JPH0622348A - カラー陰極線管コンバーゼンス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンバーゼンス量を正確に測定し、しかも製
造コストを安価にする。 【構成】 信号発生器１および陰極線管駆動電源２によ
りカラー陰極線管３の画面に互いに重ならないような位
置的位相差を持たせた赤、緑、青３色のドットまたはラ
インのコンバーゼンス測定用パターンを映し出し、白黒
テレビカメラ４によりコンバーゼンス測定用パターンを
撮像し、白黒画像処理ユニット５により白黒テレビカメ
ラ４の映像信号からコンバーゼンス量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカラー陰極線管の赤、
緑、青３色の電子ビームの画面への集中度を示すコンバ
ーゼンス量を測定するカラー陰極線管コンバーゼンス測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー陰極線管のコンバーゼンス
量を自動測定する装置（特開昭６１−２１１９３５号公
報）においては、３色の電子銃駆動回路の制御により各
色のコンバーゼンス測定用パターンを順次発光させ、白
黒テレビカメラを使用してコンバーゼンス測定用パター
ンを撮像し、白黒画像処理ユニットでコンバーゼンス測
定用パターンの映像信号から各色のコンバーゼンス測定
用パターンの位置を演算し、コンバーゼンス量を求めて
いる。また、３色のコンバーゼンス測定用パターンを同
時に発光させ、光学フィルタで色分離を行ない、白黒テ
レビカメラを使用して色分離したコンバーゼンス測定用
パターンを順次撮像し、白黒画像処理ユニットでコンバ
ーゼンス測定用パターンの映像信号から各色のコンバー
ゼンス測定用パターンの位置を演算し、コンバーゼンス
量を求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらのカラー陰極線
管コンバーゼンス量測定装置においては、コンバーゼン
ス測定用パターンを時系列で撮像しかつ画像処理してい
るから、コンバーゼンス測定用パターンの位置や形状が
時間的に変化した場合、これらが全て測定誤差としてコ
ンバーゼンス量の測定値に影響を与える。すなわち、陰
極線管駆動回路がノイズを受けたとき、偏向ヨークと偏
向増幅器とを接続するコネクタの接触抵抗が不安定であ
るとき、陽極用高圧電源の電圧変動率が大きいときのよ
うな場合には、コンバーゼンス測定用パターンの位置や
形状が変化してカラー陰極線管の画面に映し出され、こ
の変動が測定誤差となる。したがって、コンバーゼンス
量を正確に測定することができない。

【０００４】この対策として、カラー陰極線管の画面に
３色のコンバーゼンス測定用パターンを同時に発光させ
た白色パターンを映し出し、単板式または三板式のカラ
ーテレビカメラで３色のコンバーゼンス測定用パターン
を同時に撮像し、カラー画像処理ユニットで３色同時処
理することが考えられる。しかし、単板式のカラーテレ
ビカメラを使用したときには、単板式のカラーテレビカ
メラは色分解能、解像度、感度等の特性が低いから、コ
ンバーゼンス量を正確に測定することができず、しかも
カラー画像処理ユニットが白黒画像処理ユニットに比較
して高価であるから、製造コストが高価となる。また、
特性の優れた三板式のカラーテレビカメラを使用したと
きには、コンバーゼンス量を正確に測定することができ
るが、三板式のカラーテレビカメラは大形で高価であ
り、しかもカラー画像処理ユニットも高価であるから、
製造コストが高価となる。

【０００５】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、コンバーゼンス量を正確に測定すること
ができ、しかも製造コストが安価であるカラー陰極線管
コンバーゼンス測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明においては、カラー陰極線管の画面に互い
に重ならないような位置的位相差を持たせた赤、緑、青
３色のドットまたはラインのコンバーゼンス測定用パタ
ーンを映し出す信号発生器および陰極線管駆動電源と、
上記コンバーゼンス測定用パターンを撮像する白黒テレ
ビカメラと、上記白黒テレビカメラの映像信号からコン
バーゼンス量を算出する白黒画像処理ユニットとを設け
る。

【０００７】この場合、上記白黒画像処理ユニットとし
て、上記映像信号から上記３色のドットまたは上記３色
のラインの輝度最大値および輝度重心位置を算出し、上
記３色のドットまたは上記３色のラインの上記輝度最大
値の差と上記位置的位相差との関係から上記３色のドッ
トまたは上記３色のラインの発光色を求め、上記３色の
ドットまたは上記３色のラインの上記輝度重心位置と上
記位置的位相差とからコンバーゼンス量を算出するもの
を用いるのが好ましい。

【０００８】

【作用】このカラー陰極線管コンバーゼンス測定装置に
おいては、コンバーゼンス測定用パターンの３色のドッ
トまたは３色のラインを同時に撮像および画像処理する
から、コンバーゼンス測定用パターンの位置や形状が時
間的に変化したとしても、コンバーゼンス量の測定値に
影響を与えることがなく、しかも安価な白黒カラーテレ
ビカメラ、白黒画像処理ユニットを使用したとしても、
コンバーゼンス測定用パターンの３色のドットまたは３
色のラインを区別して撮像および画像処理することがで
きる。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明に係るカラー陰極線管コンバ
ーゼンス測定装置の構成を示すブロック図である。この
カラー陰極線管コンバーゼンス測定装置においては、信
号発生器１から送り出された３色のドットまたは３色の
ラインのコンバーゼンス測定用パターンの信号は、陰極
線管駆動電源２によってカラー陰極線管３の画面に画像
として映し出される。このコンバーゼンス測定用パター
ンをカラー陰極線管３の面の前面に配置した白黒テレビ
カメラ４で撮像し、その映像信号をアナログデジタル変
換器５ａ、画像メモリ５ｂ、中央処理装置５ｃ、インタ
ーフェース５ｄ等で構成される白黒画像処理ユニット５
に入力する。

【００１０】図２は図１に示したカラー陰極線管コンバ
ーゼンス測定装置の信号発生器の構成を示すブロック図
である。図に示すように、信号発生器１の内部には、発
信器１ａで発生したパルス状の映像信号を遅延させる遅
延器１ｂが緑信号線と青信号線とに挿入されている。遅
延器１ｂの後段には切替器１ｃが備えられ、遅延信号と
原信号との選択をしたのち、バッファ増幅器１ｄを経て
映像信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutを出力する。この場合、
ドットまたはラインの映像信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutに
位相差が設けられ、カラー陰極線管３の画面上で赤、
緑、青３色に分離した画像が映し出される。この実施例
では、赤の映像信号Ｒoutを基準として緑の映像信号Ｇo
utに遅延時間Ｔrgを与えており、青の映像信号Ｂoutに
遅延時間Ｔrbを与えている。遅延時間Ｔrgおよび遅延時
間Ｔrbとパルス繰返し周期Ｔcとの関係は水平走査範囲
では次式を基準とする。

【００１１】

【数１】Ｔrb＝２×Ｔrg Ｔc＝Ｔrg＋Ｔrb このようにして、赤、緑、青３色の映像信号Ｒout、Ｇo
ut、Ｂoutは陰極線管駆動電源２によりカラー陰極線管
３の画面にたとえば図３に示すような３色の縦ラインの
コンバーゼンス測定用パターンを映し出す。そして、コ
ンバーゼンス計測に必要な解像度を得るために、白黒テ
レビカメラ４によりコンバーゼンス測定用パターンの測
定箇所たとえば実線で囲まれた領域を拡大して撮像す
る。

【００１２】図４は白黒テレビカメラ４で拡大して撮像
し、白黒画像処理ユニット５の画像メモリ５ｂに記憶し
た測定領域の画像を示す。ここで、赤、緑、青３色の輝
線Ｒ、Ｇ、Ｂの幅をＬw、測定すべき各色間のコンバー
ゼンス量の最大値をＣmとしたとき、遅延時間Ｔrg、Ｔr
bに起因してカラー陰極線管３の画面上で発生する位置
的位相差Ｌrg、Ｌrbを次式を満たすように定める。

【００１３】

【数２】Ｌrg（＝Ｌrb／２）≫Ｌw＋Ｃm 具体的には、Ｌw＝０．５ｍｍ、Ｃm＝１．５ｍｍのとき
に、Ｌrg＝５ｍｍとすれば、白黒テレビカメラ４で撮像
する際の視野は３０〜５０ｍｍ程度が画像処理に適して
いる。

【００１４】図４に示す画像は輝度信号のみで色相信号
が含まれていないため、図５に示す白黒テレビカメラ４
の分光感度特性を利用して、蛍光体発光色の識別をす
る。すなわち、赤、緑、青３色を合成して白色となるよ
うに輝度バランスを取った場合、分光エネルギーは図５
に示すように３色ともほぼ同等の強度を示す。しかし、
人間の目は比視感度特性に示すように、緑に高い感度を
持っていて、緑は明るく、青と赤は暗く感じる。白黒テ
レビカメラ４においても、通常は比視感度に近似した特
性を与えており、この実施例で使用したＣＣＤ固体撮像
素子と赤外線カットフィルタとの組合せの白黒テレビカ
メラ４のカメラ感度は図５に示す特性であった。

【００１５】このような比視感度に近似したカメラ感度
特性の白黒テレビカメラ４でコンバーゼンス測定用パタ
ーンを撮像して、画像メモリ５ｂに記憶した画像（図
４）に対して画像処理用ウィンドＷを設定し、画像メモ
リ５ｂの各画素のデータを図４のｙ軸方向に加算する
と、図６に示す輝度レベルのヒストグラムが得られる。
なお、画像処理用ウィンドＷの大きさは処理時間と測定
精度の競合要因に対する折り合いで決定する。

【００１６】このヒストグラムに対してしきい値Ｔhを
設定し、輝度レベルの二値化処理を行なうと、しきい値
Ｔhを最大値から下げた場合、図５に示す白黒テレビカ
メラ４のカメラ感度と赤、緑、青３色の分光エネルギー
との関係から、最初に輝線の存在が確認されるのは輝度
レベルの高い緑である。つぎに、しきい値Ｔhをバック
グラウンドノイズ近傍まで下げると、３色全ての輝線が
確認される。この時、（数１）、（数２）から明らかな
ように、既知の緑輝線から負側アドレスには緑赤青緑赤
青の繰返しで輝線が並び、既知の緑輝線から正側アドレ
スには緑青赤緑青赤の繰返しで輝線が並ぶ。これ等の輝
線配列の中より、画像メモリ５ｂのアドレス中央に位置
する赤緑青の一組を中心位置算出の対象として選択す
る。

【００１７】以上の手順により選択した輝線がカラー陰
極線管３の画面上で示す中心位置Ｘは次式により求め
る。

【００１８】

【数３】

【００１９】ここで、ｉは画像メモリ５ｂの画像処理用
ウィンドＷ内のデータをｙ軸方向に加算して得られたヒ
ストグラムのｘ軸方向のアドレスを示し、Ｂ(ｉ)はアド
レスｉにおける輝度レベルを示す。ｍは演算対象輝線の
左端アドレスを示し、ｎは右端アドレスを示す。Ｋxは
画素数をカラー陰極線管３の画面上での長さに換算する
係数である。

【００２０】このように輝度レベルＢ(ｘ)の最大値を輝
線の中心とせず、輝度レベルＢ(ｘ)の重心をもって中心
とする理由は、図６は便宜的に包絡線で示してあるが、
実際の輝度レベルのヒストグラムは、カラー陰極線管３
の画面の蛍光体ドット配列に起因した離散データの集合
と考えられ、輝度レベルＢ(ｘ)の最大値をもって輝線の
中心とした場合には測定誤差が増大するためである。

【００２１】赤輝線の中心位置をＸr、緑輝線の中心位
置をＸg、青輝線の中心位置をＸbとした場合、中心位置
Ｘr、Ｘg、Ｘbは図２に示す遅延時間Ｔrg、Ｔrbの影
響、すなわちカラー陰極線管３の画面上における位置的
位相差Ｌrg、Ｌrbを含んだ値であり、カラー陰極線管３
の本来のコンバーゼンス量を示すものではない。赤、
緑、青３色の輝線の本来の中心位置をＸＲ、ＸＧ、ＸＢ
とすれば、中心位置ＸＲ、ＸＧ、ＸＢは次式により求め
られる。

【００２２】

【数４】ＸＲ＝Ｘr ＸＧ＝Ｘg−Ｌrg ＸＢ＝Ｘb−Ｌrb つぎに、コンバーゼンス量たとえばＸＧ−ＸＲ、ＸＢ−
ＸＧを求める。

【００２３】なお、位置的位相差Ｌrg、Ｌrbの値は一定
ではなく、カラー陰極線管３のサイズ、偏向回路の特
性、電極電圧などすなわち管種によって異なるものであ
る。したがって、コンバーゼンス量の測定に先立ち、切
替器１ｃを開閉して信号発生器１の設定を緑（または
青）単色の出力条件とし、遅延器１ｂの影響がある場合
とない場合との輝線の中心位置の移動量を直接白黒画像
処理ユニット５で計測して、位置的位相差Ｌrg（または
Ｌrb）とし、これを記憶する方法が簡便でかつ正確であ
る。

【００２４】以上説明した手順は、縦ラインパターンに
よる横方向のコンバーゼンス量を測定する手法である
が、縦方向のコンバーゼンス量については、横ラインパ
ターンで縦方向に３色の位相差を与えることにより達成
できる。しかし、ラインパターンを用いた測定で縦横の
二次元データを得るためには、縦横計二回の測定が必要
となる。

【００２５】図７はこの発明に係る他のカラー陰極線管
コンバーゼンス測定装置の画像メモリに記憶されたドッ
トパターンの画像を示す図である。このカラー陰極線管
コンバーゼンス測定装置においては、信号発生器１から
３色のラインのコンバーゼンス測定用パターンの代わり
に３色のドットのコンバーゼンス測定用パターンを出力
する。このコンバーゼンス測定用パターンには前述のｘ
軸方向の位置的位相差Ｌrg、Ｌrbに加え、ｙ軸方向の位
置的位相差Ｍrg、Ｍrbを持たせてある。３色のラインの
コンバーゼンス測定用パターンの処理と同様にしきい値
Ｔhを設定し、輝度レベルの二値化処理を行なう。しき
い値Ｔhを最大値から下げた場合、最初に輝点の存在が
確認されるのは、図５に示す関係から輝度レベルの高い
緑である。つぎに、しきい値Ｔhをバックグラウンドノ
イズ近傍まで下げると、３色全ての輝点が確認される。
そして、緑輝点に対し、ｘ軸、ｙ軸ともに負側のアドレ
スにある輝点は赤で、ｘ軸、ｙ軸ともに正側のアドレス
にある輝点が青である。赤緑青の輝点配列の中より、画
像メモリ５ｂのアドレス中央に位置する赤緑青の一組を
中心位置算出の対象として選択し、以下これら輝点のｘ
軸方向の中心位置ＸＲ、ＸＧ、ＸＢは（数４）により、
ｙ軸方向の中心位置ＹＲ、ＹＧ、ＹＢは次式により算出
する。

【００２６】

【数５】ＹＲ＝Ｙr ＹＧ＝Ｙg−Ｍrg ＹＢ＝Ｙb−Ｍrb このようなカラー陰極線管コンバーゼンス測定装置にお
いては、一回測定で二次元のコンバーゼンス量を得るこ
とができる。

【００２７】なお、上述実施例においては、遅延器１ｂ
を有する信号発生器１を用いたが、パーソナルコンピュ
ータを信号発生器として組み込み、その描画機能を活用
してコンピュータのビデオＲＡＭに測定パターンをプロ
グラムして映像信号を出力する方式が簡便である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るカ
ラー陰極線管コンバーゼンス測定装置においては、コン
バーゼンス測定用パターンの位置や形状が時間的に変化
したとしても、コンバーゼンス量の測定値に影響を与え
ることがないから、コンバーゼンス量を正確に測定する
ことができ、しかも安価な白黒カラーテレビカメラ、白
黒画像処理ユニットを使用したとしても、コンバーゼン
ス測定用パターンの３色のドットまたは３色のラインを
区別して撮像および画像処理することができるから、製
造コストが安価となる。このように、この発明の効果は
顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るカラー陰極線管コンバーゼンス
測定装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したカラー陰極線管コンバーゼンス測
定装置の信号発生器の構成を示すブロック図である。

【図３】図１に示したカラー陰極線管の画面にコンバー
ゼンス測定用パターンを映し出した状態を示す模式図で
ある。

【図４】図１に示した白黒画像処理ユニットの画像メモ
リに記憶されたラインパターンの画像を示す図である。

【図５】図１に示したカラー陰極線管の発光特性、図１
に示した白黒テレビカメラの感度特性を示す分光特性曲
線図である。

【図６】図１に示した白黒画像処理ユニットの動作説明
図である。

【図７】この発明に係る他のカラー陰極線管コンバーゼ
ンス測定装置の画像メモリに記憶されたドットパターン
の画像を示す図である。

【符号の説明】 １…信号発生器 ２…陰極線管駆動電源 ３…カラー陰極線管 ４…白黒テレビカメラ ５…白黒画像処理ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー陰極線管の画面に互いに重ならない
   ような位置的位相差を持たせた赤、緑、青３色のドット
   またはラインのコンバーゼンス測定用パターンを映し出
   す信号発生器および陰極線管駆動電源と、上記コンバー
   ゼンス測定用パターンを撮像する白黒テレビカメラと、
   上記白黒テレビカメラの映像信号からコンバーゼンス量
   を算出する白黒画像処理ユニットとを具備することを特
   徴とする陰極線管コンバーゼンス測定装置。