JP2000115817A

JP2000115817A - プロファイル測定装置

Info

Publication number: JP2000115817A
Application number: JP10277511A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shimizu; 晋二清水; Yasushi Goto; 泰史後藤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】プロファイル測定の測定精度を高める。【解決手段】被測定用ＣＲＴの表示面に測定パターン
間でパターン内の発光螢光体の発光位置が異なる複数の
測定パターンを表示させ、この撮像画像から測定パター
ン毎に、各測定パターン内の発光螢光体の発光位置と輝
度レベルが算出される（ステップ＃２〜＃８）。この
際、発光螢光体の発光位置は測定パターン毎に座標系の
基準位置を算出し、この基準位置を原点として算出され
る（ステップ＃６）。そして、全測定パターンで得られ
た発光螢光体の輝度レベルを発光位置に基づき並べ換え
て測定パターンのプロファイルが算出される（ステップ
＃１０，＃１２）。測定パターン毎に算出した座標系の
基準位置に基づき発光位置を特定することにより測定パ
ターンのパターン間隔がずれている場合にもそのずれが
発光螢光体の発光位置に影響しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャドウマスク型
カラーＣＲＴ（Cathode Ray Tube）の表示面にドットパ
ターンやクロスハッチパターン等の所定の測定パターン
を表示させ、その測定パターンを撮像装置で撮像して得
られる画像データを用いて当該カラーＣＲＴの表示性能
を評価する評価装置に係り、特にクロスハッチパターン
のライン幅方向の輝度分布（ラインプロファイル）やド
ットパターンのドット内の輝度分布（ビームプロファイ
ル）を測定するプロファイル測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーＣＲＴの製造工程では、一
般にカラーＣＲＴの表示面にクロスハッチパターン等の
所定の測定パターンを白色表示させ、例えばクロスハッ
チパターンの縦ライン又は横ラインのライン幅を目視で
確認しつつそのカラーＣＲＴのフォーカス調整が行われ
ている。

【０００３】一方、目視評価での評価のバラツキを低減
し、カラーＣＲＴのフォーカス性能を客観的かつ定量的
に評価する方法も提案され、その評価装置も商品化され
ている。例えばカラーＣＲＴの表示面にクロスハッチパ
ターンを表示させ、このクロスハッチパターンの縦ライ
ン又は横ラインのライン幅方向の輝度分布（ラインプロ
ファイル）を測定する装置が知られている。このライン
プロファイル測定装置では、カラーＣＲＴの表示面に表
示されたクロスハッチパターン等の所定の測定パターン
をＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮像し、この撮像画像を
用いて縦ライン又は横ラインのライン幅方向の断面輝度
分布が算出されるようになっている。

【０００４】また、カラーＣＲＴの表示面に各ドットが
電子ビームのビーム断面に相当するドットパターンを表
示させ、このドットパターンのドットの輝度分布（電子
ビームのビームプロファイル）を測定する装置が知ら
れ、例えば特開平８−２０３４３６号公報には、特定の
複数個の螢光体に対する電子ビームの照射位置を上下、
左右に微小変位させて各照射位置で複数個の発光螢光体
を撮像し、各照射位置における電子ビーム内の複数個の
螢光体の相対的な発光位置と発光輝度とを用いて電子ビ
ームの形状（ビームプロファイル）を測定する電子ビー
ム形状測定装置が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平８−２０３
４３６号公報に示されるビームプロファイル測定では、
１本の電子ビームの照射位置を特定の螢光体に対して上
下、左右に相対的に微小変位させ、各照射位置毎に発光
螢光体の撮像動作を繰り返してビームプロファイル測定
に必要なデータを取り込むようにしているので、撮像処
理に長時間を要し、高速測定の点で問題がある。また、
撮像動作を複数回、繰り返すため、測定期間中は高い安
定性が要求され、例えば測定中に振動等で撮像画像にブ
レが生じると、測定誤差となるおそれがある。

【０００６】そこで、出願人は、かかる問題を解決する
ため、カラーＣＲＴの表示面に、測定パターンに対する
螢光体の相対的な位置関係が測定パターン間で異なるよ
うに複数の測定パターンを同時に表示させ、これらの測
定パターンの画像を１回だけ撮像して取り込むことによ
り測定パターン毎の発光螢光体の相対的な発光位置及び
発光輝度の演算時間を短縮する方法を提案している（特
願平１０−４９３９４号）。

【０００７】しかし、上記特願平１０−４９３９４号に
記載の方法は、カラーＣＲＴの表示面に塗布された螢光
体のピッチや撮像エリアにおける各測定パターンの表示
間隔に誤差がなく、一定であるとの前提に基づくもので
あるので、螢光体ピッチや測定パターンの表示間隔に誤
差が生じている場合は、その誤差がプロファイルの測定
結果に影響し、測定精度の低下を招くという問題があ
る。

【０００８】従って、螢光体ピッチが画面中央と画面端
部とで異なるようなカラーＣＲＴや表示面（螢光体塗布
面）における電子ビームの走査速度が不均一で、表示画
像のリニアリティずれが大きいカラーＣＲＴでは、プロ
ファイル測定装置に問題がなくても信頼性の高い測定結
果が得られない場合が生じる。

【０００９】また、プロファイル測定装置の撮像光学系
に歪曲収差（特に複数の測定パターンを配列表示する方
向の歪曲収差）がある場合も、カラーＣＲＴの螢光体ピ
ッチや複数の測定パターンの表示間隔に誤差が殆ど生じ
なくても、撮像された複数の測定パターンのパターン間
隔に誤差が生じるため、プロファイル測定装置の測定精
度に一定の限界が生じることになる。

【００１０】ここで、複数の測定パターンの撮像画像の
パターン間隔が均一でないことがプロファイル測定に与
える影響について、具体的に説明する。

【００１１】まず、螢光体塗布面における電子ビームの
走査速度が不均一であるため、カラーＣＲＴに表示され
た複数の測定パターンのパターン間隔に誤差が生じる場
合について説明する。なお、ここでは、複数の縦ライン
からなるラインパターンをカラーＣＲＴに表示させる場
合について説明する。また、被測定用のカラーＣＲＴの
横方向の螢光体ピッチβは０．３００ｍｍで均一とし、
撮像光学系の歪曲収差は無視し得るものとする。

【００１２】ライン間隔が螢光体ピッチβの整数倍の間
隔ｋ・β（ｋ；整数）となる複数の縦ラインからなるラ
インパターンを表示させた場合は、各縦ライン内に螢光
体発光により生じる縞模様は同一となるが、ラインパタ
ーンの縦ライン間隔を非整数倍の間隔（ｋ・β−ε）
（ε＜β）にすると、各縦ライン内に螢光体発光により
生じる縞模様は順次、εずつずれることになる。すなわ
ち、第１縦ラインに生じる縞模様の位置を基準とする
と、これに隣接する第２縦ラインに生じる縞模様は、基
準の縞模模様に対してεだけ右（又は左に）ずれた模様
となり、第２縦ラインに隣接する第３縦ラインに生じる
縞模様は、基準の縞模模様に対して２εだけ右（又は左
に）ずれた模様となり、以下、同様にして第ｎ縦ライン
に生じる縞模様は、基準の縞模模様に対してｎ・εだけ
右（又は左に）ずれた模様となる。

【００１３】従って、縞模様の異なるｎ本の縦ラインの
画像データを用いて、縦ライン毎に各縦ライン内の発光
螢光体の相対的な発光位置（各縞の位置）と輝度レベル
とを算出し、その発光位置に基づき輝度レベルを並べ換
えることにより縦ラインのラインプロファイルを算出す
ることができる。この場合、隣接する縦ライン間の縞模
様のずれ量はεであるから、ラインプロファイルの測定
ピッチはεとなる。

【００１４】いま、縞模様の異なるｎ本の縦ラインの画
像データを用いて、測定ピッチε＝０．０５ｍｍのライ
ンプロファイルデータを得る場合を考える。

【００１５】螢光体ピッチβは０．３ｍｍであり、測定
ピッチεは０．０５ｍｍであるから、間隔（ｋ・β−
ε）で複数の縦ラインを表示させた場合、６(＝０．３
／０．０５）本目毎に縦ラインに生じる縞模様は同一と
なるから、異なる縞模様が得られる最小の縦ライン数は
７本となる。

【００１６】また、間隔ｋ・β＝３ｍｍとすると、図２
２に示す縦ラインｐｈ(i)（ｉ＝１，２，…７）からな
るラインパターンのように、カラーＣＲＴの表示面にお
けるラインパターンの横方向の表示サイズは、約１８ｍ
ｍとなる。そして、縦ラインｐｈ(1)〜ｐｈ(6)の縞模様
を互いに異ならせるには、間隔（ｋ・β−ε）＝０．２
９５ｍｍとすればよいから、カラーＣＲＴの表示面に
は、同図に示す縦ラインＬｎ(i)′（ｉ＝１，２…７）
からなるラインパターンが表示される。

【００１７】一方、螢光体塗布面における電子ビームの
走査速度の不均一により、単位時間あたりの表示面にお
ける電子ビームの走査距離が図２３に示すように変化す
るとする。同図は、ライトパターンの表示エリアの左端
部と右端部とで電子ビームの走査距離が１％異なる場合
を示したものである。

【００１８】図２３に示すように、単位時間当りの表示
面上での電子ビームの走査距離は各縦ラインＬｎ(i)の
表示位置に対し線形に増大し、第１縦ラインＬｎ(1)の
表示位置ｘを基準とし、ｘ＝０ｍｍの位置で１００％と
すれば、第７縦ラインＬｎ(7)の表示位置（ｘ＝１８ｍ
ｍ）では、１％増大して１０１％となっている。なお、
電子ビームの走査速度が均一であれば、図２３の破線で
示すように、ラインパターンの全表示範囲について走査
距離は１００％となる。

【００１９】図２４は、ラインパターンの表示位置ｘを
示す図である。もし、電子ビームの走査速度が均一であ
れば、図２４の破線で示すように、各縦ラインＬｎ(i)
の表示位置は、第１縦ラインＬｎ(i)の表示位置を基準
として０．２９５・（ｉ−１）の位置となるが、図２３
に示すように、電子ビームの走査速度が変化すると、各
縦ラインＬｎ(i)の表示位置は、図２４の実線で示すよ
うになる。

【００２０】なお、破線で示す表示位置は、図２２の縦
ラインＬｎ(i）′に対応し、実線で示す表示位置は、図
２２の縦ラインＬｎ(i)に対応している。そして、図２
４における○印（図２２の縦ラインＬｎ(i）′の表示位
置）及び△印（図２２の縦ラインＬｎ(i）の表示位置）
の表示位置ｘは、下記表１のようになっている。同表に
示すように、図２３の条件では、電子ビームの走査速度
が不均一であると、均一でない場合に比して最大０．０
２３ｍｍ（縦ラインＬｎ(4)の表示位置参照）のずれが
生じることが分かる。

【００２１】

【表１】

【００２２】従って、カラーＣＲＴの表示面に表示され
るラインパターンを、縦ラインｐｈ(i)からなるライン
パターンの表示状態から縦ラインＬｎ(i)′からなるラ
インパターンの表示状態に変更したとしても、実際には
図２２の縦ラインＬｎ(i)からなるラインパターンの表
示状態となり、縦ラインＬｎ(i)′からなるラインパタ
ーンとは表示位置のずれた状態となる。

【００２３】特願平１０−４９３９４号に記載の測定方
法では、図２２の縦ラインＬｎ(i)からなるラインパタ
ーンの表示状態を縦ラインＬｎ(i)′からなるラインパ
ターンの表示状態とみなして各縦ラインＬｎ(i)′にお
ける相対的な発光位置と輝度レベルとが算出されるの
で、その算出結果は、図２５に示すように、真の発光位
置に対してずれが生じることになる。

【００２４】なお、図２５は、第４縦ラインＬｎ(4)に
おける発光螢光体の発光位置のずれを示すものである。
ラインプロファイルにおける発光螢光体Ｆの相対的な発
光位置をプロファイル中心ｍからの距離で表すとする
と、同図に示すように、縦ラインＬｎ(4)により算出さ
れる発光螢光体Ｆの発光位置と輝度レベルはそれぞれＬ
１とＣ１となり、縦ラインＬｎ(4)′により算出される
発光螢光体Ｆの発光位置と輝度レベルはそれぞれＬ２
（＜Ｌ１）とＣ２となる。

【００２５】縦ラインＬｎ(4)の表示状態を縦ラインＬ
ｎ(4)′の表示状態とみなしてプロファイル測定が行わ
れると、発光位置Ｌ１の発光輝度はＣ２と誤って算出さ
れるので、この算出結果に基づいてプロファイルを作成
すると、図２６のように、発光輝度Ｃ２のプロット点は
真のプロファイルＰ上から左側に（Ｌ１−Ｌ２）＝０．
０２３ｍｍだけずれた状態となる。このことは、第４縦
ラインＬｎ(4)以外の第２〜第６縦ラインＬｎ(2)〜Ｌｎ
(6)についても同様で、輝度レベルのプロット点が真の
プロファイルＰ上から表１に示す誤差分（ｘ２−ｘ１）
だけずれることになる。従って、算出結果に基づいて作
成されたプロファイルは、真のプロファイルＰとは異な
った波形をなすことになる。

【００２６】次に、プロファイル測定装置の撮像光学系
に歪曲収差があるため、複数の測定パターンの撮像画像
におけるパターン間隔に誤差が生じる場合について説明
する。

【００２７】なお、表示画像にリニアリティずれはない
ものとする。また、カラーＣＲＴの表示面に塗布された
螢光体の横方向のピッチβは、撮象領域（略１８ｍｍ四
方の矩形領域）の中心より周縁部の方が２％大きく、こ
の間で螢光体ピッチβは線形に変化するものとし、撮像
光学系の倍率は光軸中心（＝撮像領域の中心）より撮像
領域の周辺端（撮像領域の中心から約８ｍｍの領域）の
方が２％大きいものとする。これにより螢光体ピッチβ
の不均一性は撮像光学系の倍率の不均一性によりキャン
セルされ、撮像素子の撮像面上では螢光体の発光像のピ
ッチは均一となる。従って、カラーＣＲＴの螢光体ピッ
チβは均一ではないが、撮像画像から平均光学倍率によ
り算出される螢光体ピッチβは０．３００ｍｍ一定とす
る。

【００２８】また、プロファイル測定は、上述の場合と
同様に、約１８ｍｍの領域に７本の縦ラインを横方向に
０．２９５ｍｍ間隔で表示させ、０．０５ｍｍピッチで
プロファイルデータを得るものとする。

【００２９】図２７は、撮像光学系の歪曲収差の特性を
示すもので、水平方向の光学倍率が各縦ラインの表示位
置でどのように変化しているかを示したものである。

【００３０】光学倍率は各縦ラインの表示位置に対して
線形に増大し、撮像領域中央（光軸中心）の光学倍率を
１００％とすると、ｘ＝０ｍｍ（撮像領域の左端），１
８ｍｍ（撮像領域の右端）の位置で１０２％となってい
る。なお、撮像光学系に歪曲収差がなければ、同図の破
線で示すように、全撮像領域について光学倍率は１００
％となる。

【００３１】図２８は、各縦ラインＬｎ(i)の表示位置
ｘを示す図である。同図において、破線及び○印で示す
表示位置は歪曲収差のない場合であり、実線及び△印で
示す表示位置は、図２７に示す歪曲収差がある場合であ
る。図２８の表示位置に基づき７本の縦ラインの撮像画
面における投影状態を示すと、図２９のようになる。ま
た、図２８の各縦ラインの表示位置ｘは、下記表２のよ
うになっている。

【００３２】

【表２】

【００３３】なお、図２９及び表２の数値は、実際の投
影像を撮像光学系の撮像領域における平均光学倍率によ
りカラーＣＲＴの表示面における表示画像のサイズに変
換したもので、それぞれ表示画像にリニアリティずれが
ある場合の説明で用いた図２２と表１とに対応するもの
である。

【００３４】図２９において、縦ラインｐｈ(i)，Ｌｎ
(i)′は、それぞれ間隔３．００ｍｍと間隔０．２９５
ｍｍで７本の縦ラインを表示した場合に相当し、縦ライ
ンＬｎ(i)は、撮像光学系の歪曲収差がある場合の７本
の縦ラインの投影状態に相当し、それぞれ図２２の縦ラ
インｐｈ(i)，Ｌｎ(i)′，Ｌｎ(i)に対応している。

【００３５】撮像光学系に歪曲収差がある場合も、７本
の縦ラインを撮像した画像において、図２９に示すよう
に、縦ラインＬｎ(i)間に歪曲収差に基づくライン間隔
のずれが生じるので、この撮像画像から得られる各縦ラ
インＬｎ(i)に含まれる発光螢光体の相対的な発光位置
と輝度レベルとを用いてプロファイルデータを算出した
場合も、表示画像にリニアリティずれがある場合に図２
５及び図２６を用いて説明したのと同様に、輝度レベル
のプロット点が真のプロファイルＰ上から表２に示す誤
差分（ｘ２−ｘ１）だけずれることになり、算出結果に
基づいて作成されたプロファイルは真のプロファイルＰ
とは異なった波形をなすことになる。なお、図２５にお
いて、Ｌ１−Ｌ２＝０．０２１ｍｍとすれば、撮像光学
系に歪曲収差がある場合の第４縦ラインＬｎ(4)におけ
る発光螢光体の発光位置のずれを示す図となる。

【００３６】撮像光学系の歪曲収差に起因する測定誤差
については、予め撮像光学系の倍率校正を行ってその校
正定数を記憶しておき、測定時にこの校正定数を用いて
各縦ライン内の相対的な発光位置の補正を行う方法が考
えられる。しかし、この方法は、プロファイル測定装置
毎に校正データを記憶させる手間が生じるとともに、ラ
インパターンが撮像領域内のどこに表示されても確実に
十分な補正精度を確保しようとすると、多数の校正デー
タを取得する必要があり、その労力が甚大となる不都合
がある。更に、プロファイル演算毎に校正データを用い
て補正演算を行う必要があり、演算時間が長くなるとい
う不利も生じる。

【００３７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、所定の間隔で配列表示された複数の測定パター
ンの撮像画像に、カラーＣＲＴの表示画像にリニアリテ
ィずれがあることや撮像光学系の歪曲収差に起因するパ
ターン間隔のずれが生じた場合にも、このずれの影響を
受けることなく高い精度でプロファイル測定を行うこと
のできるプロファイル測定装置を提供するものである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定用のＣ
ＲＴの表示面に、測定パターンに対する発光螢光体の相
対的な位置関係が測定パターン間で異なる複数の測定パ
ターンを表示させる表示制御手段と、上記ＣＲＴの表示
面に対向配置され、上記複数の測定パターンを撮像する
撮像手段と、上記撮像手段で上記測定パターンを撮像し
て得られる画像データを用いて、測定パターン毎に、各
測定パターン内の上記発光螢光体の発光位置を示す座標
系の基準位置を演算する第１の演算手段と、測定パター
ン毎に、各測定パターン内に含まれる発光螢光体の上記
第１の演算手段で演算された基準位置を原点とする発光
位置と輝度レベルとを演算する第２の演算手段と、上記
第２の演算手段で算出された各発光螢光体の発光位置と
輝度レベルとを用いて、上記ＣＲＴに表示された上記測
定パターンのプロファイルを演算する第３の演算手段と
を備えたものである（請求項１）。

【００３９】上記構成によれば、被測定用のカラーＣＲ
Ｔの表示面に、測定パターン内における螢光体の発光模
様が互いに異なる複数の測定パターンが表示され、これ
らの複数の測定パターンが撮像手段で撮像される。ま
た、撮像手段の各画素から出力される画素データを用い
て、測定パターン毎に、各測定パターン内の発光螢光体
の発光位置を示す座標系の基準位置が算出され、更に各
発光螢光体の当該基準位置を原点とした発光位置と輝度
レベルが算出される。そして、測定パターン毎に算出さ
れた発光螢光体の発光位置と輝度レベルとを用いて、測
定パターンのプロファイル（輝度分布）が算出される。
すなわち、発光位置に基づき各発光螢光体の輝度レベル
を配列することによりプロファイルデータが算出され、
このプロファイルデータに基づき発光位置と輝度レベル
の関係を示す座標上に輝度レベルをプロットすることに
よりプロファイルの波形が作成される。

【００４０】測定パターン毎に、発光螢光体の発光位置
を示す座標系の基準位置を算出し、この基準位置に対す
る発光位置を算出するようにしているので、複数の測定
パターンのパターン間隔が不均一であってもパターン間
隔のずれは各発光螢光体の発光位置の演算に影響しな
い。

【００４１】また、本発明は、プロファイル測定装置に
おいて、表示制御手段は、ＣＲＴの表示面における表示
位置を螢光体ピッチの整数分の１のピッチで少なくとも
１回ずらせて複数の測定パターンを少なくも２回表示さ
せ、かつ、撮像手段は、ＣＲＴの表示面における表示位
置の異なる上記複数の測定パターンをそれぞれ撮像する
ものであり、第１の演算手段は、上記複数の測定パター
ンの複数の撮像画像を用いて、測定パターン毎に、各測
定パターン内の上記螢光体の発光位置を示す座標系の基
準位置を演算するものである（請求項２）。

【００４２】上記構成によれば、カラーＣＲＴの表示面
には、測定パターン内における螢光体の発光模様が互い
に異なる複数の測定パターンが、螢光体ピッチの整数分
の１のピッチでその表示位置をずらせて少なくも２回、
表示され、それぞれ撮像手段で撮像される。そして、全
撮像画像の画像データを用いて、測定パターン毎に、各
測定パターン内の発光螢光体の発光位置を示す座標系の
基準位置が算出される。

【００４３】各測定パターンには発光螢光体が離散的に
含まれるが、測定パターンの表示位置を螢光体ピッチの
整数分の１のピッチで少なくもと１回ずらせて各測定パ
ターン内に含まれる発光螢光体の輝度データを取り込む
ようにしているので、輝度データのサンプル数が増加
し、座標系の基準位置の算出精度が向上する。

【００４４】なお、上記プロファイル測定装置におい
て、第１の演算手段で算出される座標系の基準位置を各
測定パターンの輝度重心とするとよい（請求項３）。

【００４５】上記構成によれば、測定パターン毎に、各
測定パターン内に含まれる発光螢光体の輝度データを用
いて輝度重心を算出することにより座標系の基準位置が
算出される。測定パターンの表示位置を螢光体ピッチの
整数分の１のピッチでずらせて複数の測定パターンの画
像を取り込み、発光螢光体の輝度データのサンプル数を
増加すると、輝度重心を算出することにより測定パター
ンの中心を基準位置とすることができる。

【００４６】また、上記プロファイル測定装置におい
て、第１の演算手段で算出される座標系の基準位置を、
各測定パターン内に含まれる発光螢光体の輝度分布によ
り作成されるプロファイル上の、所定の輝度レベルを有
する２個の発光位置の中間位置とするとよい（請求項
４）。

【００４７】上記構成によれば、各測定パターン内に含
まれる発光螢光体の輝度データを結んで粗いプロファイ
ルを作成し、このプロファイル上の予め設定された輝度
レベルの２個の発光位置ａ，ｂが算出される。発光位置
ａ，ｂがプロファイル上にプロットされている発光螢光
体の位置と一致しない場合は、予め設定された輝度レベ
ルを挟む２個の発光螢光体の輝度データを用いて補間演
算を行うことにより発光位置ａ（又はｂ）が算出され
る。そして、発光位置ａ，ｂの中間位置（ａ＋ｂ）／２
が座標系の基準位置として算出される。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明に係るプロファイル測定装
置について、図を用いて説明する。本発明に係るプロフ
ァイル測定装置は、カラーＣＲＴの螢光面に照射された
電子ビームのビーム形状（ビーム断面におけるエネルギ
ー分布）を測定するものである。

【００４９】電子ビームのプロファイルの測定方法とし
ては、カラーＣＲＴに表示された縦ライン若しくは横ラ
インのライン幅方向の２次元のプロファイル（電子ビー
ムのエネルギー分布）を測定する方法とカラーＣＲＴに
表示されたドットの３次元のプロファイルを測定する方
法とが知られている。後者の方法では測定用ドットが電
子ビームをスポット的に照射して表示され、その測定結
果が等価的にカラーＣＲＴの螢光面に照射された電子ビ
ーム自体のプロファイルを示すことから、後者のものを
特にビームプロファイル測定と称し、前者の測定方法を
ラインプロファイル測定と称して両測定方法歯区別され
るが、いずれもカラーＣＲＴの螢光面における照射され
た電子ビームのビーム形状を測定する点で共通するの
で、本実施の形態では、説明の便宜上、前者のプロファ
イル測定方法を例に説明する。

【００５０】まず、ラインプロファイルの測定原理の概
要を、アパーチャグリルタイプのカラーＣＲＴを例に、
図１を用いて簡単に説明する。

【００５１】図１（ａ）は、ＣＲＴ表示面に横方向のピ
ッチαで３本の縦ラインＬｎ(1)，Ｌｎ(2)，Ｌｎ(3)を
表示させた状態を示す図であり、同図（ｂ）は、各縦ラ
インＬｎ(1)〜Ｌｎ(3)に含まれる発光螢光体Ｆ(i,k)
（ｉ＝１，２，３、ｋ＝１，２，３）の輝度分布を示す
図である。また、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の各縦ライ
ンの発光螢光体Ｆ(i,k)の輝度分布を合成して縦ライン
の幅方向の断面輝度分布（ラインプロファイル）を算出
した状態を示す図である。

【００５２】なお、図１（ａ）において、楕円はＣＲＴ
表示面に照射された電子ビームである。短冊状の帯は螢
光体であり、螢光体Ｆ(j)は左からｊ番目の螢光体であ
ることを示し、斜線部は発光している部分を示してい
る。更に、同図（ｂ），（ｃ）において、Ｐは実際のラ
インプロファイルであり、Ｐ′は測定されたラインプロ
ファイルである。また、螢光体Ｆ(i,k)は、第ｉ番目の
縦ラインＬｎ(i)に含まれる左から第ｋ番目の螢光体で
あることを示している。

【００５３】本発明に係るラインプロファイルの測定方
法は、まず、ＣＲＴの表示面に、図１（ａ）に示すよう
に、縦ラインＬｎ(i)（ｉ＝１，２，３）の間隔αが螢
光体Ｆ(j)の螢光体ピッチβに対してα＝ｋ（非整数）
・βとなるように縦ラインからなるラインパターンの表
示が行なわれる。すなわち、発光螢光体Ｆ(i,k)により
縦ライン内に形成される水平方向の縦縞模様が互いに異
なるように（つまり、ライン内における螢光体の相対的
位置がライン間で異なるように）、かつ、縦ラインＬｎ
(i)が重ならないようにラインパターンの表示が行なわ
れる。

【００５４】次に、このラインパターンをＣＣＤカメラ
で原則として１回だけ撮像し、同図（ｂ）に示すよう
に、撮像画像から縦ラインＬｎ(i)毎にその縦ラインＬ
ｎ(i)に含まれる発光螢光体Ｆ(i,k)のライン幅方向にお
ける相対位置（ライン内に設けられた水平方向のＸ座
標）と輝度分布とが算出される。このとき、各縦ライン
Ｌｎ(i)毎に所定の基準位置（例えばライン中心や輝度
重心等）を算出し、この基準位置を原点とするようにＸ
座標を設定して発光螢光体Ｆ(i,k)の発光位置（Ｘ座
標）が算出される。各縦ラインＬｎ(1)〜Ｌｎ(3)内に含
まれる発光螢光体の相対位置は異なるので、縦ラインＬ
ｎ(i)毎に算出される輝度分布は互いに異なるＸ座標で
プロットされた分布となっている。

【００５５】そして、同図（ｃ）に示すように、縦ライ
ンＬｎ(1)〜Ｌｎ(3)で算出された輝度分布を合成して縦
ラインのラインプロファイルが算出される。すなわち、
縦ラインＬｎ(1)の発光螢光体Ｆ(1,1)〜Ｆ(1,3)で得ら
れた輝度分布、縦ラインＬｎ(2)の発光螢光体Ｆ(2,1)〜
Ｆ(2,3)で得られた輝度分布及び縦ラインＬｎ(3)の発光
螢光体Ｆ(3,1)〜Ｆ(3,3)で得られた輝度分布を、ライン
内に設けられたＸ座標の位置に合成（左からＦ(1,1),Ｆ
(2,1),Ｆ(3,1),Ｆ(1,2),Ｆ(2,2),Ｆ(3,2),Ｆ(1,3)，Ｆ
(2,3)，Ｆ(3,3)の順に輝度分布を合成）することにより
縦ラインのラインプロファイルＰ′が算出される。

【００５６】なお、縦ラインＬｎ(i)毎にライン中心を
算出して座標系を設定しているので、各発光螢光体Ｆ
(1,1)〜Ｆ(1,3)，Ｆ(2,1)〜Ｆ(2,3)，Ｆ(3,1)〜Ｆ(3,3)
の縦ライン内におけるＸ座標は正確にライン内の発光位
置を示すものとなっている。従って、上述したカラーＣ
ＲＴの表示画像にリニアリティずれがあることや撮像光
学系の歪曲収差が生じていることによりラインパターン
の撮像画像のライン間隔が不均一となっても、これに起
因するプロファイル測定の誤差は小さく、高い精度でラ
インプロファイルＰ′の測定結果が得られている。

【００５７】図２は、カラーＣＲＴのラインプロファイ
ル測定系のブロック構成図である。プロファイル測定装
置１は、データ取込制御部２、ＣＣＤカメラ３、信号発
生器４及び測定制御部５から構成され、ＣＣＤカメラ
３、信号発生器４及び測定制御部５は、それぞれ図略の
ケーブルによりデータ取込制御部２に接続されている。
なお、データ取込制御部２は、測定制御部５と通信可能
に接続されている。また、プロファイル測定系は、測定
対象のカラーＣＲＴ６を図略のケーブルによりデータ取
込制御部２に接続して構成されている。

【００５８】ＣＣＤカメラ３は、カラーＣＲＴ６の表示
面に配列されている螢光体が電子ビームの照射によって
発光した際の発光輝度を検出するためのものである。

【００５９】ＣＣＤカメラ３は、図４に示すように、例
えば撮影レンズ１０、ハーフミラー１１、２本のＣＣＤ
ラインセンサ１２Ａ，１２Ｂ及び２本のシリンドリカル
レンズ１３Ａ，１３Ｂからなる光学系を有している。

【００６０】同図に示す光学系では、縦ラインのライン
プロファイルを測定するためのＣＣＤラインセンサ１２
Ａと横ラインのラインプロファイルを測定するためのＣ
ＣＤラインセンサ１２Ｂとが設けられている。ＣＣＤラ
インセンサ１２Ａは、その軸方向がカラーＣＲＴ６の表
示面に対して横方向と平行になるように配置され、ＣＣ
Ｄラインセンサ１２Ｂは、その軸方向がカラーＣＲＴ６
の表示面に対して縦方向と平行になるように配置されて
いる。そして、ＣＣＤカメラ３は、ＣＣＤラインセンサ
１２Ａ，１２Ｂの電荷蓄積時間を制御することにより任
意のシャッタ速度に応じた露出制御が行えるようになっ
ている。

【００６１】図４において、撮影レンズ１０は、カラー
ＣＲＴ６の表示面に表示された測定用パターン（図では
クロスハッチパターン）の画像ＧをＣＣＤラインセンサ
１２Ａ，１２Ｂの撮像面に結像するものである。ハーフ
ミラー１１は、撮影レンズ１０を透過した光像を２つに
分離し、一方をＣＣＤラインセンサ１２Ａ側に透過し、
他方をＣＣＤラインセンサ１２Ｂ側に反射するものであ
る。ハーフミラー１１は、撮影レンズ１０の光軸上の後
方位置の適所に配置され、更にその後方の適所にＣＣＤ
ラインセンサ１２Ａが配置され、ハーフミラー１１の下
方位置の適所にＣＣＤラインセンサ１２Ｂが配置されて
いる。

【００６２】シリンドリカルレンズ１３Ａ，１３Ｂは、
それぞれＣＣＤラインセンサ１２Ａ，１２Ｂのライン方
向に対して垂直方向（以下、この方向を幅方向とい
う。）の撮像範囲を見かけ上、拡大するものである。す
なわち、図５に示すように、ＣＣＤラインセンサ１２
Ａ，１２ＢのカラーＣＲＴ６の表示面における撮像範囲
ＡをＬ（長手方向）×Ｗ（幅方向）とすると、ＣＣＤラ
インセンサ１２Ａ，１２Ｂの像範囲Ａを見かけ上、Ｗ′
（＞Ｗ）の寸法を有する撮像範囲Ａ′に拡大するもので
ある。

【００６３】このように、ＣＣＤラインセンサ１２Ａの
撮像範囲Ａを幅方向にのみ見かけ上、光学的に拡大して
いるのは、ＣＣＤラインセンサ１２Ａが縦方向に動いた
場合にも当該ＣＣＤラインセンサ１２Ａから出力される
画素信号のレベル変動を抑えるためである。

【００６４】すなわち、図６に示すように、ＣＣＤライ
ンセンサ１２Ａの撮像範囲Ａが発光螢光体Ｆのサイズと
略同一であると、同図の実線で示す位置と破線で示す位
置とでＣＣＤラインセンサ１２Ａから出力される画素信
号のレベルが大きく異なってくるので、図７に示すよう
に、ＣＣＤラインセンサ１２Ａの撮像範囲Ａを見かけ
上、縦方向に複数個の発光螢光体Ｆが含まれるサイズ
Ａ′に拡大してＣＣＤラインセンサ１２Ａから出力され
る画素信号のレベル変動を小さくしている。

【００６５】ＣＣＤラインセンサ１２Ｂについても、横
方向に動いた場合、当該ＣＣＤラインセンサ１２Ａから
出力される画素信号のレベル変動を抑えるため、その撮
像範囲Ａを見かけ上、光学的に拡大している。なお、Ｃ
ＣＤラインセンサ１２Ａ，１２Ｂの撮像範囲Ａを光学的
に拡大するのでなく、幅方向に所要のサイズを有する幅
広のラインセンサを用いてもよい。また、ＣＣＤライン
センサ１２Ａ，１２Ｂに代えてＣＣＤエリアセンサを用
いてもよい。ＣＣＤエリアセンサを用いれば、上述の測
定原理を応用して電子ビームのビームプロフィルも測定
できる利点がある。

【００６６】図２に戻り、測定対象のカラーＣＲＴ６
は、電磁偏向型カラーＣＲＴで、画像を表示するカラー
ブラウン管６１、このカラーブラウン管６１の表示画像
に関する駆動を制御する第１駆動制御回路６２及びカラ
ーブラウン管６１の表示範囲（ラスタサイズ）に関する
駆動を制御する第２駆動制御回路６３を備えている。

【００６７】カラーブラウン管６１は、図８に示すよう
に、フェースプレート裏面に水平方向に規則的に配列さ
れたストライプ状のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の螢
光体を焼き付けて螢光面６１１が形成されている。ま
た、ブラウン管内の螢光面６１１の手前に所定間隔を設
けてすだれ格子型のアパーチャグリル６１２が設けられ
ている。電子銃マウント部６１３内にはＲ，Ｇ，Ｂの各
色に対応して３本の電子銃６１４が設けられ、電子銃マ
ウント部６１３の先端の外側に偏向ヨーク６１５が設け
られている。

【００６８】第１駆動制御回路６２は、電子銃６１４か
ら放射されるＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応する電子ビームＢ
ｍのビーム形状（ビーム断面の形状及びその断面におけ
る電子エネルギー密度分布）を制御するものである。第
１駆動制御回路６２は、データ取込制御部２から入力さ
れるビーム制御信号（映像信号）に基づいて電子銃６１
の駆動を制御する。

【００６９】第２駆動制御回路６３は、電子ビームＢｍ
の螢光面６１１におけるラスタ走査及びその走査範囲
（照射範囲）を制御するものである。第２駆動制御回路
６３は、データ取込制御部２から入力されるラスタサイ
ズ制御信号（偏向制御信号）に基づいて電子銃６１から
放射された電子ビームＢｍの表示位置を制御する。

【００７０】データ取込制御部２は、ラインプロファイ
ル測定に必要なデータの取込みを制御するもので、具体
的には、カラーＣＲＴ６の表示及びＣＣＤカメラ３の駆
動を制御するものである。ラインプロファイル測定で
は、後述するように、測定に際し、測定用の所定のライ
ンパターンを表示するためのラスタサイズが決定される
ようになっている。ラスタサイズの設定は、等価的に図
１（ａ）の間隔αの設定に相当するものである。

【００７１】データ取込制御部２は、ラスタサイズを決
定するためのデータ取込み並びに実際のラインプロファ
イル測定のためのデータ取込みにおけるカラーＣＲＴ６
の表示を制御するとともに、同データ取込みにおけるＣ
ＣＤカメラ３の撮像動作を制御する。また、データ取込
制御部２は、ＣＣＤカメラ３で取り込まれた画像信号を
用いてラスタサイズの演算処理を行ない、この演算結果
を測定制御部５に送信する。更に、実際のラインプロフ
ァイル測定においては、複数のラインについて、ライン
毎に発光螢光体の輝度分布を演算し、この演算結果を測
定制御部５に送信する。

【００７２】図３は、プロファイル測定装置１のデータ
取込制御部２のブロック構成図である。データ取込制御
部２は、Ａ／Ｄ変換器２１、ＶＲＡＭ（Video Random A
ccessMemory）２２、ＲＡＭ(Random Access Memory）２
３、ＲＯＭ(Read Only Memory)２４、マイクロコンピュ
ータからなる制御部２５、同期信号遅延部２６、垂直同
期信号検出部２７及び通信部２８を備えている。

【００７３】Ａ／Ｄ変換器２１は、ＣＣＤカメラ３から
送出された画素信号（ＣＣＤラインセンサ１２Ａ，１２
Ｂの各画素で取り込まれた輝度信号）を、例えば１０ビ
ットデータのデジタル信号に変換するものである。ＶＲ
ＡＭ２２は、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号にＡ／Ｄ
変換された画素信号（以下、画素データという。）を格
納するメモリである。ＶＲＡＭ２２は、ＣＣＤラインセ
ンサ１２Ａ，１２Ｂで取り込まれたライン画像を記憶し
得る記憶容量を有している。

【００７４】ＲＯＭ２４は、ラインプロファイル測定を
行なうための制御プログラムが記憶されたメモリであ
る。また、ＲＡＭ２３は、制御部２５が上記制御プログ
ラムに従ってＶＲＡＭ２２に記憶された画素データを用
いて一連の演算処理を行なう際の記憶領域（ワークエリ
ア）を与えるものである。

【００７５】制御部２５は、データ取込制御部２内の各
部の動作を集中制御し、カラーＣＲＴ６の表示及びＣＣ
Ｄカメラ３による画像データの取込みを制御するととも
に、測定制御部５とのデータ交信を制御するものであ
る。

【００７６】同期信号遅延部２６は、信号発生器４から
出力されるパターン信号の垂直同期信号及び水平同期信
号を制御部２５から指示された所定時間だけ遅延させ、
これにより表示画面におけるラインパターンの表示位置
を垂直方向又は水平方向に移動させるものである。

【００７７】垂直同期信号検出部２７は、パターン信号
の遅延された垂直同期信号を検出するものである。この
検出信号は、ＣＲＴ表示面内のＣＣＤカメラ３の撮像位
置における螢光体が発光するタイミングでその螢光体の
発光を取り込むため、ＣＣＤカメラ３のシャッタ制御に
用いられる。

【００７８】通信部２８は、ＣＣＤカメラ３及びカラー
ＣＲＴ６への駆動制御信号の送出並びに測定制御部５と
のデータ交信を制御するものである。

【００７９】図２に戻り、信号発生器４は、カラーＣＲ
Ｔ６に表示される測定用の所定のパターン信号（クロス
ハッチパターン）を発生するものである。信号発生器４
は、電子ビームＢｍがカラーＣＲＴ６について規格化さ
れている所定の表示サイズをラスタ走査し得るように、
パターン内容を示す画像信号に所定の垂直同期信号と水
平同期信号とを重畳してパターン信号を生成する。

【００８０】測定制御部５は、パーソナルコンピュータ
からなる制御部５１、キーボード５２及びＣＲＴ等の表
示器５３からなり、プロファイル測定装置１の動作を制
御するとともに、データ取込制御部２で算出された輝度
分布データを用いてラインプロファイルを演算し、その
結果を必要に応じて表示器５３に表示する。

【００８１】次に、ラインプロファイルの測定方法につ
いて説明する。ラインプロファイル測定は、以下に説明
するように、（１）螢光体ピッチβの算出、（２）ライ
ン間隔Ｄの算出、（３）各縦ライン内の螢光体の発光位
置が異なるようにラインパターンの表示サイズの変更、
（４）ラインプロファイルの測定、の手順で行われる。

【００８２】なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のラインについ
て、同様の方法でそれぞれラインプロファイルの測定が
行なわれるので、以下の説明では、Ｇ色の縦ラインを例
にラインプロファイル測定の説明を行う。

【００８３】また、ラインパターンの撮像画像のライン
間隔は、カラーＣＲＴ６の表示画像にリニアリティずれ
がある場合やＣＣＤカメラ３の光学系に歪曲収差が生じ
ている場合に不均一になるが、以下の説明では、カラー
ＣＲＴ６の表示画像にリニアリティずれがある場合につ
いて説明する。

【００８４】（１）螢光体ピッチβの算出螢光体ピッチβは、ＣＣＤカメラ３をＣＲＴ表示面の所
定位置に対向配置した状態でカラーＣＲＴ６を単色全発
光させ、当該ＣＣＤカメラ３を駆動してこの全発光像を
撮像し、この撮像画像のデータを用いて、以下に説明す
る方法で算出される。なお、単色全発光とは、Ｒ，Ｇ，
Ｂの色成分のうち、１つの色成分の螢光体の全体を発光
させるもので、例えばＧの色の螢光体を全発光させると
きは、電子銃６１４から一定のエネルギー強度でＧの色
に対する電子ビームＢｍをＣＲＴ表示面の全域に亘って
掃引照射することにより行われる。なお、電子ビームＢ
ｍの照射範囲をＣＣＤカメラ３の撮像範囲に限定するよ
うにしてもよい。

【００８５】ＣＣＤカメラ３で撮像された全発光像は図
９（ａ）に示す縞模様を成し、この縞模様画像を構成す
る画素データはＶＲＡＭ２２に格納されている。同図
（ａ）において、縦縞Ｍ(1)，Ｍ(2)，…Ｍ(8)は、Ｇ色
の螢光体の発光部分の像である。

【００８６】ＶＲＡＭ２２から画素データを読み出し、
所定の信号処理を施すと、同図（ｂ）に示す画像信号Ｓ
が得られる。この画像信号Ｓの各山は、同図から明らか
なように縞模様の周期と同一の周期を有している。従っ
て、例えば縦縞Ｍ(1)の位置Ａと縦縞Ｍ(8)の位置Ｂとの
間隔Ｔ_ABをＣＣＤラインセンサ１２Ａ，１２Ｂの撮像面
における距離ｄ_ABに変換し、更にこの距離ｄ_ABを撮影レ
ンズの光学倍率β１を用いてＣＲＴ表示面における距離
Ｄ_ABに変換するとともに、距離Ｄ_AB間に含まれるライン
間隔数Ｎ_AB（図９（ａ）では７）で当該距離Ｄ_ABを除す
ることにより螢光体ピッチβが算出される。

【００８７】制御部５１は、画像信号Ｓの各山の輝度重
心もしくは輝度中心（山の左右半値点の中点）を算出
し、この算出結果に対応するＶＲＡＭ２２上の画素アド
レスＡＤＤ(i)（ｉ＝１，２，…８）に変換することに
より、各縦縞Ｍ(i)（ｉ＝１，２，…８）の位置を特定
する。そして、各画素アドレスＡＤＤ(i)をＲＡＭ２３
に記憶する。

【００８８】ＣＣＤラインセンサ１２Ａのライン方向の
画素ピッチをｐ_Hとすると、距離ｄ_A _Bはｄ_AB＝（ＡＤＤ
(8)−ＡＤＤ(1)）・ｐ_Hにより算出され、更に距離Ｄ_AB
はＤ_AB＝ｄ_AB／β１により算出される。

【００８９】従って、制御部５１は、 β＝Ｄ_AB／Ｎ_AB ＝｛ADD(8)−ADD(1)}・ｐ_H／（β1・Ｎ_AB）を演算することにより螢光体ピッチβを算出し、その算
出結果をＲＡＭ２３に格納する。

【００９０】（２）ライン間隔Ｄの算出次に、ＣＣＤカメラ３をＣＲＴ表示面の所定位置に対向
配置した状態でカラーＣＲＴ６に複数の縦ラインを横方
向に配列してなるラインパターンを表示させ、当該ＣＣ
Ｄカメラ３を駆動してこのラインパターンを撮像し、こ
の撮像画像のデータを用いてライン間隔Ｄが算出され
る。

【００９１】ラインパターンの表示サイズは、カラーＣ
ＲＴ６の表示面におけるライン間隔が測定したいプロフ
ァイル幅よりも少し大きい値（例えば２〜３ｍｍ）とな
るようなサイズに設定される。図１０は、ライン間隔Ｄ
を算出するためのラインパターンの表示例を示すもの
で、横方向の約１８ｍｍの範囲に７本の縦ラインＬｎ
(i)（ｉ＝１，２，…７）が略３ｍｍのライン間隔Ｄで
配列されるように表示されている。

【００９２】なお、信号発生器４からは各ライン間隔Ｄ
が等間隔となるようにカラーＣＲＴ６にパターン信号が
出力されるが、カラーＣＲＴ６の表示画像にリニアリテ
ィずれがあるため、カラーＣＲＴ６の表示面に表示され
たラインパターンの個々のライン間隔Ｄはばらついてい
る。従って、このライン間隔の算出処理では、ラインパ
ターンの両端の縦ラインＬｎ(1)，Ｌｎ(n)間の距離Ｄ_1n
をライン間隔数Ｎ_1nで除したライン間隔の平均値Ｄ_AVE
がライン間隔Ｄとして算出される。

【００９３】以下、図１０の表示例によりライン間隔Ｄ
の算出方法を説明する。図１０の表示例では、縦ライン
Ｌｎ(1)と縦ラインＬｎ(7)との距離Ｄ₁₇（≒１８ｍｍ）
をライン間隔数Ｎ₁₇（＝６）で除することによりライン
間隔Ｄが算出される。

【００９４】縦ラインＬｎ(1)と縦ラインＬｎ(7)との距
離Ｄ₁₇を算出するには、縦ラインＬｎ(1)，Ｌｎ(7)のラ
イン中心を算出する必要があるが、各縦ラインＬｎ(i)
を構成する画像は離散的な発光螢光体像で構成されてい
るので、各縦ラインＬｎ(i)のライン中心ｍ(i)は各縦ラ
イン内に含まれる発光螢光体の輝度データを用いて輝度
重心ｍ(i)′を算出することにより決定される。従っ
て、縦ラインＬｎ(1)及び縦ラインＬｎ(7)の輝度重心を
それぞれｍ(1)′，ｍ(7)′とすると、ライン間隔Ｄ₁₇は
Ｄ₁₇＝｛ｍ(7)′−ｍ(1)′｝／６により算出される。な
お、各ライン間隔Ｄ₁₂，Ｄ₂₃，…Ｄ₆₇を算出し、これら
のライン間隔Ｄ_ij（ｉ＝１，２，…６、ｊ＝ｉ＋１）の
平均値を取るようにしてもよい。

【００９５】ところで、輝度重心ｍ(i)′により縦ライ
ンＬｎ(i)のライン中心とすると、各縦ラインＬｎ(i)に
は発光螢光体が２〜３個しか含まれてないので、図１１
（ａ）（ｂ）に示すように、輝度重心ｍ(i)′と縦ライ
ンＬｎ(i)のプロファイル中心ｍ(i)とに誤差Δｄ(i)が
生じる。この誤差Δｄ(i)は、例えば螢光体ピッチβを
３００μｍ、ライン幅Ｗを５００μｍとすると、−５０
μｍ〜＋５０μｍの範囲に分布することが実験的に確か
められている。

【００９６】図１０に示すラインパターンにおいて、第
１縦ラインＬｎ(1)及び第７縦ラインＬｎ(7)のライン中
心の算出結果にそれぞれ−５０μｍ〜＋５０μｍの範囲
の誤差Δｄ(1)，Δｄ(7)が生じるとすると、第１縦ライ
ンＬｎ(1)と第７縦ラインＬｎ(7)との距離Ｄ₁₇の誤差は
最大で１００μｍとなるから、距離Ｄ₁₇の真値を１８ｍ
ｍとすれば、（０．１／１８）×１００≒０．５６％の
誤差が生じることになり（すなわち、ライン間隔Ｄの算
出値にも０．５６％の誤差が含まれることになり）、プ
ロファイル測定の測定精度に影響することになる。従っ
て、誤差Δｄ(i)を可能な限り小さくすることが望まし
い。

【００９７】誤差Δｄ(i)が大きくなるのは各縦ライン
Ｌｎ(i)の撮像画像を構成する発光螢光体のデータ数
（すなわち、ラインプロファイルを構成する輝度データ
のサンプリング数）が少なすぎることが原因であるか
ら、誤差Δｄ(i)を小さくするには各縦ラインＬｎ(i)の
ラインプロファイルを構成する輝度データのサンプリン
グ数を増加すればよい。例えば螢光体ピッチβが３００
μｍ、ライン幅Ｗが５００μｍの例において、螢光体ピ
ッチβを略１／２（略１５０μｍ）にすると、縦ライン
のプロファイルを構成するデータ数は約２倍（サンプリ
ング数が５〜６個）になるので、誤差Δｄ(i)の範囲を
−０．２μｍ〜＋０．２μｍの範囲に小さくすることが
できる。

【００９８】そこで、本実施の形態では、ラインパター
ンの表示位置を螢光体ピッチβの１／２だけ変化させて
ラインパターンの撮像を２回行い、各撮像画像のデータ
を用いて各縦ラインＬｎ(i)毎に輝度重心ｍ１(i)′，ｍ
２(i)′を算出し、下記（１）式により各縦ラインＬｎ
(i)の輝度重心ｍ(i)′を算出するようにしている。

【００９９】

【数１】

【０１００】なお、上記（１）式において輝度重心ｍ２
(i)′から距離Ｌを引いているのは、１回目と２回目と
で各縦ラインＬｎ(i)の表示位置が距離Ｌだけずれるこ
とにより各縦ラインＬｎ(i)の輝度重心を算出する座標
の基準位置が距離Ｌだけずれているので、この座標のず
れＬを補正するためである。

【０１０１】螢光体ピッチβの１／２だけ表示位置をず
らした２枚のラインパターンの撮像画像を用いた場合、
図１２に示すように、各縦ラインＬｎ(i)には等価的に
β／２ピッチで発光螢光体が含まれることになるから
（すなわち、見かけ上、輝度データのサンプリング数が
２倍になるから）、上述のように誤差Δｄ(i)の範囲を
非常に小さくすることができる。

【０１０２】ラインパターンの表示位置の変更は、水平
同期信号に遅延をかけることにより行われる。例えば図
１３に示すように、縦ラインＬｎの表示位置を左側にＬ
だけ移動させる場合、図１４に示すように、水平同期信
号Ｓ_Hを時間ｔ３だけ遅延させることにより表示位置の
移動が可能になる。

【０１０３】すなわち、図１４において、表示位置を移
動させる前は、映像信号の縦ラインＬｎは水平同期信号
Ｓ_Hから時間ｔ１経過後に出力されていたが、水平同期
信号Ｓ_Hの発生タイミングをｔ３だけ遅延させると、映
像信号の縦ラインＬｎは水平同期信号Ｓ_Hから時間ｔ２
（＝ｔ１−ｔ３）経過後に出力されることになるので
（すなわち、図１３において、表示画面Ｇの左端からの
縦ラインＬｎの表示タイミングが早くなるので）、表示
画面Ｇにおける縦ラインＬｎの表示位置が左側に移動す
る。

【０１０４】水平同期信号Ｓ_Hの遅延によりラインパタ
ーンの表示位置を移動させるには、移動量Ｌが設定値で
あるので、カラーＣＲＴの表示面における電子ビームＢ
ｍの実際の水平走査速度Ｖ_Hを知る必要があるが、これ
はラインパターンの表示条件とライン間隔Ｄの算出値と
から算出することができる。

【０１０５】すなわち、図１０の表示例においては、ラ
インパターンの表示条件よりラインパターンの表示にお
ける第１縦ラインＬｎ(1)から第７縦ラインＬｎ(7)まで
の発光周期τは既知であり、カラーＣＲＴの表示面にお
ける第１縦ラインＬｎ(1)と第７縦ラインＬｎ(7)との距
離Ｄ₁₇は、上述のように両縦ラインＬｎ(1)，Ｌｎ(7)の
輝度重心ｍ(1)′，ｍ(7)′を算出することにより求める
ことができるから、この距離Ｄ₁₇と発光周期τとから実
際の水平走査速度Ｖ_H（＝Ｄ₁₇／τ）を算出することが
できる。

【０１０６】従って、水平走査速度Ｖ_Hの算出値が、例
えば１０ｍｍ／μｓであるとすると、図１０の例におい
て、ラインパターンの表示位置を左側に１５０μｍだけ
移動させる場合、水平同期信号Ｓ_Hをｔ３＝０．１５０
ｍｍ／１０＝０．０１５μｓだけ遅延させれば、ライン
パターンを所望の表示位置に移動させることができる。

【０１０７】なお、水平走査速度Ｖ_Hの算出値は、上述
のように距離Ｄ₁₇の算出値の誤差として０．５６％の誤
差が発生するので、最大０．５６％の誤差を含むことに
なる。

【０１０８】水平走査速度Ｖ_Hの算出精度に０．５６％
の誤差が含まれると、水平同期信号Ｓ_Hを遅延させてラ
インパターンの表示位置の移動量を制御する場合、その
制御精度には０．５６％の誤差が含まれることになり、
この制御精度が各縦ラインＬｎ(i)の輝度重心の算出精
度に直接、影響することになる。

【０１０９】しかし、螢光体ピッチβが３００μｍの場
合、移動距離Ｌを１５０μｍとすると、移動距離Ｌの制
御誤差は１５０μｍ×（０．５６／１００）≒０．８４
μｍとなるが、上記（１）式で輝度重心ｍ(i)′を算出
することにより移動距離Ｌの制御誤差が輝度重心ｍ
(i)′の算出精度に与える影響は０．８４μｍの１／２
以下になるので、殆ど問題とならないと考えられる。

【０１１０】なお、本実施の形態では、上記（１）式に
より各縦ラインＬｎ(i)の輝度重心ｍ(i)′を求めるよう
にしているが、各縦ラインＬｎ(i)毎に得られた４〜６
個の全輝度データを用いて輝度重心ｍ(i)′を算出して
もよい。また、螢光体ピッチβの１／２だけラインパタ
ーンの表示位置を移動させるようにしているが、これは
一例であり、移動距離Ｌをβ／ｎ（ｎは整数）とするよ
うにしてもよい。ｎを３以上にすれば、撮像時間及び輝
度重心の演算時間は増加するが、算出精度を向上させる
ことができる。

【０１１１】（３）ラインパターンの表示サイズの変更次に、ラスタサイズを変更することによりカラーＣＲＴ
６に表示されているラインパターンの表示サイズが変更
される。

【０１１２】上述したように測定ピッチεでプロファイ
ルデータを得るには、複数の縦ラインＬｎが間隔（ｋ・
β−ε）で配列表示されるようにラインパターンを表示
させればよい。（２）の処理で算出されたライン間隔Ｄ
が（１）の処理で算出された螢光体ピッチβの整数倍ｋ
・βであれば、（２）の処理のライン間隔Ｄの算出にお
けるラインパターンの表示条件を（ｋ・β−ε）・１０
０／ｋ・βの縮小率で縮小する表示条件に変更すればよ
い。

【０１１３】例えば（１）の処理で算出された螢光体ピ
ッチβを０．３ｍｍ、（２）の処理で算出されたライン
間隔Ｄを３．００ｍｍとし、測定ピッチεを０．０５ｍ
ｍとすると、（２）の処理のライン間隔算出時のライン
パターンの表示を（３．０−０．０５）・１００／３．
０＝９８．３％の縮小率で縮小すればよい。

【０１１４】従って、（２）の処理のライン間隔算出時
にカラーＣＲＴの表示面に、図１０に示すようにライン
パターンが表示され、このラインパターンのライン間隔
Ｄが３．００ｍｍであれば、図１５に示すように、ライ
ンパターンの横方向の表示サイズを約１７．７（＝１８
×０．９８３）ｍｍに縮小することによりプロファイル
測定用のラインパターンを表示させることができる。

【０１１５】（４）ラインプロファイルの測定ラインプロファイルの測定は、図１６に示すフローチャ
ートに従って行われる。以下の説明は、図１５に示すラ
インパターンの撮像画像を用いてラインプロファイルを
測定する場合について説明する。

【０１１６】（３）の処理でラインパターンのラスタサ
イズの変更処理を終了すると、カラーＣＲＴ６には、図
１５に示すラインパターンの表示が行なわれている。信
号発生器４からはラインパターンのライン間隔Ｄが０．
２９５ｍｍとなるようにカラーＣＲＴ６にパターン信号
が出力されるが、カラーＣＲＴ６の表示画像にリニアリ
ティずれがあるため、カラーＣＲＴ６の表示面に表示さ
れたラインパターンの各縦ラインＬｎ(i)の表示位置ｘ
は、縦ラインＬｎ(1)の表示位置ｘを基準（ｘ＝０）と
すると、表１のｘ１の位置に表示され、表示画像にリニ
アリティずれがないとしたならば、表示されたであろう
表示位置ｘ２に対して位置ずれΔｘ（＝ｘ２−ｘ１）が
生じているものとする。

【０１１７】まず、ＣＣＤカメラ３によりラインパター
ンの表示画像が撮像される（＃２）。この撮像処理で
は、（２）の処理のライン間隔の算出の場合と同様にラ
インパターンの表示位置をβ／２だけずらせて２回、撮
像が行われ、各撮像画像のデータはＶＲＡＭ２２に格納
される。

【０１１８】続いて、ラインパターンの撮像画像のデー
タを用いて、各縦ラインＬｎ(i)（ｉ＝１，２，…７）
のライン中心が算出される（＃４）。各縦ラインＬｎ
(i)のライン中心は、（２）の処理のライン間隔の算出
で説明した方法（輝度重心算出方法）と同様の方法で算
出される。すなわち、ラインパターンの表示位置の変更
前の撮像画像のデータを用いて各縦ラインＬｎ(i)毎に
輝度重心ｍ１(i)′が算出されるとともに、ラインパタ
ーンの表示位置の変更後の撮像画像のデータを用いて各
縦ラインＬｎ(i)毎に輝度重心ｍ２(i)′が算出され、各
縦ラインＬｎ(i)毎に、両輝度重心ｍ１(i)′，ｍ２
(i)′と表示位置の変更量Ｌ（＝β／２）とを用いて上
記（１）式により輝度重心ｍ(i)′が算出される。

【０１１９】なお、カラーＣＲＴ６の表示画像にリニア
リティずれがあるため、ラインパターンの表示位置を螢
光体ピッチβの１／２だけ移動させた場合、各縦ライン
Ｌｎ(i)の移動距離Ｌは均一にβ／２とならないが、こ
のばらつきは表示の非線形性に基づくずれ量の１％以内
であるから、輝度重心ｍ(i)′の算出値に与える影響は
殆どなく、無視し得るものである。

【０１２０】続いて、各縦ラインＬｎ(i)毎に、算出さ
れたライン中心を原点とするＸ座標が設定される（＃
６）。このＸ座標は、各縦ラインＬｎ(i)における発光
螢光体の発光位置の座標を与えるためのものである。

【０１２１】続いて、各縦ラインＬｎ(i)毎に、ライン
内に含まれる発光螢光体の発光位置（Ｘ座標）と輝度レ
ベルＣとが算出される（＃８）。発光螢光体の発光位置
置（Ｘ座標）は、（１）の螢光体ピッチの算出処理によ
りＧの色の螢光体の位置は分かっているので、発光螢光
体の位置をＸ座標に変換することにより算出される。ま
た、輝度レベルＣはＶＲＡＭ２２の格納されている画素
データのレベルを読み出し、最大値を１００％として正
規化することにより算出される。

【０１２２】下記表３（ａ）〜（ｆ）は、ラインパター
ンの各縦ラインＬｎ(i)の発光螢光体の発光位置（Ｘ座
標）と輝度データの一例を示したものである。また、図
１７（ａ）〜（ｆ）は、表３（ａ）〜（ｆ）の輝度デー
タをプロファイルとの関係で表したものである。同図
（ａ）〜（ｆ）において、輝度重心ｍ(i)′は各縦ライ
ンＬｎ(i)のライン中心であり、Ｘ座標の原点である。

【０１２３】

【表３】

【０１２４】同表において、発光螢光体Ｆ(i,j)は、第
ｉ縦ラインＬｎ(i)に含まれる発光螢光体のうち、左か
らｊ番目のものを示している。また、輝度レベルは、全
発光螢光体の輝度レベルのうち、最大値を１００％とし
て正規化したものである。

【０１２５】また、Ｘ座標の下段の括弧内の数値は、カ
ラーＣＲＴ６の表示画像にリニアリティずれがないとし
た場合の座標である。カラーＣＲＴ６の表示画像にリニ
アリティずれがない場合は、第１縦ラインＬｎ(1)を基
準にラインパターンの横方向のサイズを９８．３％に縮
小しているので、第２縦ラインＬｎ(2)の発光螢光体Ｆ
(2,1)，(2,2)，(2,3)のＸ座標は、第１縦ラインＬｎ(1)
の発光螢光体Ｆ(1,2)，(1,2)，(1,3)のＸ座標に対して
−Ｘ側に５０μｍだけずれている。同様に第３縦ライン
Ｌｎ(3)〜第６縦ラインのＬｎ(6)の発光螢光体Ｆ(i,j)
（ｉ＝３〜６、ｊ＝１〜３）のＸ座標も順次、−Ｘ側に
５０μｍずつずれている。

【０１２６】表３に示す各縦ラインＬｎ(i)の発光螢光
体Ｆ(i,j)のＸ座標は、カラーＣＲＴ６の表示画像にリ
ニアリティずれがあり、表１に示す位置ずれ量Δｘがあ
るので、括弧内のＸ座標から対応するずれ分Δｘ（＝ｘ
２−ｘ１）が補正されたものとなっている（図１７
（ａ）〜（ｆ）参照）。これは各縦ラインＬｎ(i)毎に
Ｘ座標の原点を設定しているからである。約１８ｍｍの
狭い範囲に７本の縦ラインＬｎ(i)を表示させているの
で、各縦ラインＬｎ(i)間でラインプロファイルは殆ど
変化しないと考えられるから、各縦ラインＬｎ(i)毎に
設定された座標系はプロファイル作成のための座標系と
して同一であると考えることができる。従って、各縦ラ
インＬｎ(i)に設定されたＸ座標の原点はプロファイル
作成のための座標系の原点と一致するから、各縦ライン
Ｌｎ(i)内に含まれる発光螢光体Ｆ(i,j)のＸ座標は、ラ
インパターンのライン間隔Ｄの不均一に起因する各縦ラ
インＬｎ(i)のライン中心のずれ（すなわち、プロファ
イル作成のための座標系の原点のずれ）の影響を受ける
ことがなく、表１に示す位置ずれ量Δｘが補正されたも
のとなっている。

【０１２７】図１６に戻り、続いて、各縦ラインＬｎ
(i)毎に算出された各発光螢光体Ｆ(i,j)の輝度レベルＣ
（％）をＸ座標（μｍ）に基づいて並べ替えることによ
り縦ラインのライン幅方向のプロファイルデータが作成
され（＃１０）、このプロファイルデータに基づいてラ
インプロファイルが作成され、この結果は測定制御部５
の表示器５３に表示される。（＃１２）。そして、これ
によりプロファイル測定は終了する。

【０１２８】上記表３の例では、各輝度レベルをＸ座標
に基づいて並べ換えると、下記表４のようになり、この
表４のプロファィルデータに基づいて図１８に示すライ
ンプロファイルが作成される。なお、輝度レベルＣ(i,
j)は、発光螢光体Ｆ(i,j)の輝度レベルである。

【０１２９】

【表４】

【０１３０】上記のように、各縦ラインＬｎ(i)毎に座
標系の基準位置（ライン中心）を算出し、この基準位置
を座標系の原点として発光螢光体Ｆ(i,j)のライン内に
おける発光位置を算出するようにしているので、カラー
ＣＲＴ６の表示画像にリニアリティずれがあるため、ラ
インパターンの撮像画像にライン間隔Ｄの不均一が生じ
た場合にもこのライン間隔不均一に起因するラインプロ
ファイルの測定誤差を低減することができる。

【０１３１】上記実施の形態では、カラーＣＲＴ６の表
示画像にリニアリティずれがある場合について説明した
が、ＣＣＤカメラ３の光学系に歪曲収差があるため、ラ
インパターンの撮像画像にライン間隔Ｄの不均一が生じ
る場合にも、このライン間隔の不均一に起因する測定誤
差の影響を受けることなく、高精度のプロファイル測定
を行うことができる。

【０１３２】例えばＣＣＤカメラ３の光学系の歪曲収差
に起因して上記表２に示すように縦ラインの表示位置に
ずれが生じている場合、ラインパターンの各縦ラインＬ
ｎ(i)の発光螢光体の発光位置（Ｘ座標）と輝度データ
は下記表５（ａ）〜（ｆ）のようになり、各輝度レベル
とプロファイルとの関係は図１９（ａ）〜（ｆ）のよう
になる。

【０１３３】

【表５】

【０１３４】そして、上記表５のＸ座標に基づいて各発
光螢光体Ｆ(i,j)の輝度レベルＣ(i,j)を並べ換えると、
下記表６のようになり、この表６のプロファィルデータ
に基づいて作成されるラインプロファイルは図２０に示
すようになる。

【０１３５】

【表６】

【０１３６】なお、上記実施の形態では、各縦ラインＬ
ｎ(i)の輝度重心ｍ(i)′を座標系の基準位置としていた
が、これは、輝度重心ｍ(i)′が高精度に算出できれ
ば、これをライン中心ｍ(i)とすることができ、座標系
の原点に基準位置を合わせることができるからである。
しかし、各縦ラインＬｎ(i)毎に設定される座標系がラ
インプロファイルを算出するための座標系として一致し
ていれば、基準位置を座標系の原点に正確に一致させる
必要は必ずしもなく、例えばＸ＝α（α≠０）の位置を
基準としてもこのαを原点に対するオフセット値と考え
れば、原点を基準とした発光螢光体Ｆ(i,j)の発光位置
と全く等価になるから、座標系の原点以外の点を基準位
置として各発光螢光体Ｆ(i,j)の発光位置を特定するよ
うにしてもよい。

【０１３７】従って、例えば図２１に示すように、縦ラ
インＬｎ(i)毎に、各縦ラインＬｎ(i)に含まれる発光螢
光体の輝度レベルＣ(i.j)により粗いプロファイルＰを
算出し、このラインプロファイルにおける最大値のＱ％
のレベルの位置（ａ点もしくはｂ点）を基準位置とする
ようにしてもよい。なお、ａ点，ｂ点が発光螢光体の輝
度レベルＣ(i.j)に一致しないし場合は、この輝度レベ
ルＱを挟む２個の輝度レベルＣ(i.j)を用いて補間演算
によりａ，ｂ点を算出するようにすればよい。例えばｂ
点の場合、発光螢光体Ｆ(i,4），Ｆ(i,5）の発光位置と
輝度レベルＣ(i,4），Ｃ(i,5）とを用いて輝度レベルＣ
(i,4）と輝度レベルＣ(i,5）とを結ぶ直線を算出すると
ともに、この直線上の輝度レベルＱの位置を算出するこ
とによりｂ点を算出することができる。

【０１３８】また、最大値のＱ％のレベルの位置ａ，ｂ
の中間点ｃ（＝（ａ＋ｂ）／２）を基準位置とするよう
にしてもよく、あるいは輝度重心ｍ(i)′に対してカラ
ーＣＣＤ３の画素ピッチｐ_Hの整数倍の距離だけ偏差し
た位置を基準位置とするようにしてもよい。

【０１３９】また、上記実施の形態では、ラインパター
ンの各縦ラインＬｎ(i)に含まれる発光螢光体数が少な
いので、測定誤差を低減するため、ラインパターンの表
示位置をＬ＝β／２だけ移動させてラインパターンの撮
像画像を２枚取り込み、見かけ上、輝度重心算出用の輝
度データのサンプリング数を増加させるようにしている
が、各縦ラインＬｎ(i)に含まれる発光螢光体数が多い
場合（例えばライン幅に対する螢光体ピッチβが相対的
なサイズが十分に小さい場合）は、ラインパターンの表
示位置を移動させて複数枚のラインパターンの画像を取
り込む必要はなく、ラインパターンを１回だけ撮像し、
その撮像画像を用いて各縦ラインＬｎ(i)の輝度重心ｍ
(i)′を算出するとよい。

【０１４０】また、上記実施の形態では、縦ラインのラ
インプロファイルを測定する場合について説明したが、
本発明は、横ラインのラインプロファイル測定について
も適用することができる。

【０１４１】更に、上記実施の形態では、アパーチャグ
リルタイプのカラーＣＲＴのラインプロファイル測定に
ついて説明したが、本発明はドットマスクタイプのカラ
ーＣＲＴのラインプロファイル測定についても同様に適
用することができる。なお、アパーチャグリルタイプの
カラーＣＲＴでは、縦ラインのラインプロファイル測定
において、ライン幅方向の螢光体の発光位置が離散的と
なるため、測定用のラインパターンのラスタサイズを水
平方向にのみ変更したが、ドットマスクタイプのカラー
ＣＲＴでは、縦／横の両ラインのラインプロファイル測
定において、ライン幅方向の螢光体の発光位置が離散的
となるため、横ラインのラインプロファイル測定におい
ても測定用のラインパターンのラスタサイズを垂直方向
に変更する必要がある。

【０１４２】また、本発明は、ラインプロファイル測定
に限定されるものではなく、ビームプロファイル測定に
も適用することができ、カラーＣＲＴだけでなく、モノ
クロＣＲＴにも適用することができる。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＲＴの表示面に測定パターンに対する発光螢光体の相
対的な位置関係が測定パターン間で異なる複数の測定パ
ターンを表示させ、この複数の測定パターンの撮像画像
を用いて測定パターンのプロファイルを測定するプロフ
ァイル測定装置であって、測定パターン毎に、各測定パ
ターン内の発光螢光体の発光位置を示す座標系の基準位
置を算出するとともに、測定パターン毎に、各測定パタ
ーン内に含まれる発光螢光体の基準位置を原点とする発
光位置と輝度レベルとを算出し、この発光位置と輝度レ
ベルとを用いてプロファイルを算出するようにしている
ので、ＣＲＴの画像表示にリニアリティずれがあること
や撮像光学系に歪曲収差が生じること等に起因して、複
数の測定測定パターンの撮像画像にパターン間隔の不均
一が生じた場合にもこれに起因するラインプロファイル
の測定誤差を低減し、高い精度でプロファイル測定を行
うことができる。

【０１４４】また、ＣＲＴの表示面における表示位置を
螢光体ピッチの整数分の１のピッチで少なくとも１回ず
らせて複数の測定パターンを少なくも２回表示させ、こ
れらの撮像画像のデータを用いて座標系の基準位置を算
出するようにしたので、各測定パターン内に含まれる発
光螢光体が離散的であっても見かけ上、発光螢光体数が
増加し、各測定パターンの基準位置を正確に（特にパタ
ーン間での基準位置のずれが生じないように正確に）算
出することができる。

【０１４５】また、各測定パターンの輝度重心を座標系
の基準位置とするようにしたので、ライン中心（すなわ
ち、座標系の原点）を座標系の基準位置とすることがで
き、各測定パターン毎に算出された発光位置と輝度レベ
ルとに基づくプロファイル演算が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラインプロファイルの測定原理を説明するため
の図で、（ａ）はアパーチャグリルタイプのＣＲＴ表示
面に複数の縦ラインを発光させた状態を示す図、（ｂ）
は各ライン内に含まれる複数の発光螢光体の輝度分布を
示す図、（ｃ）は各ライン毎に得られた輝度分布を合成
してラインプロファイルを算出した状態を示す図であ
る。

【図２】カラーＣＲＴのラインプロファイル測定系のブ
ロック構成図である。

【図３】プロファイル測定装置のデータ取込制御部のブ
ロック構成図である。

【図４】ＣＣＤラインセンサを用いたＣＣＤカメラの光
学系の基本構成を示す一実施の態様の斜視図である。

【図５】見かけ上、拡大されたＣＣＤラインセンサの撮
像範囲を説明するための図である。

【図６】ＣＣＤラインセンサの幅寸法が螢光体のサイズ
と略同一の場合の撮像領域と発光螢光体との関係を示す
図である。

【図７】ＣＣＤラインセンサの幅寸法が螢光体のサイズ
より大きい場合の撮像領域と発光螢光体との関係を示す
図である。

【図８】アパーチャグリルタイプのＣＲＴのフェースプ
レートの構造を示す要部斜視部である。

【図９】螢光体ピッチの算出方法を説明するための図
で、（ａ）は単色全発光されたＣＲＴ表示面を撮像して
得られる縞模様の画像を示す図、（ｂ）は画素データを
抽出して得られる信号を示す図である。

【図１０】電子ビームを水平方向に離散的に照射してカ
ラーＣＲＴの表示面に複数の縦ラインを表示した状態を
示す図である。

【図１１】縦ライン内に含まれる発光螢光体の輝度デー
タから算出される輝度重心とライン中心との関係を示す
図で、（ａ）は輝度重心がライン中心より左側にずれた
状態を示す図、（ｂ）は輝度重心がライン中心より右側
にずれた状態を示す図である。

【図１２】縦ライン内に含まれる発光螢光体の輝度デー
タ数を見かけ上、２倍にした場合の輝度重心とライン中
心との関係を示す図である。

【図１３】ラインパターンの表示位置を変化させる方法
を説明するための図である。

【図１４】水平同期信号を遅延させたときの映像信号と
水平同期信号との関係を示す図である。

【図１５】図１０に示すラインパターンの表示サイズを
横方向に９８．３％に縮小した状態を示す図である。

【図１６】ラインプロファイルの測定手順を示すフロー
チャートである。

【図１７】表示画像にリニアリティずれがあるカラーＣ
ＲＴに表示されたラインパターンを撮像して得られる各
縦ラインＬｎ(i)のプロファイルを示す図で、（ａ）〜
（ｆ）はそれぞれ縦ラインＬｎ(1)〜Ｌｎ(7)のプロファ
イルを示す図である。

【図１８】図１７（ａ）〜（ｆ）に示す各縦ラインＬｎ
(i)に含まれる発光螢光体Ｆ(i,j)の輝度レベルＣ(i,j)
を発光位置（Ｘ座標）に基づき並べ換えて作成したライ
ンプロファイルを示す図である。

【図１９】歪曲収差のあるＣＣＤカメラでラインパター
ンを撮像して得られる各縦ラインＬｎ(i)のプロファイ
ルを示す図で、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ縦ラインＬｎ
(1)〜Ｌｎ(7)のプロファイルを示す図である。

【図２０】図１９（ａ）〜（ｆ）に示す各縦ラインＬｎ
(i)に含まれる発光螢光体Ｆ(i,j)の輝度レベルＣ(i,j)
を発光位置（Ｘ座標）に基づき並べ換えて作成したライ
ンプロファイルを示す図である。

【図２１】縦ライン毎に設定される座標系の基準位置を
輝度重心以外の位置に設定する方法を説明するための図
である。

【図２２】ＣＲＴの表示画像にリニアリティずれがある
状態で複数の縦ラインからなるラインパターンを撮像し
た場合のライン間隔のずれを示す図である。

【図２３】ＣＲＴの表示画像にリニアリティずれがある
場合に生じるライン間隔のずれの一例を示す図である。

【図２４】図２３に示すライン間隔のずれ特性に基づく
縦ラインの表示位置のずれを示す図である。

【図２５】縦ラインの表示位置のずれが発光螢光体の発
光位置の算出結果に与える誤差を説明するための図であ
る。

【図２６】発光螢光体の発光位置の算出結果に含まれる
誤差がプロファイルの測定誤差となることを説明するた
めの図である。

【図２７】撮像光学系に歪曲収差がある場合に生じるラ
イン間隔のずれの一例を示す図である。

【図２８】図２７に示すライン間隔のずれ特性に基づく
縦ラインの表示位置のずれを示す図である。

【図２９】表３に示す撮像光学系に歪曲収差が生じてい
る状態で複数の縦ラインからなるラインパターンを撮像
した場合のライン間隔のずれを示す図である。

【符号の説明】

１プロファイル測定装置２データ取込制御部（表示制御手段）２１Ａ／Ｄ変換器２２ＶＲＡＭ２３ＲＯＭ２４ＲＡＭ２５制御部２６信号発生器２７同期信号遅延部２８垂直同期信号検出部２９通信部３ＣＣＤカメラ４信号発生器５測定制御部（第１〜第３の演算手段）５１制御部５２キーボード５３表示器６カラーＣＲＴ６１カラーブラウン管６１１螢光面６１２アパーチャグリル６１３電子銃マウント部６１４電子銃６１５偏向ヨーク６２第１駆動制御回路６３第２駆動制御回路１０撮影レンズ１１ハーフミラー１２Ａ，１２ＢＣＣＤラインセンサ（撮像手段）１３Ａ，１３Ｂシリンドリカルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA56 AA61 CC00 FF04 GG09 JJ03 JJ19 JJ26 QQ31 2G086 EE12 5C061 BB03 CC05 EE13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定用のＣＲＴの表示面に、測定パタ
ーンに対する発光螢光体の相対的な位置関係が測定パタ
ーン間で異なる複数の測定パターンを表示させる表示制
御手段と、上記ＣＲＴの表示面に対向配置され、上記複数の測定パ
ターンを撮像する撮像手段と、上記撮像手段で上記測定パターンを撮像して得られる画
像データを用いて、測定パターン毎に、各測定パターン
内の上記発光螢光体の発光位置を示す座標系の基準位置
を演算する第１の演算手段と、測定パターン毎に、各測定パターン内に含まれる発光螢
光体の上記第１の演算手段で演算された基準位置を原点
とする発光位置と輝度レベルとを演算する第２の演算手
段と、上記第２の演算手段で算出された各発光螢光体の発光位
置と輝度レベルとを用いて、上記ＣＲＴに表示された上
記測定パターンのプロファイルを演算する第３の演算手
段と、を備えたことを特徴とするプロファイル測定装
置。
【請求項２】請求項１記載のプロファイル測定装置に
おいて、表示制御手段は、ＣＲＴの表示面における表示
位置を螢光体ピッチの整数分の１のピッチで少なくとも
１回ずらせて複数の測定パターンを少なくも２回表示さ
せ、かつ、撮像手段は、ＣＲＴの表示面における表示位
置の異なる上記複数の測定パターンをそれぞれ撮像する
ものであり、第１の演算手段は、上記複数の測定パター
ンの複数の撮像画像を用いて、測定パターン毎に、各測
定パターン内の上記螢光体の発光位置を示す座標系の基
準位置を演算するものであることを特徴とするプロファ
イル測定装置。
【請求項３】請求項１又は２記載のプロファイル測定
装置において、第１の演算手段で算出される座標系の基
準位置は、各測定パターンの輝度重心であることを特徴
とするプロファイル測定装置。
【請求項４】請求項１又は２記載のプロファイル測定
装置において、第１の演算手段で算出される座標系の基
準位置は、各測定パターン内に含まれる発光螢光体の輝
度分布により作成されるプロファイル上の、所定の輝度
レベルを有する２個の発光位置の中間位置であることを
特徴とするプロファイル測定装置。