JP2816456B2 - フォーカス測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機や
ディスプレイ装置のカラー陰極線管上でのフォーカスを
測定するフォーカス測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機やディスプレイ装置
の陰極線管の画面上におけるフォーカスの良否判定は目
視によるのが一般的であった。このフォーカスの良否を
目視によって行うときには、陰極線管の画面上に例えば
横方向あるいは縦方向に２個以上のドットパターンを並
べて映し、手元に図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、
ドットパターンが小さく、かつ、間隔があいて輪郭がは
っきりしているフォーカスが良いパターンの写真や図形
と、同図の（ｃ）や（ｄ）に示すように、ドットパター
ンが膨らみ、間隔が狭まってぼやけているフォーカスが
悪いパターンとを用意しておき、これらの基準パターン
と実際に陰極線管の画面に映されたドットパターンとを
見比べながらフォーカスの良否を判断したり、あるい
は、陰極線管の画面の全面に例えばキャラクターのＨの
文字を現し、手元に図６の（ａ）に示すように文字Ｈの
線が細く間隔もあいていて輪郭がはっきりしているフォ
ーカスが良い状態の写真や図形と、図６の（ｂ）に示す
ように線が太くなり隙間が狭くなって輪郭がぼんやりし
ているフォーカスが悪い状態の写真や図形を用意してお
き、陰極線管の画面に映し出されるキャラクターのＨの
文字とこの判断基準となる写真等とを見比べてフォーカ
スの良否を判定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォー
カスを目視によって判定する方式は、主観的となり、個
人差が出やすく、客観的にフォーカスの良否判定を行う
ことができないという問題がある。

【０００４】もちろん、フォーカスの良否を客観的に判
定する手法として、陰極線管の画面に表示されたドット
パターンの縦方向と横方向の直径をスケールによって測
定することも考えられるが、いちいち人の手によって寸
法測定を行うのは非常に煩わしく、また、シャドウマス
クを備えたカラーの陰極線管の画面では、例えば図４の
（ａ）に示すように、陰極線管のレッドＲのフォスファ
を光らせてレッドＲのビームのドットパターンを陰極線
管の画面上に映すと、グリーンＧとブルーＢのフォスフ
ァの部分が光らないために、ドットパターンの輝度分布
が不連続のパターンとなり、その縦と横の直径を正確に
測定することが困難となる。このような場合には、光っ
ているレッドＲのフォスファの輝度パターンの輪郭から
ドットパターンを仮想的に求めて直径の測定を行い、フ
ォーカスの良否を判定しなければならないという問題が
あり、フォーカスの良否を客観的に、かつ、正確に判定
するのが非常に困難となっていた。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、シャドウマスクを備
えたカラーの陰極線管上においても、ドットパターンの
輝度分布の不連続性による問題を解消し、フォーカスを
自動的に精度良く測定することが可能なフォーカス測定
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明のフォーカス測定装置は、カラー陰極線管の画面に
映されるドットパターンのビームスポットを所定量ずつ
水平又は垂直の所定方向に移動するビーム移動手段と、
このビーム移動手段によって移動される各移動位置での
ビームパターンを撮影する撮像カメラと、この撮像カメ
ラによって映された各移動位置での前記ドットパターン
の画像を記憶するメモリと、このメモリに記憶されてい
る各ドットパターンの画像を移動した量だけ元に戻して
合成する画像合成手段と、この画像合成手段によって合
成されたドットパターンからフォーカスの定量判定値を
演算するフォーカス演算部とを有することを特徴として
構成されている。

【０００７】

【作用】上記構成の本発明において、カラー陰極線管の
画面上に例えばレッドＲのビームのドットパターンを映
し出す。このドットパターンはレッドＲのフォスファの
部分でのみ光る輝度分布が不連続のパターンとなる。こ
のパターンを撮像カメラによって撮像し、そのドットパ
ターンの画像をメモリに記憶する。

【０００８】次に、カラー陰極線管の画面のレッドＲの
フォスファ間の間隔を１ピッチとするとき、ビーム移動
手段により前記ドットパターンを所定量、例えば１／３
ピッチだけ水平方向に移動させその状態におけるドット
パターンを撮像カメラによって撮像し、その画像をメモ
リに記憶させる。この１／３ピッチだけ移動したドット
パターンは１／３ピッチだけレッドＲのフォスファの位
置が相対的にずれるので、光る部分が１／３ピッチだけ
水平方向にずれる。

【０００９】同様に、ビーム移動手段によりドットパタ
ーンをさらに１／３ピッチ（最初のパターンに対して２
／３ピッチ）だけ水平方向にずらしてそのドットパター
ンの撮像画面をメモリに撮り込む。

【００１０】次に、画像合成手段はメモリに記憶されて
いる各移動位置のドットパターンを移動した量だけ元の
方向に戻し、重ね合わせて合成することにより、輝度分
布の不連続部分を互いに補い合ってドットパターン全体
が光る（輝度分布が一様な）パターンとなり、この合成
パターンにより、フォーカス演算部はその縦横の直径や
面積等の予め指定されたフォーカスの定量判定値を算出
する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本発明に係るフォーカス測定装置の一実
施例のブロック構成が示されている。同図において、信
号発生器１はドットパターンを作り出し、これをカラー
陰極線管２に加える。カラー陰極線管２はドライブ回路
にドライブされてレッドＲとグリーンＧとブルーＢの指
定されたドットパターンを画面に映し出す。

【００１２】カラー陰極線管２には撮像カメラ３が対向
配置されており、陰極線管の画面上に映し出されたドッ
トパターンを撮像してその画像をテレビモニタ４と画像
処理装置５へ送る。テレビモニタ４は撮像カメラ３によ
って撮像された画像をモニタ画面に表示し、リアルタイ
ムでカラー陰極線管２の画面上のパターンを観察できる
ようにする。

【００１３】前記カラー陰極線管２と撮像カメラ３との
間にはビーム移動手段としての磁界発生器６が配置され
ている。この磁界発生器６は図２に示すように、円環状
をした基板７の上下位置と水平左右位置にそれぞれ一対
の磁界発生コイル８ａ，８ｂ，10ａ，10ｂを配置したも
ので、前記各磁界発生コイル８ａ，８ｂ，10ａ，10ｂに
は電源11から駆動電流が供給されている。また、これら
の各磁界発生コイル８ａ，８ｂ，10ａ，10ｂに供給され
る電流の大きさは電流検出器12によって検出されてお
り、その検出信号はマイクロコンピュータを内蔵したコ
ントローラ13に加えられている。

【００１４】このコントローラ13は電流検出器12から加
えられる電流検出値に基づいて電源11から磁界発生コイ
ル８ａ，８ｂ，10ａ，10ｂに加えられる電流を制御し、
磁界発生コイル８ａ，８ｂ間に発生する磁界および磁界
発生コイル10ａ，10ｂ間に発生する磁界の大きさを制御
する。その一方において、コントローラ13は信号発生器
６の動作制御を行うとともに、画像処理装置５に対しバ
スライン14を介して信号の交信を行い、さらに、表示部
15の動作制御を行う。

【００１５】画像処理装置５はＡ／Ｄ変換器16と、演算
ユニット17と、イメージメモリ18と、画像合成手段20と
を有して構成されている。

【００１６】Ａ／Ｄ変換器16は撮像カメラ３から加えら
れるドットパターン画像の輝度アナログデータをデジタ
ルのデータに変換し、その画像データをイメージメモリ
18に加える。イメージメモリ18は撮像カメラ３によって
撮像される各ドットパターンの画像データを記憶するも
のである。画像合成手段20は前記イメージメモリ18に記
憶されている各ドットパターンの画像データの合成を行
う。演算ユニット17は予め指定されたフォーカスの定量
判定値を算出する。そして、この算出結果は表示部15に
表示される。

【００１７】次に、本実施例におけるフォーカス測定の
一動作例について説明する。例えば、レッドＲのフォー
カス測定を行うときには、図４の（ａ）に示すように、
レッドＲのビームのドットパターンがカラー陰極線管２
の画面上に映し出される。この画面に映されたドットパ
ターンはレッドＲのフォスファの部分が光り、グリーン
ＧとブルーＢのフォスファの部分は光らないので、グリ
ーンＧとブルーＢのフォスファの輝度部分が欠落したド
ットパターンとなる。このドットパターンはＡ／Ｄ変換
器16でデジタルデータに変換されてイメージメモリ18の
所定の位置に記憶される。

【００１８】次に、磁界発生器６を動作させてドットパ
ターンのビームスポットを１／３ピッチだけ水平右方向
に移動させる。上下の磁界発生コイル８ａ，８ｂ間に磁
界を発生させると、その磁界に対して右向きの力が作用
し、ビームスポットを水平方向に移動させる力が作用
し、ビームはその力の方向に移動する。この実施例で
は、レッドＲのフォスファとフォスファの間隔を１ピッ
チとし、予め、コントローラ13により電源11から磁界発
生コイル８ａ，８ｂに加える電流を可変調整してドット
パターンのビームスポットが１ピッチ移動するのに要す
る電流、つまり、図３の（ａ）に示すようにレッドＲの
フォスファによる輝度の初期取り込みデータを記憶して
おき、次にドットパターンを移動して初期取り込みデー
タと同じレベルの輝度データ（同図（ｂ））が得られた
ときにビームスポットが１ピッチ移動したものと判断
し、その１ピッチの移動に要した磁界発生コイル８ａ，
８ｂの電流を求めておき、その１／３の電流を磁界発生
コイル８ａ，８ｂに流すように制御することにより、ビ
ームスポットは水平右方向に１／３ピッチだけ移動し、
図４の（ｂ）に示すドットパターンのビームスポットが
得られる。

【００１９】この図４の（ｂ）に示すドットパターン
は、前記図４の（ａ）に示すパターンに対し、１／３ピ
ッチだけずれたパターンの部分がレッドＲのフォスファ
の位置となって光り、残りのグリーンＧとブルーＢのフ
ォスファの部分は輝度が欠落したパターンとなる。この
図４の（ｂ）に示すドットパターンも同様にＡ／Ｄ変換
器16でデジタルデータに変換されてイメージメモリ18の
所定の位置に記憶される。

【００２０】次に、コントローラ13の電流制御により、
磁界発生コイル８ａ，８ｂにビームスポットが２／３ピ
ッチだけ移動するのに要する電流が供給される結果、ビ
ームスポットは図４の（ａ）の状態から２／３ピッチだ
け水平右方向に移動した図４の（ｃ）に示すドットパタ
ーンが得られる。この図４の（ｃ）に示すパターンは図
４の（ｂ）に示すパターンよりもさらに１／３ピッチだ
け水平右方向に移動したパターンとなるので、図４の
（ｂ）に示すパターンに対して１／３ピッチだけ、つま
り、図４の（ａ）に示すパターンに対して２／３ピッチ
だけずれた部分がレッドＲのフォスファの位置となって
光り、残りの部分は光らない輝度の欠落したパターンと
なる。そしてこのパターンは同様にデジタルデータに変
換されてイメージメモリ18に記憶される。

【００２１】次に、画像合成手段20はイメージメモリ18
に記憶されている図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）のドッ
トパターンの合成を行う。この合成に際し、図４の
（ｂ）に示すドットパターンを１／３ピッチだけ元に戻
して図４の（ａ）に示すドットパターンに重ね合わせ、
さらに、図４の（ｃ）に示すドットパターンをその移動
した量だけ、つまり、２／３ピッチだけ逆方向に移動し
て図４の（ａ）に示すパターンに重ね合わせる。この結
果、図４の（ｄ）に示すようなドットパターンが得られ
る。この合成されたドットパターンは図４の（ａ），
（ｂ），（ｃ）の輝度が欠落した部分が互いに補われて
ほぼドットパターンの全領域が光った状態のパターン
（ほとんど輝度の不連続部分がないドットパターン）が
得られる。そしてこの図４の（ｄ）に示す合成ドットパ
ターンは同様にイメージメモリ18に記憶される。

【００２２】次に、演算ユニット17は前記図４の（ｄ）
に示す合成ドットパターンに基づいて、例えば縦と横の
直径（短径と長径の直径）を計ったり、その直径の比を
求めたり、あるいは面積を求めたり、ドットビームの輝
度分布の３次元ヒストグラムや輝度等高線図を求める等
の予め指定した所定の定量判定値を算出しその結果をイ
メージメモリ18に記憶するとともに表示部15に表示す
る。

【００２３】前記説明では、レッドＲのビームのフォー
カス測定について説明したが、同様に、グリーンＧとブ
ルーＢのビームに対してもフォーカス測定が行われる。
また、磁界発生コイル10ａ，10ｂの電流を制御すること
により、ドットパターンのビームスポットを上下方向に
移動することができ、同様に、ビームスポットを所定の
ピッチずつ上下の一方向に移動して輝度の欠落部分のな
いドットパターンの合成パターンを求め、これに基づい
てフォーカス測定を行うことができる。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、ドットパターンのビームスポットを移動す
る際、ビームスポットが１ピッチだけ移動するのに要す
る磁界発生コイルの電流を電流検出器12によって検出
し、その検出電流に基づいて移動のピッチ分だけの電流
を磁界発生コイルに供給するようにしたが、このビーム
スポットを移動する手法は必ずしもこれに限らず、例え
ば、カラー陰極線管のネック部にコンバージェンスコイ
ルを備えておき、ドットパターンのスポットを撮像カメ
ラによって例えば図４の（ａ）に示すパターンとして撮
り込み、次にコンバージェンスコイルに流す電流をコン
トローラ13で制御しながら流し、ビームスポットがちょ
うど１ピッチずれた輝度データになったときの電流を電
流検出器で検出し、ビームスポットの移動量に応じた電
流をコンバージェンスコイルに流すように制御してもよ
く、あるいは、被測定対象のカラー陰極線管をヘルム・
ホルツ・チャンバ内に収容し、このチャンバ内に流す電
流を同様に自動検出し、ビームスポットの移動量に応じ
た電流を流すように制御したり、さらには、カラー陰極
線管の偏向回路に遅延回路を付加し、偏向回路に流す電
流を遅延制御して所定のピッチ分だけずらしたドットパ
ターンを得るようにしてもよく、さらには信号発生器を
用いて同期信号から映像信号を遅延させることにより、
ドットパターンを所定の量だけ遅らせるように制御し、
同様に所定量だけずれたドットパターンを撮り込むよう
にしてもよい。

【００２５】また、上記実施例ではドットパターンを１
／３ピッチずつずらしてドットパターンを撮り込むよう
にしたが、これを、より細かく、例えば１／６ピッチず
つ移動して各移動位置でのドットパターンを撮り込むよ
うにしてもよい。一般に、レッドＲとグリーンＧとブル
ーＢの各フォスファ間には非蛍光の部分があり、厳密に
言えば、１／３ピッチずつ移動した３枚のドットパター
ンを合成した場合にもほんの僅かのビームが光らない輝
度の欠落部分が生じる。この場合、合成パターンのデー
タに補正を施して完全なスポット形状を得るようにする
こともできるが、ビームスポットを１／６ピッチずつと
いう如くより細かく移動することにより、非蛍光の輝度
の欠落部分のない完全なビームスポットを合成すること
ができ、これにより、フォーカス測定の精度をよりいっ
そう高めることが可能となる。

【００２６】さらに、本実施例の応用として、水平方向
の磁界発生コイル10ａ，10ｂを併用し、ドット管のビー
ム形状を同様にして得ることもできる。

【００２７】

【発明の効果】本発明はドットパターンを所定量ずつ移
動して各移動位置のパターンを撮り込んでメモリに記憶
させ、各移動位置でのドットパターンを移動量だけ元に
戻して各パターンを合成するようにしたものであるか
ら、カラー陰極線管においても輝度が不連続となる欠落
部分のないほぼ完全なドットパターンを合成することが
でき、その合成パターンによりフォーカスの測定を行う
ことができるので、フォーカスの測定を高精度、かつ、
正確に行うことが可能となる。

【００２８】また、フォーカスの測定結果を定量判定値
によって判断するので、従来の目視による手法に比べ、
測定結果の客観性が得られ、しかも、前記の如く高精度
の測定ができるので、その測定の信頼性は飛躍的に高め
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフォーカス測定装置の一実施例を
示すブロック構成図である。

【図２】同実施例の装置を構成する磁界発生器の説明図
である。

【図３】同実施例の装置の磁界発生器によるビームスポ
ットの１ピッチ移動の検出例を示す説明図である。

【図４】同実施例におけるビームスポットの移動パター
ンとそれらの合成パターンとを示す画像処理の説明図で
ある。

【図５】従来のドットパターンを用いた目視によるフォ
ーカス測定の一例を示す説明図である。

【図６】従来のキャラクター文字を用いた目視によるフ
ォーカス測定の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

２ カラー陰極線管 ３ 撮像カメラ ６ 磁界発生器 17 演算ユニット 18 イメージメモリ 20 画像合成手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー陰極線管の画面に映されるドット
   パターンのビームスポットを所定量ずつ水平又は垂直の
   所定方向に移動するビーム移動手段と、このビーム移動
   手段によって移動される各移動位置でのビームパターン
   を撮影する撮像カメラと、この撮像カメラによって映さ
   れた各移動位置での前記ドットパターンの画像を記憶す
   るメモリと、このメモリに記憶されている各ドットパタ
   ーンの画像を移動した量だけ元に戻して合成する画像合
   成手段と、この画像合成手段によって合成されたドット
   パターンからフォーカスの定量判定値を演算するフォー
   カス演算部とを有するフォーカス測定装置。