JPH09307785A - Ｃｒｔ表示装置のフォーカス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＲＴのフォーカスを高速に、かつ精密に最適
値に調整しうる調整方法を提供すること。 【解決手段】高圧フライバックトランス筐体に内蔵され
た垂直，水平２つの超音波モータ駆動ポテンショメータ
と、モータ駆動回路＆インタフェース回路と、ＩＴＶカ
メラ及び工場調整用コントローラとから成るフィードバ
ック制御を有するＣＲＴ表示装置のフォーカス調整方法
において、所定値の線幅よりも大きな範囲を粗調整領
域，小さい範囲を微調整領域と定め、粗調整に対して
は、前記所定値に到達するまでは複数の駆動パルス列で
制御し、前記所定値に到達した以降は前記駆動パルスの
幅よりも狭い複数個の駆動パルス幅に対する各線幅の値
を用いて次の駆動制御の予測制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＲＴ表示装置の
フォーカス調整方法に係り、特に高電圧のフォーカス電
圧を高速に、かつ精密に最適値に調整しうるＣＲＴ表示
装置のフォーカス調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴ表示装置（含ＴＶ受像機）などに
代表される高精細の電子ビーム利用装置では、高電圧の
フォーカス電圧を調整してクリアなビームスポットを実
現するフォーカス調整が不可欠である。具体例を示す
と、バイポテンシャル管を用いたコンピュータ用のカラ
ーＣＲＴ表示装置では、フォーカス調整電圧は高電圧を
必要とし、かつアノード電圧の変動に対し高度な追随性
を要するため通常２つのフォーカス電極にアノード電圧
から分圧した６〜８ｋＶの高電圧を可変分圧回路（ポテ
ンショメータ）によってビームスポット径が最小になる
ように各々調整して与えると共に、その一方の電極には
コンデンサを介してパラボラ状電圧を印加することによ
り実現する。これの具体例としては、特開昭63−203063
号公報に開示されている。

【０００３】このフォーカス調整は、非常に細かなビー
ムスポットの調整を要し、人手にては疲労を要するため
自動調整が望ましいが、前記フォーカス調整は、高電圧
で精密な調整を必要とするため自動化が困難であり実現
できなかった。

【０００４】従来技術による高電圧の精密調整方式とし
ては、精密な位置合せサーボ機構を有する電動ドライバ
ロボットを用いて前記フォーカス用ポテンショメータ回
転部に電動ドライバを嵌合して自動調整する方法が考え
られているが、機械的な精密位置合せは長期に亘る信頼
性確保が難しく、加えて近年のＣＲＴ表示装置における
チルト，スウィーベル機構の採用は、この機械的な精密
位置合せ問題を一層困難なものにしており、実用に耐え
る信頼性の高い自動調整方式はなかった。

【０００５】そのため、従来の人手，電動ドライバロボ
ットのいずれの方法においても、画質向上の要求に対し
ては調整精度，調整時間とも十分ではない。加えて、現
行の高電圧ポテンショメータによる方式では、ユーザ側
で好みのフォーカスに調整したいという要求にも応える
ことができなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＣＲ
Ｔのフォーカス電圧を高速に、かつ精密に最適値に調整
できるようにした自動調整方法を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、工場出荷調整
時のフォーカスに基づいてユーザ側で好みのフォーカス
にマニュアル調整できる調整方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ＣＲＴの
複数からなる高電圧フォーカスポテンショメータの電圧
調整に超音波モータ駆動を用いた表示装置において、Ｃ
ＲＴ画面に、例えばクロスハッチパターンの映像を写し
出し、該クロスハッチパターンの情報をＩＴＶカメラで
読み取り、該読み取り情報（クロスハッチパターンなの
でビームスポット径の代りに、ここでは線幅情報を用い
る）に比例したＮＴＳＣビデオ信号を発生し、該ビデオ
信号をＩ／Ｏインタフェース付きパーソナルコンピュー
タを用いた工場調整用コントローラで数値（画素数）に
変換して線幅を評価すると共に、モータ駆動回路＆イン
タフェース回路を介して上記ポテンショメータを超音波
モータで駆動してフォーカス電圧を繰り返し制御する、
所謂フィードバック制御により達成される。

【０００９】また、上記他の目的は、ユーザ側でマニュ
アルによるフォーカス調整をする場合にはモータ駆動回
路＆インタフェース回路のフロントパネル面のフォーカ
ス調整ボタンを順次押して行うことにより達成される。

【００１０】ＣＲＴ表示装置のフォーカス調整方法にお
いて、所定値の線幅（ビームスポット径）よりも大きな
範囲を粗調整領域，小さい範囲を微調整領域と定め、粗
調整に対しては、前記所定値に到達するまでは複数の駆
動パルス列で制御し、前記所定値に到達した以降は前記
駆動パルスの幅よりも狭い複数個の駆動パルス幅に対す
る各線幅の値を用いて次の駆動制御の予測制御を行うこ
とによりＣＲＴのフォーカス（ビームスポット径）を最
適に調整できる。

【００１１】また、ＣＲＴのユーザによるフォーカス調
整を工場出荷調整時のデータを基にそれを中心にしてそ
れの前後をマニュアル調整することによりユーザ側の好
みでＣＲＴのフォーカスを最適に調整できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を用い、本発明をＣＲＴ表示
装置のフォーカス調整方法に適用した例を説明する。図
１において、高電圧発生回路３００は、フライバックト
ランス３１０及び自動調整装置３２０、その他で構成さ
れており、端子を除き高電圧部が露出しないよう一体に
樹脂モールドしてある。フライバックトランス３１０の
一次巻線３３１の両端子３５１と３５２の間には、パル
ス電圧８００が印加される。

【００１３】一方、フライバックトランス３１０の二次
巻線３３２〜３３４の出力は整流ダイオード３３５〜３
３７により整流させ、コンデンサ３３８で整流されて、
高電圧出力端子３５３を介してCRT400のアノード電圧と
して供給される。アノード電圧の一例は２５kVないし３
０kV程度の範囲である。フライバックトランス３１０の
二次側巻線３３４の他端３５７は接地されている。

【００１４】アノード出力端子３５３に発生した高電圧
は、高抵抗３４１，高抵抗値のポテンショメータ３２
１，３２２とその超音波モータ３１１，３１２から成る
自動調整装置３２０で分圧され、その分圧出力は、端子
３５４，３５５からCRT400の２つのフォーカス電極へ与
えられている。フォーカス電極に必要な分圧電圧は、通
常、６〜８kVの範囲である。また、端子３５５にはパラ
ボラ波電圧９００がコンデンサ９１０を介して入力され
ている。フォーカス電圧を調整するポテンショメータ３
２１，３２２の抵抗値は数〜１０ＭΩである。ポテンシ
ョメータ３２１（３２２）とその超音波モータ３１１
（３１２）は機械的に一体化してあり、その超音波モー
タには、フライバックトランスと一体化モールドするに
適した、小形で比較的磁気的な影響が少ない、偏平型の
超音波モータが用いられている。この偏平型超音波モー
タとしては、特開平7−322658 号公報で開示のものが適
用できる。

【００１５】CRT400の管面側には、工学的な拡大レンズ
系と受光センサを備える工業用の撮像装置（ＩＴＶカメ
ラ）５００が配置されており、その出力５１０は、Ｉ／
Ｏインタフェース付きのパーソナルコンピュータから成
る工場調整用コントローラ６００へ接続されている。工
場調整用コントローラ６００の出力６１０はマイクロコ
ンピュータ内蔵のモータ駆動回路＆インタフェース回路
７００に接続されている。モータ駆動回路＆インタフェ
ース回路７００はＣＲＴ表示装置内に設置し、その駆動
出力７１０，７２０は、それぞれフォーカス電圧調整用
の超音波モータ３１１の入力線３１５、及び超音波モー
タ３１２の入力線３１６へ接続されている。また、モー
タ駆動回路＆インタフェース回路７００のフロントパネ
ル750にはユーザ側の好みでフォーカスをマニュアル調
整するために必要な押ボタンを設けてある。

【００１６】以上のように構成された図１においてフォ
ーカス調整は、次のようにして行われる。まず、CRT400
の管面上の焦点を調整すべき位置にクロスハッチパター
ンを写し出す。撮像装置５００はこのパターンを読み取
り、パターンの輝線幅Ｗ_v ，Ｗ_h （図１内の波形５５
０）に比例したＮＴＳＣビデオ信号を発生する。次い
で、工場調整用コントローラ６００は線幅信号を数値
（画素数）に変換して線幅を評価すると共に、モータ駆
動回路＆インタフェース回路７００を介して駆動パルス
電圧を自動調整装置３２０の超音波モータ３１１，３１
２に与え、それによってフォーカス用ポテンショメータ
３２１，３２２の分圧電圧を繰り返し制御する。そし
て、所定の制御ステップが終了した時点では、各フォー
カス電圧は輝線幅Ｗ_v，Ｗ_hが最小線幅になるように調整
され、その状態をベストフォーカスと見做す。なお、こ
こでは線幅を最小にする方法で説明したが、ビームスポ
ット径を最小にすることに等しい。

【００１７】次に、図２に本発明の具体的なフォーカス
測定法を示す。この測定法は、比較的簡便で高速評価に
適する。その方法はまず、ＣＲＴディスプレイ上に黒地
に白輝線のクロスハッチパターンを描画する。次に、そ
れをＩＴＶカメラでは所定の３×３の区画の受光領域に
合わせて取り込み、パターンと区画との交点、即ち垂直
（Ｖ），水平（Ｈ）とも各４つの交点の線幅Ｗ_v1〜4，
Ｗ_h1〜4が測定，数値化（画素数に変換）され、その平
均値＜Ｗ_v＞，＜Ｗ_h＞が評価，制御に用いられる。一例
として、輝線の検出レベルは最大輝度の約１０％であ
る。また、ＩＴＶカメラの倍率は最小線幅でも５画素以
上になる倍率に選んでいる。

【００１８】図３にフォーカス調整アルゴリズムを示
す。このアルゴリズムは粗調整と微調整の２つで構成し
ている。各段階の制御には順次パルス幅を狭くした多種
類のパルス（例えば、Ｐ_w0＞Ｐ_w1＞Ｐ_w2＞…＞Ｐ_w6）を
用いている。微調整時には垂直，水平フォーカス相互の
干渉が無視できないため駆動モータＭ₁，Ｍ₂は交互に制
御される。以下、調整手順を示す。

【００１９】ａ）粗調整制御： １）モータＭ₁とＭ₂の共振周波数トラッキングを行う
（この手順，方法は特開平7−322655 号公報で開示）。

【００２０】２）初期化動作として最も広いパルスＰ_w0
を用いてＣＣＷ（反時計回り）の方向に対してＭ₁，Ｍ₂
を駆動する。

【００２１】３）パルスＰ_w1でＣＷの方向にＭ₁とＭ₂を
制御し、線幅＜Ｗ_v＞，＜Ｗ_h＞を求める。

【００２２】４）線幅が所定値に入るまで、ステップ
３）を繰返す。

【００２３】ｂ）微調整制御： ５）パルスＰ_w2を用いてＣＣＷの方向にＭ₁ を制御し、
線幅の値を測定する。

【００２４】６）パルスＰ_w2を用いてＣＷの方向にＭ₁
を制御し、線幅の値を測定する。

【００２５】７）パルスＰ_w2を用いてＣＷの方向にＭ₁
を制御し、線幅の値を測定する。

【００２６】８）５）〜７）の線幅の値をプロットし、
この三点プロットしたカーブ（このカーブは２次曲線と
見做す）を用いて最小線幅のポイントを予測する。そし
て、新しく予測したポイントになるようＭ₁ を駆動す
る。

【００２７】９）Ｍ₂ に対してステップ５）〜８）を実
行する。

【００２８】１０）次々にパルス幅の狭いパルスＰ_w3，
Ｐ_w4，Ｐ_w5，Ｐ_w6を用いて、Ｍ₁ とＭ₂ に対してステッ
プ５）〜８）を実行する。こうしてアルゴリズムを終了
する。なお、１）〜１０）のステップを処理フローで表
わすと、図４になる。

【００２９】本発明の微調整制御方式によれば、最小線
幅の検出や判定を必要とせず、実質的に最小線幅に到達
しうる効果がある。

【００３０】以上のようにして、垂直，水平の線幅は最
小にでき、最適なフォーカス調整が短時間で実現でき
る。これは工場での生産，調整時のＩＴＶカメラと工場
調整用コントローラを用いたフィードバック制御により
フォーカスを調整するためのアルゴリズムである。

【００３１】他方、工場出荷後のユーザ側の好みに応じ
た調整は、ＣＲＴ表示装置のフロントパネル面のフォー
カス調整ボタン（図１図示の７５０）を順次押すことに
より調整することができる。ただし、ユーザ調整時には
工場調整時のような調整出力の帰還ループがない開ルー
プ調整になるため、ユーザ調整量は工場調整の値（defa
ult 値）を中心とする一定値以内に制限される。すなわ
ち、この範囲内でユーザの好みにおいてフォーカスのマ
ニュアル調整が可能であり、またマニュアル調整の軌跡
を記録しているので１回の押ボタン動作で工場調整の値
に戻すことも可能である。例えば、ユーザ調整量は工場
調整値の±１０パルスの範囲とする。従来、フォーカス
調整は、危険な高圧部の回路操作に加えて最適調整も難
しいためユーザ調整を全く許してなかったが、本発明の
方式で可能になる。なお、ＣＲＴ表示装置のフロントパ
ネル面のフォーカス調整ボタンの代りにユーザ調整リモ
コン（赤外線リモコン）などを用いても同様に実現可能
である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＲＴのフォーカス電
圧調整のために、粗調整と微調整の２つの調整手段とそ
の各調整手段の段階の制御に順次パルス幅を狭くした多
種類のパルス駆動手段とを用いることにより、高速にき
め細かな調整が可能となり、最適なフォーカス調整を実
現することができる。

【００３３】また、工場出荷時のフォーカス調整に基づ
いてユーザの好みに応じたフォーカスのマニュアル調整
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をＣＲＴ表示装置のフォーカス調整方法
に適用した例を説明する図である。

【図２】本発明における具体的なフォーカス測定法を示
す図である。

【図３】本発明におけるフォーカス調整アルゴリズムを
示す図である。

【図４】本発明におけるフォーカス調整アルゴリズムの
処理フローを示す図である。

【符号の説明】

３００…高電圧発生回路、３１０…フライバックトラン
ス、３１１，３１２…超音波モータ、３２０…自動調整
装置、３２１、３２２…ポテンショメータ、４００…Ｃ
ＲＴ、５００…撮像装置（ＩＴＶカメラ）、６００…工
場調整用コントローラ、７００…モータ駆動回路＆イン
タフェース回路、７５０…フロントパネル、８００…パ
ルス電圧、９００…パラボラ波電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 喜久雄 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォーカス電圧を変化してビームスポット
   径を最適に調整するためのＣＲＴ表示装置のフォーカス
   調整方法において、所定値のビームスポット径よりも大
   きな範囲を粗調整領域，小さい範囲を微調整領域と定
   め、粗調整に対しては、前記所定値に到達するまでは複
   数の駆動パルス列で制御し、前記所定値に到達した以降
   は前記駆動パルスの幅よりも狭い複数個の駆動パルス幅
   に対する各ビームスポット径の値を用いて次の駆動制御
   の予測制御を行うことを特徴とするＣＲＴ表示装置のフ
   ォーカス調整方法。
2. 【請求項２】ＣＲＴ表示装置のユーザによるフォーカス
   調整を工場出荷調整時のデータを基にそれを中心にして
   それの前後をマニュアル調整することを特徴とするＣＲ
   Ｔ表示装置のフォーカス調整方法。