JP2000253426A

JP2000253426A - Ｃｒｔのコンバージェンス測定方法及びその装置並びにその測定方法に適用される映像信号発生装置

Info

Publication number: JP2000253426A
Application number: JP11054714A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Nishikawa; 宜弘西川; Takao Sakai; 隆夫坂井; Kenji Hamaguri; 謙治蛤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14
Also published as: TW543321B; KR100377350B1; KR20000062584A

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細ＣＲＴのコンバージェンス測定の繰返
測定誤差を低減し、迅速に高精度な測定を可能にする。【解決手段】カラーＣＲＴ６には信号発生器４から出
力される矩形波からなる映像信号Ｓ_P（電子ビームの照
射区間が矩形波で表された信号）がフィルタ回路４１で
平滑化された後、入力される。カラーＣＲＴ６では平滑
化された映像信号Ｓ_P′に基づき所定のテストパターン
が表示され、このテストパターンの撮像画像の信号を用
いて画像処理装置３の制御部３６でコンバージェンス量
が算出される。矩形波を平滑した信号Ｓ_P′で電子ビー
ムの照射を制御することで螢光面に照射される電子エネ
ルギー分布の立上り／立下りの部分を緩やかにし、螢光
体配列に対する電子エネルギー分布の位置の変化に起因
する輝度重心の変化を低減し、これにより繰返測定での
誤差を低減するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーＣＲＴの３
本の電子ビームの集中状態を評価するためのコンバージ
ェンス量を測定するコンバージェンス測定方法及びこの
測定方法を用いたコンバージェンス測定装置並びにこの
測定方法に適用される映像信号発生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーＣＲＴに所定のテストパタ
ーンを表示させ、このテストパターンを撮像して得られ
る画像信号を用いてコンバージェンス量を測定するコン
バージェンス測定装置が知られている。

【０００３】例えば特公平８−３４５９４号公報には、
カラーＣＲＴに白色のクロスハッチパターンもしくはド
ットパターンのテストパターンを表示させ、このテスト
パターンをカラーＣＣＤカメラで撮像して得られるＲ，
Ｇ，Ｂの各色成分の画像データを用いて色成分毎にライ
ンもしくはドットの輝度重心Ｄr，Ｄg，Ｄbを算出し、
例えばＧの色成分の輝度重心ＤgとＲ，Ｂの色成分の輝
度重心Ｄr，Ｄbとの差Ｃr（＝Ｄr−Ｄg），Ｃb（＝Ｄb
−Ｄg）をコンバージェンス量として算出する方法が示
されている。

【０００４】また、米国特許第４，４０８，１６３号公
報には、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分毎に、対応する色の特定の
一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の発光螢光体をカラー
ＣＣＤカメラで撮像し、各照射位置における電子ビーム
内の螢光体の相対的な発光位置と発光輝度とを用いて電
子ビームのスポットプロファイルを算出するとともに、
輝度重心を算出し、各色成分の輝度重心の差をコンバー
ジェンス量として算出する方法が示されている。

【０００５】また、米国特許第５，４７３，３９４号公
報には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分を同時にドット表示さ
せ、そのドット表示の位置を所定のピッチで変化させな
がら、各表示位置での発光螢光体をカラーＣＣＤカメラ
でそれぞれ撮像し、各表示位置における電子ビーム内の
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
ームのスポットプロファイルを算出するとともに、輝度
重心を算出し、各色成分の輝度重心の差をコンバージェ
ンス量として算出する方法が示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ＣＲ
Ｔディスプレイの高精細化に伴い、電子ビームのスポッ
ト径が小さくなり、コンバージェンス状態は同一である
が、例えば図１９及び図２０に示すように、繰返測定に
おいて電子ビームの照射位置が異なると、ビーム内にお
ける発光螢光体の位置関係が異なり、従来の輝度重心法
により算出されるコンバージェンス量が異なるという問
題が生じている。

【０００７】図１９及び図２０はアパーチャグリルタイ
プのカラーＣＲＴの螢光体面にＲ，Ｇ，Ｂの３本の電子
ビームを照射してドット表示した状態を示し、図２０は
図１９において３本の電子ビームの照射位置を螢光体１
ライン分だけ左側にずらしたものである。

【０００８】両図において楕円Ｑr，Ｑg，Ｑbはそれぞ
れＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の電子ビームのビームスポット
である。また、横方向に配列された複数の帯Ｆは螢光体
であり、各螢光体Ｆに付した「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の
文字はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの色の螢光体であることを示
している。また、螢光体Ｆの下段に示した棒グラフは当
該螢光体Ｆの発光レベルを示し、Ｄr，Ｄg，Ｄbはそれ
ぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色のビームスポットＱr，Ｑg，Ｑb
の輝度重心を示している。

【０００９】図１９と図２０とを比較すれば明らかなよ
うに、両者は３本の電子ビームのコンバージェンス状態
は同一であるが、電子ビームの照射位置が螢光体１ライ
ン分だけずれているため各色のビームスポット内におけ
る発光螢光体Ｆの発光位置が異なり、各色のビームスポ
ットＱr，Ｑg，Ｑbの横方向の輝度重心Ｄr，Ｄg，Ｄbが
異なっている。このため、例えばＧの色のビームスポッ
トの輝度重心ＤgとＲ，Ｂの各色のビームスポットの輝
度重心Ｄr，Ｄbとの横方向のずれ量Ｃrx（＝｜Ｄr−Ｄg
｜），Ｃbx（＝｜Ｄb−Ｄg｜）を横方向のコンバージェ
ンス量とすると、図１９の場合のコンバージェンス量Ｃ
rx，Ｃbxと図２０の場合のコンバージェンス量Ｃrx，Ｃ
bxとは異なるものとなっている。

【００１０】なお、アパーチャグリルタイプのカラーＣ
ＲＴでは螢光体Ｆが縦方向に連続的に塗布されているの
で、ドットの表示位置が縦方向に変化しても縦方向のコ
ンバージェンス量の繰返測定の誤差はほとんど生じるこ
とはないが、ドットマトリックスタイプのカラーＣＲＴ
においては縦方向についても横方向と同様にコンバージ
ェンス量の繰返測定の誤差が生じる。

【００１１】上記従来の公報にはＣＲＴディスプレイの
高精細化に伴う電子ビームのスポット径が小さくなった
場合の上記問題は全く言及されておらず、その解決手段
の示唆も全くなされていない。従って、上記公報に記載
のものではコンバージェンス状態が同一であっても繰返
測定においてカラーＣＲＴのフェースプレートにおける
電子ビームの照射位置が異なれば、コンバージェンス量
の繰返測定の誤差が生じることとなる。

【００１２】また、米国特許第５，４７３，３９４号公
報のものは完全なプロファイルを得るために螢光体ピッ
チβの１／ｎ（ｎ：整数）でドットの表示位置を移動さ
せるが、ＣＲＴの駆動電源の高圧変動や外部の電磁場の
変動によるジッタによりドットの表示位置の移動量が異
なるので、輝度重心の算出結果に誤差が生じ、その測定
誤差がコンバージェンス量の測定結果に影響する。測定
の都度校正をすれば、ドットの表示位置の移動量の精度
を高めることができるが、測定時間が長くなり、コンバ
ージェンス量の測定速度が低下するという問題が生じ
る。

【００１３】また、例えば測定を複数回行い、これらの
平均値をコンバージェンス量とすることで繰返誤差を低
減することも考えられるが、この方法では測定回数が多
くなると、測定結果が出力されるまでの時間が長くなる
ので、測定精度と測定速度との関係で測定回数を設定す
る必要があり、十分な測定精度が得られない場合も生じ
得るという問題がある。

【００１４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、電子ビームと螢光体との位相関係が測定に影響を
与える場合も測定の繰返誤差を低減し、安定かつ高精度
にコンバージェンス量を測定することのできるコンバー
ジェンス測定装置を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＲＴの螢光
面の所定の位置に電子ビームを照射して当該ＣＲＴの表
示面に所定のテストパターンを表示させ、そのテストパ
ターンを撮像手段で撮像し、演算手段でその撮像画像の
信号を用いて各色成分毎に上記テストパターンの輝度重
心を算出した後、その算出結果に基づいて上記ＣＲＴの
コンバージェンス量を算出するＣＲＴのコンバージェン
ス測定方法において、上記電子ビームを照射することに
より上記ＣＲＴの螢光面の所定の位置に形成される電子
エネルギー分布の空間周波数を所定の低周波領域に制限
するものである（請求項１）。

【００１６】また、本発明は、ＣＲＴの表示を制御する
ための映像信号を発生する映像信号発生手段と、上記Ｃ
ＲＴの表示面に対向配置され、上記映像信号に基づいて
螢光面の所定の位置に電子ビームが照射されて上記ＣＲ
Ｔの表示面に表示された所定のテストパターンを撮像す
る撮像手段と、上記テストパターンの撮像画像を構成す
る信号を用いて各色成分毎に上記テストパターンの輝度
重心を演算し、その演算結果に基づいて上記ＣＲＴのコ
ンバージェンス量を算出する演算手段とを備えたＣＲＴ
のコンバージェンス測定装置において、上記映像信号発
生手段は、上記電子ビームを照射することにより上記Ｃ
ＲＴの螢光面の所定の位置に形成される電子エネルギー
分布の空間周波数を所定の低周波領域に制限する映像信
号を発生するものである（請求項３）。

【００１７】なお、上記電子エネルギー分布の空間周波
数は、上記ＣＲＴの螢光体ピッチに応じた所定の低周波
領域に制限するとよい（請求項２，４）。

【００１８】請求項１又は３記載の発明によれば、ＣＲ
Ｔで映像信号に基づいて螢光面の所定の位置に電子ビー
ムが照射されて当該ＣＲＴの表示面に所定のテストパタ
ーンが表示される。電子ビームの照射によりＣＲＴの螢
光面に形成される電子エネルギー分布は電子ビームの静
止時のビーム形状と映像信号の波形との畳み込みによっ
て決定され、電子エネルギー分布の空間周波数は映像信
号の波形により所定の低周波領域に制限されてＣＲＴの
表示面には鮮鋭度の低いテストパターン（ぼけの掛かっ
たテストパターン）が表示される。このテストパターン
の画像は撮像手段で撮像され、その撮像画像を用いて各
色成分毎にテストパターンの輝度重心が算出され、その
算出結果に基づいてＣＲＴのコンバージェンス量が算出
される。

【００１９】例えばテストパターンとして縦ラインが表
示された場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の縦ラインの幅方向
（横方向）の輝度重心をＤr，Ｄg，Ｄbとすると、例え
ばＧの色の輝度重心を基準としたＲ，Ｂの色の輝度重心
のずれＣr（＝Ｄr−Ｄg）、Ｃb（＝Ｄb−Ｄg）が横方向
のコンバージェンス量として算出される。この場合、Ｃ
ＲＴの螢光面の縦ラインの表示位置における電子エネル
ギー分布（電子ビームをライン幅分だけ走査させること
により当該表示位置に形成される電子エネルギー分布）
の空間周波数は所定の低周波領域に制限されているの
で、エネルギー分布の立上り及び立下り部分が緩やかに
変化し、ＣＲＴの表示面には鮮鋭度の低い縦ラインが表
示される。このため、繰返測定において螢光体配列に対
する電子エネルギー分布の位置が微小変化した場合にも
各螢光体の発光量の変化は縦ラインの鮮鋭度が高い場合
よりも少なくなる。この結果、各測定における各色成分
毎のテストパターンの輝度重心の誤差は小さくなり、コ
ンバージェンス測定の繰返誤差が低減される。

【００２０】また、請求項２又は４記載の発明によれ
ば、電子エネルギー分布の空間周波数は測定対象のＣＲ
Ｔの螢光面の螢光体ピッチに応じた所定の低周波領域に
制限される。すなわち、ＣＲＴの螢光体ピッチが大きく
なるほど、電子エネルギー分布の空間周波数はより低周
波領域に寄り、電子エネルギー分布の立上り及び立下り
の部分の傾斜が緩くなる。

【００２１】また、本発明は、上記ＣＲＴのコンバージ
ェンス測定装置において、上記映像信号発生手段は、電
子ビームの照射期間に対応した矩形波からなる信号を発
生する矩形波信号発生手段と、上記矩形波信号発生手段
から出力される信号の所定の高周波成分を除去するフィ
ルタ手段とからなるものである（請求項５）。

【００２２】上記構成によれば、矩形波信号発生手段で
電子ビームの照射期間に対応した矩形波からなる信号が
発生され、更にこの信号の所定の高周波成分がフィルタ
手段で除去されて各矩形波の立上り及び立下りの部分が
平滑化された映像信号が生成される。

【００２３】そして、上記映像信号に基づいてＣＲＴの
螢光面に電子ビームが照射されると、照射位置における
電子エネルギー分布は電子ビームの静止時のビーム形状
と電子ビームが照射される期間との畳み込みによって得
られ、立上り及び立下りの部分が緩やかに変化する分布
となる。例えば電子ビームの静止時のビーム形状をガウ
ス分布とし、電子ビームの照射期間をビーム径と略同一
とすると、電子エネルギー分布はガウス分布に類似した
山形の形状となるが、矩形波の立上り及び立下りの部分
は緩やかに変化しているので、電子エネルギー分布は幅
の広い山形（標準偏差の大きい山形）となる。

【００２４】また、本発明は、上記コンバージェンス測
定装置において、上記映像信号発生手段は、階段状にレ
ベルを変化させてガウス分布に近似した階段波からなる
映像信号を発生するものである（請求項６）。

【００２５】上記構成によれば、階段状にレベルを変化
させてガウス分布に近似した階段波からなる映像信号が
生成され、この映像信号は測定対象のＣＲＴに入力され
る。そして、上記映像信号に基づいてＣＲＴの螢光面に
電子ビームが照射されると、照射位置における電子エネ
ルギー分布は電子ビームの静止時のビーム形状とガウス
分布に近似した階段波との畳み込みによって得られ、立
上り及び立下りの部分が緩やかに変化した分布となる。
すなわち、電子ビームの静止時のビーム形状をガウス分
布とすると、電子ビームの照射位置においては電子ビー
ムの走査により階段波の各レベルに応じたレベルを有す
る山形の電子ビームが重畳されるので、電子エネルギー
分布は幅の広いガウス分布に近似した山形の形状（標準
偏差の大きい山形）となる。

【００２６】また、本発明は、上記ＣＲＴのコンバージ
ェンス測定方法に適用される映像信号発生装置であっ
て、電子ビームを照射することにより上記ＣＲＴの螢光
面の所定の位置に形成される電子エネルギー分布の空間
周波数を所定の低周波領域に制限する映像信号を発生す
るものである（請求項７）。

【００２７】上記構成によれば、映像信号発生装置で発
生された映像信号は測定対象のＣＲＴに入力され、ＣＲ
Ｔではこの映像信号に基づいて螢光面の所定の位置に電
子ビームが照射されて当該ＣＲＴの表示面に所定のテス
トパターンが表示される。電子ビームの照射によりＣＲ
Ｔの螢光面に形成される電子エネルギー分布は電子ビー
ムの静止時のビーム形状と映像信号の波形との畳み込み
によって決定されるが、電子エネルギー分布の空間周波
数は映像信号の波形により所定の低周波領域に制限さ
れ、ＣＲＴの表示面には鮮鋭度の低いテストパターン
（ぼけの掛かったテストパターン）が表示される。

【００２８】なお、上記映像信号発生装置において、上
記電子エネルギー分布の空間周波数を上記ＣＲＴの螢光
体ピッチに応じた所定の低周波領域に制限する映像信号
を発生するとよい（請求項８）。

【００２９】上記構成によれば、映像信号発生装置で電
子エネルギー分布の空間周波数を測定対象のＣＲＴの螢
光面の螢光体ピッチに応じた所定の低周波領域に制限す
る映像信号が発生される。すなわち、ＣＲＴの螢光体ピ
ッチが大きくなるほど、電子エネルギー分布の空間周波
数がより低周波領域に偏るような映像信号が発生され
る。従って、螢光体ピッチの大きいＣＲＴほど、電子ビ
ームの照射により螢光面に形成される電子エネルギー分
布は立上り及び立下りの部分が緩やかに変化する形状と
なる。

【００３０】また、本発明は、上記映像信号発生装置に
おいて、電子ビームの照射期間に対応した矩形波からな
る信号を発生する矩形波信号発生手段と、上記矩形波信
号発生手段から出力される矩形信号の所定の高周波成分
を除去するフィルタ手段とからなるものである（請求項
９）。

【００３１】上記構成によれば、矩形波信号発生手段で
電子ビームの照射期間に対応した矩形波からなる信号が
発生され、更にこの信号の所定の高周波成分がフィルタ
手段で除去されて各矩形波の立上り及び立下りの部分が
平滑化された映像信号が生成され、この映像信号が測定
対象のＣＲＴに入力される。ＣＲＴでこの映像信号に基
づき螢光面に電子ビームが照射されると、当該螢光面に
は矩形波のレベルに応じたレベルを有する山形の電子ビ
ームが重畳され、立上り及び立下りの部分が緩やかに変
化する山形若しくは台形状の電子エネルギー分布が形成
される。

【００３２】また、本発明は、上記映像信号発生装置に
おいて、階段状にレベルを変化させてガウス分布に近似
した階段波からなる映像信号を発生するものである（請
求項１０）。

【００３３】上記構成によれば、映像信号発生装置で階
段状にレベルを変化させてガウス分布に近似した階段波
からなる映像信号が生成され、この映像信号は測定対象
のＣＲＴに入力される。ＣＲＴでこの映像信号に基づき
螢光面に電子ビームが照射されると、当該螢光面には階
段波の各レベルに応じたレベルを有する山形の電子ビー
ムが重畳されるので、幅の広いガウス分布に近似した山
形の形状（標準偏差の大きい山形）の電子エネルギー分
布が形成される。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るコンバージェ
ンス測定装置を用いたコンバージェンス測定系の構成を
示す図である。また、図２は同コンバージェンス測定系
のブロック構成図である。

【００３５】コンバージェンス測定装置１はＣＣＤカメ
ラ２、画像処理装置３、信号発生器４、帯域制限回路４
１及び測定制御装置５から構成されている。ＣＣＤカメ
ラ２及び測定制御装置５はそれぞれケーブルにより画像
処理装置３に接続されている。なお、画像処理装置３は
測定制御装置５と通信可能に接続されている。コンバー
ジェンス測定の際には測定対象のカラーＣＲＴ６が帯域
制限回路４１を介して信号発生器４に接続される。

【００３６】カラーＣＲＴ６は電磁偏向型カラーＣＲＴ
で、図３に示すように画像を表示するカラーブラウン管
６１とこのカラーブラウン管６１の駆動を制御する駆動
制御回路６２とを備えている。カラーブラウン管６１は
図５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Ｆ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bを塗布して螢光面６１
１が形成されている。また、ブラウン管６１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６
１３内にはＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応して３本の電子銃６
１４が設けられ、電子銃マウント６１３の先端の外側に
偏向ヨーク６１５が設けられている。

【００３７】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Ｂｍを制
御するものである。駆動制御回路６２は信号発生器４か
ら帯域制限回路４１を通して入力される映像信号に基づ
いて電子銃６１４の駆動を制御する。

【００３８】ＣＣＤカメラ２はカラーＣＲＴ６の表示面
に表示された所定のテストパターンを撮像する撮像装置
である。ＣＣＤカメラ２はカラーＣＣＤエリアセンサか
らなる撮像素子とこの撮像素子の撮像面にテストパター
ンの画像を結像させる光学倍率一定の結像レンズとを備
えている。ＣＣＤエリアセンサは図４に示すように、例
えば（水平７６８×垂直４８４）個の画素ｇが２次元マ
トリックス状に配列されてなるもので、１つの画素ｇ
は、例えば（水平８．４μｍ×垂直９．８μｍ）のサイ
ズを有している。

【００３９】ＣＣＤカメラ２はカラーＣＣＤエリアセン
サ（以下、ＣＣＤと略称する。）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
可能になっている。ＣＣＤカメラ２からは撮像画像を構
成する画像信号がＲ，Ｇ，Ｂの色成分に分離されて出力
される。

【００４０】画像処理装置３はカラーＣＲＴ６に表示さ
れた所定のテストパターン（例えばドットパターン、ラ
インパターン若しくはクロスハッチパターン等）の画像
をＣＣＤカメラ２で取り込むとともにその取込画像を用
いてテストパターンの輝度重心の算出処理を行うもので
ある。

【００４１】カラーＣＲＴ６からはテストパターンの模
様に対応した所定の矩形波列からなる映像信号（ハイレ
ベルの部分で電子ビームが螢光面６１１に照射され、そ
の照射位置の螢光体を発光させるような信号）が出力さ
れ、この映像信号は帯域制限回路４１で各矩形波列の立
上り及び立下りの部分が緩やかに変化するように平滑化
された後、カラーＣＲＴ６に入力され、これによりカラ
ーＣＲＴ６の表示面に所定のテストパターンが表示され
る。例えばカラーＣＲＴ６の表示面に左端から距離Ｌの
位置にライン幅τの縦ラインパターンを表示させる場
合、図６に示すように、水平同期信号Ｓ_Hから所定の時
間ｔ（電子ビームＢｍが距離Ｌだけ水平走査するのに要
する時間）だけ遅延させたパルス幅τ（電子ビームＢｍ
が距離Ｗだけ水平走査するのに要する時間）の矩形波Ｐ
からなる映像信号Ｓ_Pが信号発生器４から出力される。
この映像信号Ｓ_Pは帯域制限４１により矩形波Ｐのエッ
ジ部分が平滑化された映像信号Ｓ_P′に変更されてカラ
ーＣＲＴ６に入力される。

【００４２】カラーＣＲＴ６では駆動制御回路６２によ
り映像信号Ｓ_P′に基づいて電子銃６１４が駆動され、
カラーＣＲＴ６の表示面の縦ラインＰ_Lの位置では、図
７に示すように、電子ビームＢｍが螢光面６１１上を水
平走査される。同図に示すように縦ラインＰ_Lのエッジ
部分では電子ビームＢｍのピーク値が変化するので（暫
増若しくは暫減するので）、螢光面６１１の縦ラインＰ
_Lの表示位置における電子エネルギー分布は映像信号Ｓ_P
に基づいてカラーＣＲＴ６を駆動した場合に比して裾野
が広がり、縦ラインＰ_Lの輪郭の明瞭度は低下するもの
となっている。すなわち、縦ラインＰ_Lの画像はぼけた
画像（鮮鋭度の低い画像）となっている。

【００４３】このように、カラーＣＲＴ６の表示面に表
示されるテストパターンＰ_Lの鮮鋭度を低くしているの
は、コンバージェンス量の測定値の繰返誤差を低減し、
安定して高精度のコンバージェンス量測定を可能にする
ためである。なお、テストパターンの鮮鋭度とコンバー
ジェンス測定における繰返誤差との関係については後述
する。

【００４４】画像処理装置３はＣＣＤカメラ２の露光動
作（撮像動作）の駆動を制御してカラーＣＲＴ６に表示
されたテストパターンの画像を取り込む。そして、その
テストパターンの画像を用いてＲ，Ｇ，Ｂの色成分毎に
ビームの輝度重心を算出する。

【００４５】画像処理装置３は図２に示すように、アン
プ３１、Ａ／Ｄ変換器３２、ＶＲＡＭ（Video RAM)３
３、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４、ＲＯＭ（Re
ad Only Memory）３５及び制御部３６を備えている。

【００４６】アンプ３１はＣＣＤカメラ３からＲ，Ｇ，
Ｂの色成分に分離されて出力される画像信号（ＣＣＤの
各画素の受光信号）を所定のレベルに増幅するものであ
る。Ａ／Ｄ変換器３２は画像信号（アナログ信号）を、
例えば１０ビットのデジタル信号（以下、画像データと
いう。）に変換するものである。ＶＲＡＭ３３はＡ／Ｄ
変換器３２から出力される画像データをＲ，Ｇ，Ｂの色
成分毎に記憶するメモリである。従って、ＶＲＡＭ３３
は少なくとも各色成分毎の画像を記憶し得る記憶容量を
有している。

【００４７】ＲＯＭ３５はコンバージェンス測定のため
のテストパターンの撮像、撮像画像の画像処理及びミス
コンバージェンス量演算等を行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、ＲＡＭ３４は制御部
３６が上記制御プログラムに従って所定の処理を行うた
めのメモリである。

【００４８】制御部３６はＣＣＤカメラ２によるこのテ
ストパターンの撮像制御、撮像画像の画像処理及び撮像
画像に基づく各色成分毎の輝度重心位置の演算を行うも
のである。

【００４９】各色成分毎の輝度重心位置の演算は、例え
ば図６に示す白色の縦ラインＰＬの撮像画像を用いて水
平方向の輝度重心を演算する場合を例に説明すると、以
下のように行われる。

【００５０】まず、輝度重心の演算に先立ち、カラーＣ
ＲＴ６の同一色の螢光体の水平方向の距離ｐx（以下、
螢光体ピッチｐxという。）の演算が行われる。なお、
螢光体ピッチｐxが既知の場合は測定制御装置５の入力
部５２からそのデータを入力するようにしてもよい。

【００５１】螢光体ピッチｐxはＣＣＤカメラ２をＣＲ
Ｔ表示面の所定の位置に対向配置した状態でカラーＣＲ
Ｔ６を単色全発光させ、当該ＣＣＤカメラ２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
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Ｂｍの照射範囲
をＣＣＤカメラ２の撮像範囲に限定するようにしてもよ
い。

【００５２】アパーチャグリルタイプのカラーＣＲＴの
場合、ＣＣＤカメラ２で撮像された全発光像は図８
（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（ＣＣＤからの出力信号をＡ／Ｄ変換したデ
ータ）はＶＲＡＭ３３に格納される。そして、ＶＲＡＭ
３３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）に示す正弦波状の信号Ｓが得られる。図
８（ａ）において、縦縞Ｍ(1)，Ｍ(2)，…Ｍ(8)はＧの
色の螢光体の発光部分の像であり、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β
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８
（ａ）では７個）で当該距離Ｄ_ABを除することにより横
方向の螢光体ピッチｐxが算出される。

【００５３】制御部３６は信号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ＶＲＡＭ３３上の画素アドレスＡＤ
Ｄ(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ＲＡＭ３４に記憶す
る。

【００５４】ＣＣＤの水平方向（図４において、ｘ方
向）の画素ピッチ（同一色の画素の隣接間隔）をｐ_CCD
とすると、距離ｄ_ABはｄ_AB＝（ＡＤＤ(8)−ＡＤＤ(1)）
・ｐ_CCDにより算出され、更に距離Ｄ_ABはＤ_AB＝ｄ_AB／
βにより算出される。

【００５５】従って、制御部３６は、ｐx＝Ｄ_AB／Ｎ_AB ＝｛ADD(8)−ADD(1)]・ｐ_CCD／（β・Ｎ_AB）を演算することにより横方向の螢光体ピッチｐxを算出
し、その算出結果をＲＡＭ３４に格納する。

【００５６】次に、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分毎に横方向の輝
度重心Ｄrx，Ｄgx，Ｄbxの演算が行われる。

【００５７】輝度重心Ｄrx，Ｄgx，ＤbxはＣＣＤカメラ
２をＣＲＴ表示面の所定の位置に対向配置した状態でカ
ラーＣＲＴ６に縦ラインＰ_Lからなる白色のテストパタ
ーンを表示させ、当該ＣＣＤカメラ２を駆動してこのテ
ストパターンを撮像し、この撮像画像の各色成分の画像
データを用いて算出される。

【００５８】ＣＣＤカメラ２により縦ラインＰ_Lからな
るテストパターンの撮像が行われると、ＣＣＤカメラ２
からＲ，Ｇ，Ｂの色成分に分離して画像信号が出力さ
れ、その画像信号はＡ／Ｄ変換器３２でデジタル信号の
画像データに変換された後、ＶＲＡＭ３３に記憶され
る。続いて、ＶＲＡＭ３３に記憶されたＲ，Ｇ，Ｂの各
色成分の画像データから縦ラインＰ_Lを構成する画像デ
ータがそれぞれ抽出され、その画像データを用いて各色
毎に縦ラインＰ_Lの水平方向（ｘ方向）の輝度重心Ｄr
x，Ｄgx，Ｄbxが算出される。

【００５９】なお、縦方向の輝度重心Ｄry，Ｄgy，Ｄby
はカラーＣＲＴ６に横ラインからなる白色のテストパタ
ーンを表示させ、横方向の輝度重心Ｄrx，Ｄgx，Ｄbxの
演算と同様の方法でこのテストパターンの撮像画像を用
いて算出される。

【００６０】図１に戻り、信号発生器４はビデオジェネ
レータからなり、カラーＣＲＴ６に表示させるコンバー
ジェンス測定用の所定のテストパターン（例えばドット
パターンやクロスハッチパターンやラインパターン等）
に対応する所定の映像信号Ｓ _Pを発生するものである。
信号発生器４からはＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の映像信号
（パターン信号）Ｓ_Pが出力され、帯域制限回路４１を
介してカラーＣＲＴ６に入力される。

【００６１】帯域制限回路４１は低周波フィルタ回路
（ローパスフィルタ）からなり、信号発生器４から出力
される矩形波列からなる映像信号Ｓ_Pの周波数帯域を所
定の低周波領域に制限するものである。帯域制限回路４
１（以下、ローパスフィルタ４１という。）の回路構成
としては定Ｋ形、誘導ｍ形、格子形回路等の任意のタイ
プのＬＣフィルタを採用することができる。また、ＬＣ
フィルタ以外のメカニカルフィルタ、水晶フィルタ、セ
ラミックフィルタ等を用いてもよい。更に本実施の形態
では高周波成分を制限する回路としてローパスフィルタ
を用いているが、バンドパスフィルタを用いて所定の領
域の高周波成分を制限するようにしてもよい。

【００６２】測定制御装置５はコンバージェンス測定シ
ステムの動作制御を行うとともに、コンバージェンス量
の測定結果を表示部５３に出力するものである。測定制
御装置５は演算処理部５１、キーボード等の入力部５
２、カラーＣＲＴやＬＣＤ等からなる表示部５３が一体
的に構成されたパーソナルコンピュータで構成されてい
る。測定制御装置５は入力部５２からコンバージェンス
測定の指示が入力されると、画像処理装置３との間でコ
ンバージェンス測定に必要なデータの交信を行い、画像
処理装置３に対してカラーＣＲＴ６に表示されたテスト
パターンの撮像及びこの撮像画像を用いた輝度重心の演
算等の処理を行わせ、その演算結果を取り込む。そし
て、その演算結果を用いてコンバージェンス量を算出
し、その算出結果を表示部５３に出力する。

【００６３】コンバージェンス量の測定はＲ，Ｇ，Ｂの
各色成分の輝度重心Ｄij（ｉ＝r，g，b、ｊ＝x，y）の
うち、いずれかの輝度重心Ｄij、例えばＧの色の輝度重
心Ｄgjを基準とした輝度重心間のずれ量Δｃrj（＝Ｄrj
−Ｄgj）,Δｃbj（＝Ｄbj−Ｄgj）を算出し、この算出
結果と撮影レンズの光学倍率βとから、 ΔＣrx＝Δｃrx／β …（１） ΔＣbx＝Δｃbx／β …（２） ΔＣry＝Δｃry／β …（３） ΔＣby＝Δｃby／β …（４）の演算式によりカラーＣＲＴ６の水平方向のコンバージ
ェンス量ΔＣrx，ΔＣbxと垂直方向のコンバージェンス
量ΔＣry,ΔＣbyとが算出される。

【００６４】次に、カラーＣＲＴ６に鮮鋭度の低いテス
トパターンを表示させてコンバージェンス測定を行った
場合の測定精度に与える効果について説明する。

【００６５】図６において、映像信号Ｓ_Pに基づき電子
ビームＢｍを水平走査をしたときの任意の水平ラインに
おける縦ラインＰ_Lの部分に照射される電子ビームのエ
ネルギー分布（すなわち、螢光体発光に寄与する電子エ
ネルギーの分布）は、静止時の電子ビームＢｍのビーム
形状とそのビーム形状を有する電子ビームＢｍの縦ライ
ンＰ_Lのライン幅Ｗにおける走査信号（矩形波信号）と
の畳み込みによって得られ、その波形は、例えば図９に
示す分布Ｅの形状を有している。

【００６６】なお、図９では電子ビームＢｍのビーム形
状をガウス分布とし、電子ビームＢｍを当該電子ビーム
のビーム径１個分だけ走査させているので、電子エネル
ギーの分布Ｅ（以下、この分布を実ビーム分布とい
う。）もガウス分布に近似した山形の形状となっている
が、走査距離をこれ以上に長くすると、実ビーム分布Ｅ
は台形形状となる。

【００６７】コンバージェンス測定の繰返測定における
測定誤差は図１０に示すように、カラーＣＲＴ６の螢光
面６１１に塗布された螢光体Ｆに対する実ビーム分布Ｅ
１，Ｅ２の相対的な位置のずれに起因して生じる。

【００６８】図１０において、実ビーム分布Ｅ１，Ｅ２
を、例えばＧの色の実ビーム分布とし、実線で示す実ビ
ーム分布Ｅ１を１回目の測定時の分布とし、一点鎖線で
示す実ビーム分布Ｅ２を２回目の測定時の分布とする。
実ビーム分布Ｅ１は分布の中心ｎ1がＧの色の螢光体Ｆ_G
に一致し、実ビーム分布Ｅ２の分布の中心ｎ2は螢光体
Ｆの横方向の配列ピッチ（隣接する螢光体間の距離）を
ξとすると、螢光体Ｆ _G2からξだけ右側にずれた位置と
なっている。

【００６９】そして、実ビーム分布Ｅ１に対する螢光体
Ｆ_G1，Ｆ_G2，Ｆ_G3の発光レベルをそれぞれ（ａ1，ａ2，
ａ3）とし、実ビーム分布Ｅ２に対する螢光体Ｆ_G1，Ｆ_G
2，Ｆ_G3の発光レベルをそれぞれ（ｂ1，ｂ2，ｂ3）とす
ると、図１１に示すようになる。

【００７０】実ビーム分布Ｅ１，Ｅ２の輝度重心をそれ
ぞれ螢光体Ｆ_G2の位置を基準として右方向に距離Ｄg1，
Ｄg2だけずれた位置とすると、実ビーム分布Ｅ１につい
ては、ａ1・(ｐx+Ｄg1)+ａ2・Ｄg1-ａ3・(ｐx-Ｄg1)＝０ａ1＝ａ3＞０，ａ2＞０が成立するので、上式よりＤgx＝０となり、実ビーム分
布Ｅ１の輝度重心Ｄgxは、基準位置（すなわち、螢光体
Ｆ_G2の位置）となる。

【００７１】また、実ビーム分布Ｅ２につい_Gては、ｂ1・(ｐx+Ｄg2)+ｂ2・Ｄg2-ｂ3・(ｐx-Ｄg2)＝０ｂ1＞０，ｂ2＞０，ｂ3＞０が成立するので、上式よりＤgx＝（ｂ3−ｂ1)・ｐx/（ｂ
1＋ｂ2＋ｂ3)となり、実ビーム分布Ｅ１の輝度重心Ｄg
１は基準位置から右方向に（ｂ3−ｂ1)・ｐx/（ｂ1＋ｂ2
＋ｂ3)だけずれた位置となる。従って、１回目と２回目
との間でＧの色の輝度重心Ｄgxは、｜（ｂ3−ｂ1)・ｐx/
（ｂ1＋ｂ2＋ｂ3)｜だけ変化することになる。

【００７２】図１２は静止時の電子ビームＢｍのビーム
形状をガウス分布とし、水平ラインにおける映像信号を
縦ラインに対応する位置で基準レベルから所定レベルに
変化する矩形波（図６の映像信号Ｓ_Pに相当）とし、ビ
ーム走行幅Ｗ′をパラメータとして縦ラインの部分の螢
光体配列に対する実ビーム分布Ｅの位置を螢光体配列ピ
ッチξの範囲で変化させたときの水平方向の輝度重心の
変化量δＤxの最大値δＤxmax′をシミュレーションし
た図である。

【００７３】同図において、横軸は電子ビームＢｍのビ
ーム形状の標準偏差σ′であり、縦軸は輝度重心の最大
変化量δＤxmax′である。なお、ビーム走行幅Ｗ′、標
準偏差σ′及びδＤxmax′の目盛-は螢光体ピッチｐxを
単位としたもので、ビーム走行幅、電子ビームＢｍのビ
ーム形状の標準偏差及び最大変化量の実際のサイズＷ，
σ，δＤxmaxはそれぞれ目盛値に螢光体ピッチｐxを乗
ずることにより算出される。すなわち、Ｗ＝Ｗ′・ｐx
〔mm〕、σ＝σ′・ｐx〔mm〕、δＤxmax＝δＤxmax′
・ｐx〔mm〕である。

【００７４】同図から分かるように電子ビームＢｍのビ
ーム形状が急峻になる程、最大変化量δＤxmax′は増大
し、ビーム形状が同一であってもビーム走行幅Ｗ′が短
くなる程、最大変化量δＤxmax′は増大する。このこと
は以下のように考えると定性的に理解することができ
る。すなわち、電子ビームＢｍのビーム形状の標準偏差
σ′が小さくなると、図１０において、実ビーム分布Ｅ
１，Ｅ２の標準偏差も小さくなり、図１３に示すように
分布の裾野の広がりが狭くなる。このため、図１４に示
すように実ビーム分布Ｅがわずかに右側に変化した場合
でも実ビーム分布内の左端の輝度レベルａ1と右端の輝
度レベルａ3とのバランスが大きく変化し（図１４でｂ1
＝０となっている）、実ビーム分布Ｅの輝度重心Ｄgに
右方向に大きく変化することになる。また、ビーム走行
幅Ｗ′を短くする場合は同一の螢光体の発光時間内での
ビーム走行幅Ｗ′を短くするため、実質的に実ビーム分
布Ｅの広がりが狭くなることになり、結果的に図１３及
び図１４の場合と同様となる。

【００７５】例えば解像度１２００の１７インチカラー
ＣＲＴにおいて、水平方向の表示サイズを３００mmとす
ると、表示可能な縦ラインのライン幅は３００／１２０
０＝０．２５mmとなる。このライン幅はほぼ螢光体ピッ
チｐx（＝２６０μm）に等しく、図１２ではビーム走行
幅Ｗ′＝０．５のグラフに従って輝度重心の最大変化量
δＤxmax′が変化すると推定される。従って、電子ビー
ムＢｍのビーム形状の標準偏差σ′が、例えば０．２
（すなわち、σ＝５０μm）に設定されていると、コン
バージェンス測定の繰返測定において、輝度重心の最大
変化量δＤxmaxはおよそ４９．４μm（＝σ′×ｐx＝
０．１９×２６０μm）になることが分かる。

【００７６】上記のように螢光体配列に対する実ビーム
分布Ｅの相対的な位置のずれに応じて輝度重心Ｄxが変
化し、これに起因してコンバージェンス測定における繰
返誤差が生じることが理解できる。

【００７７】次に、螢光体配列に対する実ビーム分布Ｅ
の相対位置のずれに基づく輝度重心Ｄxの変化量を定量
的に解析し、テストパターンの鮮鋭度を低下させること
の効果について説明する。

【００７８】なお、以下の関数解析においては、説明を
簡単にするため、螢光体が水平方向に一次元に配列さ
れ、この螢光体配列ライン上に電子ビームＢｍが１次元
的に走査されて実ビーム分布Ｅが生じる場合について説
明する。また、座標ｘや乗算の記号「×」との混同を避
けるため、各記号の横方向を示す「x」の添字は省略す
る。従って、例えば螢光体ピッチ「ｐx」は「ｐ」で表
わすものとする。

【００７９】螢光体の配列方向の座標をｘとして螢光体
の配列を示す関数をｐh(ｘ)とし、この螢光体の配列ラ
イン上における実ビーム分布Ｅを示す関数をｂp(ｘ)と
し、これらの関数ｂp(ｘ)，ｐh(ｘ)のフーリエ変換をそ
れぞれＢＰ(ω)，ＰＨ(ω)とすると、螢光体配列関数ｐ
h(ｘ)，ＰＨ(ω)は、下記（１），（２）式のようにな
る。

【００８０】

【数１】

【００８１】また、電子ビームＢｍの照射による螢光体
の発光分布（すなわち、輝度分布）をｆm(ｘ)、そのフ
ーリエ変換をＦＭ(ω)とすると、発光分布関数ｆm
(ｘ)，ＦＭ(ω)は、下記（３），（４）式のようにな
る。

【００８２】

【数２】

【００８３】ここで実ビーム分布の位置（例えば図１０
の実ビーム分布Ｅの位置）と発光螢光体分布の位置（例
えば図１１の輝度分布（ａ1，ａ2，ａ3）の位置）とを
それぞれ輝度重心ＸＧ，ＸＧ′で定義すると、下記
（５），（６）式のようになる。

【００８４】

【数３】

【００８５】ここでδＸＧ＝ＸＧ′−ＸＧとおくと、こ
のδＸＧは螢光体配列に対する電子ビームＢｍの照射位
置を相対的に変化させたとき（すなわち、実ビーム分布
の位置を相対的に変化させたとき）の発光螢光体の輝度
重心の変化量となる。上記（６）式において輝度重心Ｘ
Ｇ′の分母の第２項以下を高次の変化量と見なし、第２
項以下を無視した近似式と上記（５）式をδＸＧの式に
代入すると、変化量δＸＧは下記（８）式のようにな
る。

【００８６】

【数４】

【００８７】ところで、螢光体は離散的に配列されてい
るから、螢光体配列関数ｐh(x)を下記（９）式のように
定義する。

【００８８】

【数５】

【００８９】そして、上記（９）式において、ｉ＝０の
ときは下記（１０）式のようになり、ｉ≠０のときは下
記（１１）のようになるから、上記（８）において、ｃ
_-1・ＢＰ(2πi/p)′＋c₊₁・ＢＰ(-2πi/p)′は、下記（１
２）式のようになる。

【００９０】

【数６】

【００９１】関数ｂp(x)が実偶関数のとき、フーリエ変
換ＢＰ(ω)は下記（１３）式のようになるから、フーリ
エ変換ＢＰ(ω)′は下記（１４）式のようになり、ＢＰ
(-ω)′＝−ＢＰ(ω)′となる。

【００９２】

【数７】

【００９３】従って、上記（１２）式と上記（１４）式
とから、ｃ_-1・ＢＰ(2πi/p)′＋ｃ₊ ₁・ＢＰ(-2πi/p)′
は下記（１５）式のようになる。

【００９４】

【数８】

【００９５】以上より、輝度重心の変化量δＸＧは、上
記（８）式と上記（１５）式とから下記（１６）式で表
される。

【００９６】

【数９】

【００９７】次に、上記（１６）式を簡略化して輝度重
心の変化量δＸＧを概算してみる。

【００９８】例えばｉ＝１の場合だけを考え、ｑ／ｐ＝
０．８×（１／３）≒０．２７とすると（この数値は１
７インチのカラーＣＲＴで横方向の解像度が１６００ド
ットの場合に相当する。）、sinc(πｑ／ｐ）は(π／
０．２７)・sin(０．２７π）≒０．８９となるから、こ
こでsinc(πｑ／ｐ）≒１．０と近似すると、輝度重心
の変化量δＸＧは、下記（１７）式となる。

【００９９】

【数１０】

【０１００】従って、輝度重心の変化量δＸＧの最大値
δＸＧmaxは、 δＸＧmax≒2・BP(2π/p)′/BP(0) …（１８）となる。

【０１０１】ところで、電子ビームＢｍのビーム形状を
表す関数をｂpsf(x)（標準偏差σのガウス分布関数）と
し、電子ビームＢｍの照射期間を表す関数をrect(x)
（例えば図６の映像信号Ｓ_Pに示す矩形波の関数）とす
ると、電子ビームＢｍの照射期間における実ビーム分布
を示す関数ｂp(ｘ)は下記（１９）式で表され、フーリ
エ変換ＢＰ(ω)，ＢＰ(ω)′は下記（２０）式、（２
１）式となるから、上記（１８）式は下記（２２）式と
なる。

【０１０２】

【数１１】

【０１０３】上記（２２）式において、ｗ＝ｍ・ｐ（ｍ
は整数）、σ＝ｋ・ｐ（ｋは係数）とすると、輝度重心
の最大変化量δＸＧmaxは、下記（２３）式となり、図
６において縦ラインＰ_Lのライン幅Ｗが螢光体ピッチｐ
の整数倍のときは輝度重心の変化量は、当該螢光体ピッ
チｐに関係した所定の一定値となる。

【０１０４】

【数１２】

【０１０５】例えばｋ＝０．２とすると、δＸＧmax＝
（２／π）・exp(-(0.2π）²）≒０．２１ｐとなる。従
って、縦ラインＰ_Lのライン幅Ｗを単純に広くしても螢
光体配列に対する電子ビームＢｍの照射位置の変化に基
づく当該縦ラインＰ_Lの輝度重心の変化量は殆ど変化せ
ず、コンバージェンス測定における繰返誤差を低減する
ことはできないことが分かる。

【０１０６】上記（１６）式に示されるように輝度重心
の変化量δＸＧは（ｑ／ｐ）と（θ/ｐ）のパラメータ
に依存し（すなわち、螢光体の大きさと配列状態に依存
し）、これらに関係なく輝度重心の最大変化量δＸＧma
xを低減するにはＢＰ(2πi/p)′/ＢＰ(0)を小さくしな
ければならない。すなわち、実ビーム分布の空間周波数
に帯域制限を設け、実ビーム分布の広がりを大きくしな
ければならない。例えば図９の実ビーム分布Ｅの場合、
傾斜の緩やかな山形としなければならない。

【０１０７】実ビーム分布の空間周波数に帯域制限を設
ける方法としては種々の方法が考えられるが、最も簡単
な方法は矩形波からなる映像信号を平滑化して立上がり
及び立下がりの部分を緩やかに変化させる方法である。
すなわち、本実施の形態に示すように信号発生器４から
出力される矩形波からなる映像信号を低周波フィルタ回
路４１に通して所定の高周波成分を除去し、図１６に示
すように信号の立上がり及び立下がりの部分に傾斜を持
たせるものである。

【０１０８】図１６は図１２のＵ点に対応する矩形波の
映像信号を種々の時定数を有するローパスフィルタで帯
域制限をかけた場合のテストパターンの輝度重心の最大
変化量δＸＧmaxをシミュレートしたものである。な
お、単位ドット幅を蛍光体ピッチと等しくした場合のも
のである。

【０１０９】図１６において、縦軸は輝度重心の最大変
化量δＤxmax′である。また、横軸はローパスフィルタ
の時定数ｄ′である。なお、図１６は適当にサンプリン
グした時定数ｄ′に対する輝度重心の最大変化量δＤxm
ax′を横軸に等間隔に配列したもので、時定数ｄ′に対
する輝度重心の最大変化量δＤxmax′の変化の傾向を示
すものであり、各点を結んだ折線は時定数ｄ′に対する
輝度重心の最大変化量δＤxmax′の正確な特性を示すも
のではない。また、時定数ｄ′及びδＤxmax′の目盛は
螢光体ピッチｐxを単位としたもので、時定数及び最大
変化量の実際のサイズｄ，δＤxmaxはそれぞれ目盛値に
螢光体ピッチｐxを乗ずることにより算出される。すな
わち、ｄ＝ｄ′・ｐx〔mm〕、δＤxmax＝δＤxmax′・
ｐx〔mm〕である。

【０１１０】同図において、ｄ′＝０．０の点Ｑは帯域
制限をしていないので、図１２のＵ点に対応している。
そして、同図に示すように時定数ｄ′を大きくするのに
応じて輝度重心の最大変化量δＤxmax′が小さくなるこ
とが分かる。

【０１１１】映像信号Ｓ_Pにローパスフィルタを通さな
かった場合（図１６のＱ点の場合）、例えば解像度が１
２００、水平方向の表示サイズが３００mm、螢光体ピッ
チｐxが２６０μmの１７インチカラーＣＲＴでは、輝度
重心の最大変化量δＤxmaxがおよそ４９．４μmにもな
ったが、映像信号Ｓ_Pに時定数ｄ′＝２〜３のローパス
フィルタを通すと、蛍光体配列に対する実ビーム分布の
相対的な位置の変化に起因する輝度重心の最大変化量δ
ＤxmaxはδＤxmax＝ｄ′×ｐx＝（０．０１６〜０．０
１１）×２６０μm≒４．２〜２．９μmとなり、測定誤
差として殆ど問題とならない程度に輝度重心の最大変化
量δＤxmaxを抑えることができることが分かる。

【０１１２】なお、本実施の形態では矩形波からなる映
像信号をローパスフィルタ回路に通して立上がり及び立
下がりの部分を緩やかに変化させるようにしたが、信号
発生器４として図１７に示すように、エッジ部が直線的
に傾斜した台形波状の映像信号Ｓ_Pを出力し得る信号発
生器を用い、この台形波状の映像信号を直接、カラーＣ
ＲＴ６に入力するようにしてもよい。また、信号発生器
４として図１８に示すように、階段状にレベルが変化す
る階段波からなる映像信号Ｓ_Pを出力し得る信号発生器
を用い、この階段波からなる映像信号Ｓ_Pを直接、カラ
ーＣＲＴ６に入力するようにしてもよい。図１８に示す
信号は包絡線Ｒがガウス分布関数に近似するようにドッ
ト毎のレベルを階段状に変化させたものである。この映
像信号Ｓ _Pに基づいて電子ビームＢｍが照射された場合
も実ビーム分布は標準偏差の大きいガウス分布に近似し
た分布となり、輝度重心の最大変化量δＤxmaxを抑える
ことができる。

【０１１３】更に、図１６から明らかなようにローパス
フィルタの時定数ｄは測定対象のカラーＣＲＴ６の螢光
体ピッチｐxに依存するから、螢光体ピッチｐxに応じた
適正な時定数ｄを設定するようにするとよい。すなわ
ち、実ビーム分布の高周波成分の制限領域は螢光体ピッ
チｐxが大きくなるほど、広くなるように（フィルタ回
路４１の遮断周波数を低くするように）するとよい。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＲＴの螢光面の所定の位置に電子ビームを照射して当
該ＣＲＴの表示面に所定のテストパターンを表示させ、
そのテストパターンの撮像画像の信号を用いてＣＲＴの
コンバージェンス量を算出するコンバージェンス測定方
法及びその装置において、電子ビームを照射することに
よりＣＲＴの螢光面に形成される電子エネルギー分布の
空間周波数を所定の低周波領域に制限するようにしたの
で、当該電子エネルギー分布は立上り及び立下り部分が
緩やかに変化する形状となり、繰返測定において螢光体
配列に対する電子エネルギー分布の位置が微小変化した
場合にも各螢光体の発光量の変化は電子エネルギー分布
の周波数制限をしなかった場合に比して各測定における
各色成分毎のテストパターンの輝度重心の誤差は小さく
なり、コンバージェンス測定の繰返誤差を低減すること
ができる。

【０１１５】また、電子エネルギー分布の空間周波数を
測定対象のＣＲＴの螢光面の螢光体ピッチに応じた所定
の低周波領域に制限するようにしたので、ＣＲＴの螢光
体ピッチに関係なくコンバージェンス測定の繰返誤差を
低減することができる。

【０１１６】また、映像信号として電子ビームの照射期
間に対応した矩形波からなる信号を発生し、この信号の
所定の高周波成分を除去して立上り及び立下りの部分が
緩やかに変化する信号を発生するようにしたので、既存
の信号発生器とローパスフィルタとを利用して本発明に
係るＣＲＴのコンバージェンス測定方法及びその装置に
適用される映像信号発生手段又は映像信号発生装置を簡
単に構成することができる。

【０１１７】また、階段状にレベルを変化させてガウス
分布に近似した階段波からなる信号を映像信号として発
生するようにしたので、既存の信号発生器を利用して本
発明に係るＣＲＴのコンバージェンス測定方法及びその
装置に適用される映像信号発生手段又は映像信号発生装
置をより簡単に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンバージェンス測定装置を用い
たコンバージェンス測定系の構成を示す図である。

【図２】コンバージェンス測定装置のブロック構成を示
す図である。

【図３】測定対象のカラーＣＲＴの構造を示す図であ
る。

【図４】ＣＣＤエリアセンサの画素構成を示す図であ
る。

【図５】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図である。

【図６】カラーＣＲＴに表示される縦ラインパターンと
映像信号との関係を示す図である。

【図７】縦ラインパターンの発光状態と水平走査におけ
る電子ビームのプロファイル状態との関係を示す図であ
る。

【図８】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９】電子ビームの走査により螢光面に照射される電
子エネルギーの分布を示す図である。

【図１０】螢光体配列に対する実ビーム分布の位置を変
化させた状態を示す図である。

【図１１】図１０の実ビーム分布Ｅ１に対する発光螢光
体分布と実ビーム分布Ｅ２に対する発光螢光体分布とを
示す図である。

【図１２】電子ビームのビーム形状をガウス分布とし、
映像信号を矩形波として縦ラインの部分の螢光体配列に
対する実ビーム分布の位置を螢光体配列ピッチの範囲で
変化させたときの水平方向の輝度重心の最大変化量をシ
ミュレートした図である。

【図１３】図１０において、分布幅の狭い実ビーム分布
の位置を螢光体配列に対して変化させた状態を示す図で
ある。

【図１４】図１３の実ビーム分布Ｅ１に対する発光螢光
体分布と実ビーム分布Ｅ２に対する発光螢光体分布とを
示す図である。

【図１５】矩形波をフィルタ回路で平滑化した場合の波
形を示す図である。

【図１６】矩形波からなる映像信号をローパスフィルタ
により平滑化した場合の時定数と輝度重心の最大変化量
との関係をシミュレートした図である。

【図１７】実ビーム分布の高周波成分を制限するための
映像信号の他の例で、台形状の波形を有する信号を示す
図である。

【図１８】実ビーム分布の高周波成分を制限するための
映像信号の他の例で、レベルを階段状に変化させ包絡線
がガウス分布に近似した波形を有する信号を示す図であ
る。

【図１９】アパーチャグリルタイプのカラーＣＲＴにお
いて、横方向のコンバージェンス測定を繰り返し行った
際の１回目のドットパターンの表示位置と輝度重心との
関係を示す図である。

【図２０】アパーチャグリルタイプのカラーＣＲＴにお
いて、横方向のコンバージェン測定を繰り返し行った際
の２回目のドットパターンの表示位置と輝度重心との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１コンバージェンス測定装置２ＣＣＤカメラ（撮像手段）３画像処理装置３１アンプ３２Ａ／Ｄ変換器３３ＶＲＡＭ３４ＲＡＭ３５ＲＯＭ３６制御部（演算手段）４信号発生器（矩形波信号発生手段，映像信号発生装
置）４１帯域制限回路（フィルタ手段）５測定制御装置（演算手段）５１演算処理部５２入力部５３表示部６カラーＣＲＴ６１カラーブラウン管６２駆動制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蛤謙治大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 5C061 BB02 BB03 CC05 EE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＲＴの螢光面の所定の位置に電子ビー
ムを照射して当該ＣＲＴの表示面に所定のテストパター
ンを表示させ、そのテストパターンを撮像手段で撮像
し、演算手段でその撮像画像の信号を用いて各色成分毎
に上記テストパターンの輝度重心を算出した後、その算
出結果に基づいて上記ＣＲＴのコンバージェンス量を算
出するＣＲＴのコンバージェンス測定方法において、上記電子ビームを照射することにより上記ＣＲＴの螢光
面の所定の位置に形成される電子エネルギー分布の空間
周波数を所定の低周波領域に制限することを特徴とする
ＣＲＴのコンバージェンス測定方法。
【請求項２】請求項１記載のＣＲＴのコンバージェン
ス測定方法において、上記電子エネルギー分布の空間周
波数は、上記ＣＲＴの螢光体ピッチに応じた所定の低周
波領域に制限されることを特徴とするＣＲＴのコンバー
ジェンス測定装置。
【請求項３】ＣＲＴの表示を制御するための映像信号
を発生する映像信号発生手段と、上記ＣＲＴの表示面に対向配置され、上記映像信号に基
づいて螢光面の所定の位置に電子ビームが照射されて上
記ＣＲＴの表示面に表示された所定のテストパターンを
撮像する撮像手段と、上記テストパターンの撮像画像を構成する信号を用いて
各色成分毎に上記テストパターンの輝度重心を演算し、
その演算結果に基づいて上記ＣＲＴのコンバージェンス
量を算出する演算手段と、を備えたＣＲＴのコンバージ
ェンス測定装置において、上記映像信号発生手段は、上記電子ビームを照射するこ
とにより上記ＣＲＴの螢光面の所定の位置に形成される
電子エネルギー分布の空間周波数を所定の低周波領域に
制限する映像信号を発生するものであることを特徴とす
るＣＲＴのコンバージェンス測定装置。
【請求項４】請求項３記載のＣＲＴのコンバージェン
ス測定装置において、上記映像信号発生手段は、上記電
子エネルギー分布の空間周波数を上記ＣＲＴの螢光体ピ
ッチに応じた所定の低周波領域に制限する映像信号を発
生するものであることを特徴とするＣＲＴのコンバージ
ェンス測定装置。
【請求項５】請求項３記載のＣＲＴのコンバージェン
ス測定装置において、上記映像信号発生手段は、電子ビ
ームの照射期間に対応した矩形波からなる信号を発生す
る矩形波信号発生手段と、上記矩形波信号発生手段から
出力される信号の所定の高周波成分を除去するフィルタ
手段とからなることを特徴とするＣＲＴのコンバージェ
ンス測定装置。
【請求項６】請求項３記載のコンバージェンス測定装
置において、上記映像信号発生手段は、階段状にレベル
を変化させてガウス分布に近似した階段波からなる映像
信号を発生するものであることを特徴とするＣＲＴのコ
ンバージェンス測定装置。
【請求項７】請求項１又は２記載のＣＲＴのコンバー
ジェンス測定方法に適用される映像信号発生装置であっ
て、電子ビームを照射することにより上記ＣＲＴの螢光
面の所定の位置に形成される電子エネルギー分布の空間
周波数を所定の低周波領域に制限する映像信号を発生す
ることを特徴とする映像信号発生装置。
【請求項８】請求項７記載の映像信号発生装置におい
て、上記電子エネルギー分布の空間周波数を上記ＣＲＴ
の螢光体ピッチに応じた所定の低周波領域に制限する映
像信号を発生することを特徴とする映像信号発生装置。
【請求項９】請求項７又は８記載の映像信号発生装置
において、電子ビームの照射期間に対応した矩形波から
なる信号を発生する矩形波信号発生手段と、上記矩形波
信号発生手段から出力される矩形信号の所定の高周波成
分を除去するフィルタ手段とからなることを特徴とする
映像信号発生装置。
【請求項１０】請求項７又は８記載の映像信号発生装
置において、階段状にレベルを変化させてガウス分布に
近似した階段波からなる映像信号を発生することを特徴
とする映像信号発生装置。