に相当する。
画像（８−１）：本実施の形態１の係る表示装置へ入力される原画
画像（８−２）：ＲＧＢコントローラ１０から出力されるＲＢＧ用の画像
画像（８−３）：ＬＶコントローラ２０から出力されるＬＶ用の画像
画像（８−４）：シフト・回転補正部３０により補正することなしに、画像（８−２）と画像（８−３）とから得られる合成画像と、原画とを対比したもの
画像（８−５）：シフト・回転補正部３０により補正した上で、画像（８−２）と画像（８−３）とから得られる合成画像と、原画とを対比したもの

【0068】

この第２のシミュレーションの結果から、回転量として１０°分のずれを考慮して、ＬＶパネル２側に表示させる画像データを回転補正することで、合成画像が改善されることがわかる。

【0069】

次に、図９は、本発明の実施の形態１における第３のシミュレーション結果による２つの画像を示した図である。具体的には、この第３のシミュレーションでは、ＲＧＢパネル１に対して、ＬＶパネル２が、水平、垂直の各方向に１０画素シフトし、かつ、回転方向に１０°回った状態で貼り合わされた場合の、合成画像の改善効果を検証したものである。

【0070】

２つの画像のそれぞれは、以下の内容の画像に相当する。
画像（８−４）：シフト・回転補正部３０により補正することなしに、ＲＧＢ画像とＬＶ画像から得られる合成画像
画像（８−５）：シフト・回転補正部３０により補正した上で、ＲＧＢ画像とＬＶ画像から得られる合成画像

【0071】

この第３のシミュレーションの結果から、シフト量として１０画素分のずれを考慮し、かつ、回転量として１０°分のずれを考慮して、ＬＶパネル２側に表示させる画像データをシフト・回転補正することで、合成画像が改善されることがわかる。

【0072】

なお、ＬＶ画像に対してシフト補正および回転補正を施した場合には、シフト量、回転量の大きさに応じて、ＲＧＢパネル１の画面端部の画像が、ＬＶパネル２の補正後の画像と重ならない領域が出てしまうおそれがある。そこで、製造工程で発生しうる最大のシフト量および回転量を考慮して、ＬＶパネルを縦横に複数画素分大きくして製造することが考えられる。

【0073】

このように、ＬＶパネル２の表示エリアを、ＲＧＢパネル１の表示エリアよりも、縦横に数画素大きく確保することで、ＬＶパネル２側に表示させる画像データをシフト・回転補正した後にも、ＲＧＢ画像の全エリアで合成画像を得ることができる。

【0074】

また、上述した実施の形態１では、各パネル当たり２点のマーカ位置によって、シフト量と回転量を求める場合について説明した。しかしながら、本発明は、各パネル当たり３点以上のマーカ位置からシフト量と回転量を求めることも可能であり、この場合には、補正精度をより向上させることができる。

【0075】

以上のように、実施の形態１によれば、２枚のＬＣＤパネルを製造した後に、貼り合わせの位置ずれ量を求め、位置ずれ量をキャンセルするようにシフト・回転補正を施したＬＶ画像をＬＶパネル側に表示させる構成を備えている。この結果、コントラスト比の改善を図るために２枚のＬＣＤパネルを用いる際に、貼り合わせの位置ずれに起因する合成画像の劣化を抑制し、歩留まり低下の補償とコスト削減を図ることができる。

【0076】

さらに、ＬＶパネルの画素数が、ＲＧＢパネルの画素数よりも、縦横で数画素分大きくなるようにＬＶパネルを製造することで、ＲＧＢパネルの全表示エリアに渡って、貼り合わせの位置ずれに起因する合成画像の劣化を抑制することが可能となる。

【0077】

また、実施の形態１では説明しなかったが、１画素以下の平行移動を実装する場合には、フィルタによる補間演算を用いることが考えられる。

【符号の説明】

【0078】

１ ＲＧＢパネル、２ ＬＶパネル、３ 光拡散層、４ マーカ、１０ ＲＧＢコントローラ、１１ ビット拡張回路、１２ 遅延回路、１３ 階調変換回路、１４ 色バランスコントローラ、２０ ＬＶコントローラ、２１ グレーコンバータ、２２ 階調変換回路、２３ エッジホールド回路、２４ ローパスフィルタ、３０ シフト・回転補正部、３１ パラメータメモリ、３２ アドレスコントローラ、３３ 入力メモリ、３４ 回転座標変換部、４１ マーカ検出部、４２ シフト量・回転量算出部、５０ カメラ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】