JPH01181396A - 画像表示装置の色むら補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、計算機の端末デイ
スプレィ等に用いられる画像表示装置の色むら補正装置
に間するものである。

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６０−１８９８４
８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に水平
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ｌと反対方向に線状カソード５に近接して設け
られ電気的に分割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Ｈ１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（ＥＲ，ＥＧ％　ＥＢ）１０はＡ／Ｄ変換器１１
にてディジタル信号に変換し、ＩＨ（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。ＩＨ間の
信号が全て人力されると、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ＩＨの信号がまた第１の
ラインメモリ１２に人力される。

第２のラインメモリ１３に転送された信号はＩＨ期間デ
ータ保持されると共に、Ｄ／Ａ変換器１４に人力され、
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トリブレツト（１）リブレットはＲ，Ｇ、　　Ｂ蛍光
体ストライプＩＭｉのこと）とすると、あるＩＨ明期間
Ｒ，Ｃ，Ｂ各原色信号１０の映像信号の有効表示期間Ｔ
、　ｊ？：　Ｔ　／　ｎに分割し、個々の期間の映像信
号の時間軸を０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０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人力さ
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２叫を表示領域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
プレイドの前面に設けられた光電変換素子１日によって
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ド
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、帯域通過フィルタ２４０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）の位相間係は、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′開方ｔｌ、　　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を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８％　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ｒｔでの位相の乱れ
（低域位相乱れ）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
の中心周波数を変更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検出する手段と、前記光電
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１７４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
１８．１９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（４〜口）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図のインデツ・クス信号処理回
ｍ５８のブロック図を用いる。第２図において１８．１
９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。この抽出信号は位置検出回路２５に供給され波
形整形した後、第３図ａ）の人力インデックス信号のピ
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トリブレツトのピッチの２
／３倍のピッチで塗布されているため分周器２９で２７
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ｌ／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へ人力される。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トリブレツ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２日に供給され波形整形した後
、第３図１）の人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図りに示す奇数
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へそれぞれ人力される。

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ｔ
６がメモリ２１に記憶される。

位相差の検出は水平同期信号（ＨＤ）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き
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
入力端で人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Ｅｉｎが Ｅｉｎ＝ＡｃｏｓｃｌＪｔ 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）＝２Ａｓ
　ｉ　ｎωｒ　・ｓ　ｉ　ｎω（Ｔ　−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τ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（ｆ
　ｉ）が５００ｋＨｚＴ！Ｎｕ　ｌ　１周波数（ｆｎ）
がＩＭＨｚ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
定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内の平均値
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
数としその低域と高域成分を削除された一次微分波形が
出力される。また人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（ＩＤ
Ｉ、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３
８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（ＩＤＩ、ＩＤ２、ＩＤ３）
内で一次微分信号が平均値すなわち直流電位Ｏｖの位置
を検出して、第７図ｄ）に示す位置検出信号（ＰＣＰ２
、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、−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テ・ンク
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、この信号が利得制御回路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とがり位置の
位置検出を行ない、第９図ｅ）に示す位置検出信号（Ｐ
４、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、簡単な構盛
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位置信号の位相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ｆｌ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、それ以外の画像表
示装置としてもよい。

発明の詳細 な説明したように、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人力し、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位置信号との位相間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に対応でき、
その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、】８．１
９・・・光電変換素子、２１・・・メモ菖ハ　２２・・
・ラインメモｌハ　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、３０．３
１・・・パルス選別回路、３２．３３・・・移相回路、
３４．３５・・・位相差検出回路。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名簿　１　図
　　　　　　　　　　　　　で＝インデックス椙号の潤
期第３図 ２４ジ　　　　　　　　　　　　　　　−＊’ｔ２　　
　　　　　　−’ｔ４　　　　　　　　−ｌ　ｔ、＜第
４図 第５図 第６図 第７図 第８図 Ｐ４　　　　　Ｐｓ　　　　　Ｆ６ 第１１図 府系列侶号 ２２イ〜２？ハー−−ライン、メモリ ２４−イ、２手ローーー布憔戎ゴ目邑フィルタ第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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検出する手段と、前記光電変換素子
   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。