JP2653079B2 - 画像表示装置の色むら補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカラーテレビジョン受像機、計算機の端末デ
ィスプレイ等に用いられる画像表示装置の色むら補正装
置に関するものである。

従来の技術 複数のバンドブロックに分割された画像スクリーンを
持つ画像表示装置としては例えば特開昭60−189848号公
報「平板形陰極線管を用いた画像表示装置」に示されて
いる。第10図は、同装置の主要部分の斜視図であり、１
は複数のバンドブロックに分割された画像スクリーン、
２は赤、緑、青の３原色がストライプ状の水平方向に繰
り返し順次配列された蛍光体、３は電子ビームを水平方
向に偏向するためのバンドブロックと同数の対を持つ水
平偏向電極、４は水平偏向電極３を支えるガラス基板、
５は水平方向に独立して等間隔で配置されたバンドブロ
ックと同数の垂直方向に長い電子を放出する線状カソー
ド、６は線状カソード５からの電子ビームを制御するグ
リッド、７は線状カソード５をはさんで画像スクリーン
１と反対方向に線状カソード５に近接して設けられ電気
的に分裂された水平方向に細長い垂直走査を行なうため
の垂直走査電極であり、通常は水平走査線の数と同数設
けられている。なお、画面の水平垂直方向を明確にする
ため水平方向Ｈ、および垂直方向Ｖを図示している。

次に前記画像表示装置において、線状カソード５に映
像信号が印加されるまでの信号処理系について説明する
ため、第11図の信号処理系統図を用いる。映像信号の同
期信号８をもとにタイミングパルス発生器９でラインメ
モリ12、13とD/A変換器14を駆動させるためのタイミン
グパルスを発生させる。Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色信号（Ｅ
R、ＥG、ＥB）10はA/D変換器11にてディジタル信号に変
換し、1H（１水平走査期間）の信号を第１のラインメモ
リ12に入力する。1H間の信号が全て入力されると、その
信号は第２のラインメモリ13へ同時に転送され、次の1H
の信号がまた第１のラインメモリ12に入力される。第２
のラインメモリ13に転送された信号は1H期間データ保持
されると共に、D/A変換器14に入力され、アナログ信号
に変換されこれを増幅して前記第10図に示す線状カソー
ドに印加される。

有効画面領域を走査するために用いられるビーム数
（線状カソード本数）をｎ、各ビームが水平走査する領
域を２トリプレット（１トリプレットはＲ、Ｇ、Ｂ蛍光
体ストライプ１組のこと）とすると、ある1H期間のＲ、
Ｇ、Ｂ各原色信号10の映像信号の有効表示期間ＴをT/n
に分割し、個々の期間の映像信号の時間軸をｎ倍してＴ
とし、蛍光面上の蛍光体ストライプの配列がＲ→Ｇ→Ｂ
となっていれば前記ｎ倍されてＴ期間に時間軸伸張され
た各原色信号はT/6期間のゲートパルスでゲートされ、
ＥRt→ＥGt→ＥBtという時系列信号15に変換されて線状
カソードに入力される。

以上のような垂直・水平走査によりカラー画像を表示
する画像表示装置において、忠実なカラー画像を表示し
ようとすると電子ビームが入射している色蛍光体と対応
した各色の映像信号（時系列信号15）が線状カソードに
入力する必要がある。その方法として、インデックス信
号を基に各色の映像信号を印加するタイミングを制御し
て色むら補正を行なっている。この従来の技術の色むら
補正装置について、第12図の色むら補正装置の基本原理
の説明図を用いて説明する。

第12図ａ）に示すように、画像スクリーン１上の表示
領域（画像有効領域）16外にインデックス領域17を設け
る。このインデックス領域17は第13図に示すように、イ
ンデックス蛍光体25を表示領域16の色蛍光体26との相対
位置が所定の関係になるように塗布し、表示領域16と同
様のビーム走査をおこなうことによって発光させる。イ
ンデックス蛍光体25は色蛍光体26と同じか、あるいは異
なる発光波長のものでもよい。このインデックス領域17
から発光された光を、フェースプレイトの前面に設けら
れた光電変換素子18によって電気信号に変換し、第14図
に示すような特性の帯域通過フィルタ24イを通し波形整
形等の処理を行なってインデックス信号（イ）となる。
一方表示領域16の青（Ｂ）蛍光体の発光された光を、同
様にフェースプレイトの前面に設けられた別の光電変換
素子19によって電気信号に変換し、帯域通路フィルタ24
ロを通し波形整形を行なって青（Ｂ）蛍光体の位置信号
（ロ）となる。ここで青（Ｂ）蛍光体の発光を受光した
のは、短残光であることにより応答速度の速い信号が得
られるためである。

こうして得られたインデックス信号（イ）とＢ位置信
号（ロ）の位相関係は、装置の組み立て精度が良好であ
れば第12図ｂ）に示すような関係となる。そこでインデ
ックス信号（イ）の各立ち上がり部分からのＢ位置信号
（ロ）の立ち上がり部分までの時間差t1、t2、……を計
測し、これをメモリ21に記憶する。この作業は色信号に
位相補正は行なわない状態であらかじめ画面表示領域全
体にわたって行なう。そして実際に画像表示するときに
は、インデックス信号（イ）の各立ち上がり部分からメ
モリ21に記憶させておいた時間だけ経過した時点を、Ｂ
色信号を印加するタイミングとする。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ
色信号については、このタイミング信号を３逓倍するこ
とによって印加タイミングを得ることができる。

以上のようにして、電子ビームが入射している色蛍光
体と対応した各色の映像信号が線状カソードに印加させ
て、忠実なカラー画像表示が行なわれる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、光電変換素子か
らの直流からインデックス周波数fiまで含むインデック
ス信号を、第13図に示したような中心周波数をインデッ
クス周波数fiとする帯域通過フィルタでインデックス信
号を抽出しているため、周波数f1での位相の乱れ（低域
位置乱れ）により特に走査始め方向での抽出信号に振幅
誤差が生じる。また光電変換素子の指向特性及び走査時
間に伴い水平・垂直周期で振幅が変調されるため、信号
の立ち上がり部分で検出すると正確な位置検出ができず
に色むらが生じるという問題点を有していた。また精度
よく検出するためには、振幅の異なるインデックス信号
のピーク位置検出が必要であるため回路規模が大きくな
ると共に、メモリの量子化ビット数を大きくして検出範
囲のレンジを広くとる必要があるという問題点を有して
いた。また帯域通過フィルタの位相特性を考慮した場合
の帯域幅が狭いため、インデックス周波数が変化すると
検出できないと共に、その都度帯域通過フィルタの中心
周波数を偏向しなければならないという問題点を有して
いた。

本発明はかかる点に鑑み、インデックス信号を安定で
かつ精度よく位置検出して色むらの生じない画像表示装
置の色むら補正装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、赤、緑、青の３原色のストライプ状の蛍光
体が水平方向に繰り返し順次配列された蛍光面を設けた
画像表示領域と、前記画像表示領域にインデックス蛍光
体が配列されたインデックス領域を設けた画像表示素子
を有し、前記インデックス領域を常に画像表示領域を走
査する電子ビームと同期して走査し、前記インデックス
領域からの光を光電変換素子で受光されたインデックス
信号を前記インデックス周波数の1/4周期の時間を遅延
する遅延素子と、前記遅延素子に前記インデックス信号
を供給し、前記遅延素子の終端を接地して信号を反射さ
せて入力信号と反射信号との差信号を得てインデックス
周波数近傍の信号のみを抽出してこれを抽出信号として
出力する手段と、前記抽出信号により電子ビームの位置
を検出してこれを位置検出信号として出力する手段と、
前記位置検出信号によって各色の映像信号の印加タイミ
ングを制御する手段を備えた画像表示装置の色むら補正
装置である。

作用 本発明は前記した構成により、光電変換素子からのイ
ンデックス信号を遅延素子に入力し、遅延素子の終端に
おいて信号を反射させて入力信号と反射信号との差信号
を得て中心周波数がインデックス周波数f1近傍の信号の
みを抽出するための位相特性のよい帯域通過フィルタを
構成し、この抽出信号の位置を検出して、この検出信号
によって各色の映像信号の印加タイミングを制御するこ
とにより、自動的に安定でかつ精度よくに色むら補正を
行なうものである。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例における画像表示装置
の色むら補正装置の基本構成図であり、インデックス信
号を検出するためのインデックス信号処理回路58と、そ
の信号より色むら補正信号を作成するための色むら補正
信号作成回路59から構成されている。第１図において1
8、19は光電変換素子、21はメモリ、22はラインメモ
リ、23は増幅器であり第12図と同様なものである。36、
37は光電変換素子18、19からのインデックス周波数近傍
の信号のみを抽出するための遅延回路、27、28は遅延回
路からの抽出信号を波形整形して位置検出するための位
置検出回路、57は位置検出信号より位相差を検出するた
めの位相差検出回路、59はメモリ21とラインメモリ22
（イ〜ロ）と増幅器23とで構成され、位相差検出信号に
応じて各色の映像信号の印加タイミングを制御するため
の色むら補正信号を作成するための色むら補正信号作成
回路である。色むら補正信号作成回路59は第12図に示す
従来のものと同様であるため説明は省略する。

本発明であるインデックス信号処理回路58について詳
細に説明するため、第２図のインデックス信号処理回路
58のブロック図を用いる。第２図において18、19は光電
変換素子、21はメモリであり第12図と同様なものであ
る。36、37は光電変換素子18、19からのインデックス周
波数近傍の信号のみを抽出するための遅延回路、27、28
は遅延回路からの抽出信号を波形整形して位置検出する
ための位置検出回路、29は位置検出信号を分周させるた
めの分周器、30、31は奇数番パルスと偶数番パルスを選
別するためのパルス選別回路、32、33はパルス位相を制
御するための移相回路、34、35はパルスの位相差を検出
するための位相差検出回路である。

以上のように構成されたこの実施例の画像表示装置の
色むら補正装置について、以下その動作を説明するため
第３図の波形図、第４図、第５図のインデックス信号・
検出方式の動作説明図を用いる。インデックス蛍光体の
発光は光電変換素子18で第３図ａ）に示す電気信号に変
換され、遅延回路36での反射を利用してくし形の周波数
特性を構成してインデックス周波数近傍の信号のみを抽
出して第３図ｂ）に示す一次微分された抽出信号が得ら
れる。この抽出信号は位相検出回路25に供給され波形整
形した後、第３図ａ）の入力インデックス信号をピーク
位置を検出して第３図ｃ）に示す位置信号が得られる。
従来例の第12図に示したように、インデックス蛍光体25
は色蛍光体26の１トリプレットのピッチの2/3倍のピッ
チで塗布されているため分周器29で2/3分周して、第３
図ｄ）に示すようにＢ位置信号の繰返し周波数と一致さ
せている。分周器29からの出力はカウンタとAND回路で
構成されたパルス選別回路30で、第３図ｅ）に示す奇数
番パルスと第３図ｆ）に示す偶数番パルスとを選別して
いる。すなわちインデックス信号は従来の信号を1/2分
周した２系統の信号に変換される。第３図ｅ）とｆ）に
示すインデックス信号は、それぞれ移相回路32、33を経
て位相差検出回路34と35へ入力される。移相回路32と33
は、それぞれ単安定マルチバイブレータ等で構成され、
第３図ｅ）とｆ）に示すインデックス信号は、第３図
ｇ）とｈ）に示すようにそれぞれ繰り返し周期の範囲内
で位相を変化させることができる。したがって位相調整
範囲は、色蛍光体26の２トリプレット分まで行なうこと
ができる。

一方、Ｂ蛍光体の発光は光電変換素子19で第３図ｉ）
に示す電気信号に変換され、インデックス信号と同様の
方法で遅延回路37を用いてくし形の周波数特性を構成し
てインデックス周波数近傍の信号のみを抽出して第３図
ｊ）に示す一次微分された抽出信号が得られる。この抽
出信号は位置検出回路28に供給され波形整形した後、第
３図ｉ）の入力インデックス信号のピーク位置を検出し
て第３図ｋ）に示す位置信号が得られる。位置検出され
た信号はパルス選別回路31で第３図ｌ）に示す奇数番パ
ルスと第３図ｍ）に示す偶数番パルスに選別されて位相
差検出回路34、35へそれぞれ入力される。

位相差検出回路34、35ではそれぞれインデックス信号
とＢ位置信号の奇数番パルスどうし、あるいは偶数番パ
ルスどうしで位相差を検出し、この位相差t1からt6がメ
モリ21に記憶される。位相差の検出は水平同期信号（H
D）に同期したクロックパルスをインデックス信号パル
スで検出開始し、Ｂ位置信号パルスで検出終了させる方
法で行なうことがでいる。したがって、電子ビームが入
射している色蛍光体と対応した各色の映像信号が線状カ
ソードに印加されて、忠実なカラー画像表示を行なわれ
る。

次に、インデックス信号・検出方式について詳細に説
明するための第４図、第５図の動作説明図を用いる。遅
延回路に入力されたインデックス信号は終端で反射され
再び入力端に逆極性で２τ遅れて帰還される。第４図の
波形図を用いて説明すると、第２図に示す遅延回路36、
37の入力端に第４図ａ）に示すインデックス信号が供給
された場合、入力されたインデックス信号は遅延回路の
終端で反射され、再び入力端に逆極性で２τ遅れて帰還
されて第４図ｂ）の波形となる。すなわち遅延回路の入
力端で入力されたインデックス信号第４図ａ）と反射さ
れたインデックス信号第４図ｂ）とが加算されるため第
４図ｃ）の波形となり、等価的に一次微分を行なったこ
とになる。したがって、いま入力信号がEinが Ein＝Acosωｔ であったとき遅延回路入力端での電圧ＥTは、遅延回路
の損失がないとすれば ＥT＝Acosωｔ−Acosω（ｔ−２τ） ＝2Asinωτ・sinω（τ−ｔ） となる。その周波数特性は第５図のようにsinの変化で
帯域通過フィルタが構成できる。これからfiがインデッ
クス周波数（500kHz）になるようにγを設定すると fi＝1/4・τ であるから τ＝1/4・fi となる。よってτ＝500nsとなり、中心周波数（fi）が5
00kHzでNull周波数（fn）が1MHzのくし形の帯域通過フ
ィルタが構成できる。すなわちインデックス周波数の周
期の1/4の遅延時間を有する遅延回路を用いればよい。
このような方法で特性周波数成分のみを抽出することは
前記でも述べたように等価的に一次微分を行なったこと
になる。

従来の第14図に示したような帯域通過フィルタによる
抽出した場合の出力信号を第４図ｄ）に示すように、帯
域内の位相特性が非常に悪いため出力波形としては、非
対称リンギングにより特に最初のインデックス信号の応
答及び振幅が変化する。そのため、後段の位置検出回路
で精度よく位置検出を行なっても検出誤差が生じるが、
第５図に示したように遅延回路の反射を利用してインデ
ックス信号を抽出することにより、従来方式に比べ帯域
内の位相特性が良好であるため、正確な位置検出が行な
うことができる。

次に、位置検出方法について詳細に説明するため第６
図から第９図のブロック図と波形図を用いて説明する。

まず遅延回路の反射を利用して作成されたインデック
ス信号の一次微分波形のインデックス出力期間中の平均
値検出を行なって、位置検出する第１の位置検出方法に
ついて説明するため、第６図のブロック図と第７図の波
形図を用いる。第６図において、38は遅延線36に入力さ
れるインデックス信号の出力期間を検出するための波形
整形回路、39は遅延回路36の反射により得られた一次微
分信号のインデックス信号の出力期間内の平均値を検出
するための平均値検出回路である。第７図ａ）に示すよ
うなゲインが異なり直流分が重畳（水平・垂直レートで
変調）されたインデックス信号が入力端子38に供給され
た場合、遅延線36からの出力は第７図ｂ）に示すように
インデックス周波数を中心周波数としその低減と高域成
分を削除された一次微分波形が出力される。また入力の
インデックス信号は波形整形回路38にも供給されインデ
ックス信号の出力期間（ID1、ID2、ID3）を検出して第
７図ｃ）に示すパルス波形が出力される。第７図ｂ）に
示す遅延回路36からの一次微分信号と、第７図ｃ）に示
す波形整形回路38からのパルス信号は平均値検出回路に
供給されて、インデックス信号の出力期間（ID1、ID2、
ID3）内で一次微分信号が平均値すなわち電流電圧0Vの
位置を検出して、第７図ｄ）に示す位置検出信号（P1、
P2、P3）が出力端子40から出力される。この位置検出信
号は、入力インデックス信号ではピーク位置、一次微分
信号では出力期間内の平均位置であり、簡単な構成で精
度よく位置検出を行なうことができる。

次に遅延回路の反射を利用して作成されたインデック
ス信号の一次微分波形の利得を一定にした後、位置検出
を行なう第２の位置検出方法について説明するため、第
８図のブロック図と第９図の波形図を用いる。第６図に
おいて、41は遅延回路36の反射により得られた一次微分
信号の利得を制御するための利得制御回路、42は利得制
御回路41からの振幅を検出するための振幅検出回路、43
は利得制御回路41からの利得制御されて一定振幅となっ
た一次微分信号を基準電位と比較して位置検出を行なう
ための比較器である。第７図と同様に第９図ａ）に示す
ようなゲインが異なり直流分が重畳（水平・垂直レート
で変調）されたインデックス信号が入力端子38に供給さ
れた場合、遅延回路36からの出力は第９図ｂ）に示すよ
うにインデックス周波数を中心周波数としその低域と高
域成分を削除された一次微分波形が出力される。第９図
ｂ）に示す遅延回路36からの一次微分信号は利得制御回
路41に供給され、その出力は振幅検出回路42で振幅が検
出されて第９図ｃ）に示す信号が検出され、この信号を
利得制御回路41に帰還されたフィードバックループの利
得制御を構成して、第９図ｄ）に示すように常に一定振
幅の一次微分信号が利得制御回路41から出力される。利
得制御回路41からの一定振幅の一次微分信号は比較器43
に供給されて、基準電位Vrと比較してインデックス信号
の立ち上がり位置の位置検出を行ない、第９図ｅ）に示
す位置検出信号（P4、P5、P6）が出力端子44から出力さ
れる。この位置検出信号は、入力インデックス信号及び
その信号の一次微分信号では、立ち上がり位置であり、
簡単な構成で精度よく位置検出を行なうことができる。
そのためインデックス信号とＢ位置信号の位置関係を忠
実に制御できるため、精度のよい色むら補正が実現でき
る。

以上のように、この実施例によれば、光電変換素子か
らのインデックス信号を遅延素子に入力し、遅延素子の
終端において信号を反射させて入力信号と反射信号との
差信号を得て中心周波数がインデックス周波数f1近傍の
信号のみを抽出し、この抽出信号によって各色の映像信
号の印加タイミングを制御することにより、インデック
ス信号とＢ位置信号との位相関係を正しい位置に対応で
きるため、安定でかつ精度よい色むら補正を自動的に行
なうことができる。

なお、この実施例において画像表示装置は平板形陰極
線管を用いた場合について説明したが、それ以外のCRT
のシャドウマスク面のインデックス蛍光体を塗布して自
動的にコンバーゼンス補正を行う画像表示装置としても
よい。また本実施例では色むらを映像信号の印加タイミ
ングを制御して行う場合について述べたか、コンバーゼ
ンス補正などの偏向タイミングを制御して行ってもよ
い。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば光電変換素子か
らのインデックス信号を遅延素子に入力し、遅延素子の
終端において信号を反射させて入力信号と反射信号との
差信号を得て中心周波数がインデックス周波数f1近傍の
信号のみを抽出し、この抽出信号によって各色の映像信
号の印加タイミングを制御することにより、インデック
ス信号とＢ位置信号との位相関係を正しい位置に対応で
きるため、安定でかつ精度よい色むら補正を自動的に行
なうことができる。また遅延線の反射を利用して帯域通
過フィルタを構成することにより、帯域内の位相特性が
良好であるため検出誤差が解消できると共に、信号処理
波形が一次微分信号で扱うことができるため、位置検出
手段がピーク位置検出でなく平均位置検出が可能で、検
出範囲のレンジの低減と簡単な回路構成（遅延素子１
個］）で実現できる。またインデックス周波数が変動し
た場合でも、位相特性と周波数特性が広帯域の帯域通過
フィルタであるため、安定でかつ精度よい位置検出が行
なうことができる。またインデックス周波数の異なる場
合でも、遅延線の遅延時間を変更するだけで容易の対応
でき、特にハイビジョンなどの高精細な画像表示装置の
色むらを補正として実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像表示装置の色むら補正
装置の基本構成図、第２図は同実施例におけるインデッ
クス信号処理回路の詳細な構成を示すブロック図、第３
図、第４図は同実施例の動作波形図、第５図は同実施例
における特性図、第６図は同実施例の第１の位置検出回
路の構成を示すブロック図、第７図は同回路の動作波形
図、第８図は同実施例の第２の位置検出回路の構成を示
すブロック図、第９図は同回路の動作波形図、第10図は
複数のバンドブロックに分割された画像スクリーンを持
つ画像表示装置の斜視図、第11図は従来の画像表示装置
装置の信号処理系統図、第12図は従来の画像表示装置の
色むら補正装置の動作説明図、第13図は画像表示装置の
蛍光面構成図、第14図は従来のインデックス信号検出の
特性図である。 １……画像スクリーン、17……インデックス領域、16…
…表示領域、58……インデックス信号処理回路、59……
色むら補正信号作成回路、18、19……光電変換素子、21
……メモリ、22……ラインメモリ、23……増幅器、26…
…色蛍光体、25……インデックス蛍光体、36、37……遅
延回路、27、28……位置検出回路、30、31……パルス選
別回路、32、33……移相回路、34、35……位相差検出回
路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤、緑、青の３原色のストライプ状の蛍光
   体が水平方向に繰り返し順次配列された蛍光面を設けた
   画像表示領域と、前記画像表示領域にインデックス蛍光
   体が配列されたインデックス領域を設けた画像表示素子
   を有し、前記インデックス領域を常に画像表示領域を走
   査する電子ビームと同期して走査し、前記インデックス
   領域からの光を光電変換素子で受光されたインデックス
   信号を前記インデックス周波数の1/4周期の時間を遅延
   する遅延素子と、前記遅延素子に前記インデックス信号
   を供給し、前記遅延素子の終端を接地して信号を反射さ
   せて入力信号と反射信号との差信号を得てインデックス
   周波数近傍の信号のみを抽出してこれを抽出信号として
   出力する手段と、前記抽出信号により電子ビームの位置
   を検出してこれを位置検出信号として出力する手段と、
   前記位置検出信号によって各色の映像信号の印加タイミ
   ングを制御する手段を備えたことを特徴とする画像表示
   装置の色むら補正装置。