JPH0148553B2

JPH0148553B2 -

Info

Publication number: JPH0148553B2
Application number: JP57117641A
Authority: JP
Inventors: Shii Robindaa Ronarudo; Furankurin Denhamu Dan
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1989-10-19
Also published as: DE3225256A1; DE3225256C2; NL8202650A; GB2102258A; JPS5824186A; GB2102258B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は陰極線管（CRT）、特に複数の電子銃
及びシヤドウマスクを備えたCRTの電子ビーム
偏向制御装置に関する。

従来の３電子銃、シヤドウマスク型のCRTの
一般的構成及びラスタ走査カラー像を得るための
動作方法は当業者には周知である。又、ダイナミ
ツク補正が無いと、斯るCRTに生ずる像は或る
固有の歪を有することも当業者には周知である。
この歪の主要なものは、３つの電子ビームの偏向
中心を表示管のスクリーンの曲面の中心から離れ
て配置することにより生じる糸巻歪（カラー
CRTと同様に単色CRTにも存在する）、複数の
電子銃を管体の管軸からずれて配置することによ
り生ずる台形歪及び複数の電子銃を横方向に離間
して配置することにより生じるシヤドウマスク管
のビーム・コンバージエンス誤差である。デルタ
（三角形）配置の電子銃構成では、３個の電子銃
全てを管軸から離間し、インライン（一線状）配
置の電子銃構成では１個の電子銃を管軸上に配置
し、他の２個をその両側に離間する。

幾何学的歪を補正する通常の方法は、画像ラス
タを得るために単一又は複数ビームを表示スクリ
ーンを横切つて偏向するために使用する偏向信号
に適当なアナログ補正成分を加えることである。
通常、３つの電子ビームをスクリーンの中心に集
めるために用いる電磁界に異なるアナログ補正成
分を同様に加えてコンバージエンス誤差を補正す
る。上述の２つの歪のうち、正確且つ均一に補正
することが最も困難なのは間欠的に調整を必要と
するコンバージエンス誤差である。

ビーム・コンバージエンスをするための基本的
方法は管内の各ビームに関して独立した垂直及び
水平偏向信号を発生させることである。補正信号
はスクリーンの中心において零点補正をし、ビー
ムの偏向が中心から離れるにつれて、補正量を増
加して、補正量はわずかに歪んだ放物線に近くな
る。視聴者がそれほど精密さを望まず視距離が約
1.8〜３ｍである家庭用テレビジヨン環境ではこ
の様な基本的補正で充分である。しかし、情報表
示の分野では精密さが望まれ、視距離が更に短か
い。特に、厳密な解像度が要求される場合には、
基本的補正では補正されないコンバージエンス残
留誤差量は許されない。

上述の基本的方法の改良は、本発明の譲受人で
あるテクトロニツクス・インコーポレイテツドに
より製造された4027カラー・グラフイツク・ター
ミナルに施されている。即ち、表示スクリーンを
幾つかの区分領域に分割し、独立して調整可能で
ある異なる補正信号を各区分領域ごとに発生させ
る。この様な改良により、スクリーン全面で、３
つのビームの正確なコンバージエンスができる。
上述の4027においては、表示スクリーンを９個の
区分領域に分割し、３つのビームを各ビームに対
応する３個のポテンシヨメータの調整により各領
域で一点に集める。しかし、補正は改良できる
が、この方法では９個の区分領域を有するので３
つのビームに対して27個の異なるポテンシヨメー
タの調整が必要で、調整に時間がかかる。他の従
来の方法では表示スクリーンを一様な多数の区分
領域に分割し、（例えばテクトロニツクス・イン
コーポレイテツド製690カラーモニタでは13個）
更に多様のポテンシヨメータによる関連調整を必
要とする。これら装置に共通の欠点は、各独立し
た区分領域で幾つかの調整をするために、表示装
置の完全な制御を行う操作者が必要なことであ
る。

最近の技術では補正情報をキーボード又は他の
同等の手段を介してデジタル的に入力して、所望
量のビーム調整をするアナログ信号に変換するデ
ジタル・コンバージエンス装置がある。斯る装置
を開示又は使用したものとして、例えば、ハレツ
トその他による米国特許第4203051号、ソウター
による米国特許第4203054号（これらはIBM社に
譲渡）及びオハイオ州デイトンのシステム・リサ
ーチ・ラボラトリイズ社製SRLモデル382カラ
ー・デイスプレーがある。斯るIBMの装置は
1980年９月IBM社発行のジエイ・レス・デベロ
ツプ（J.Res.Develop）24巻第１号、598ページの
「３ビームの高解像度カラー情報表示のコンバー
ジエンス用デジタル・システム」と題したジエ
イ・エス・ビーテソンその他による論文にも記述
されている。SRLのコンバージエンス装置はシ
ステム・リサーチ・ラボラトリー社のアール・イ
ー・ホルムス及びジエイ・エー・メイズによる
「シユミレーター・ビジユアル・システム用25イ
ンチ精密カラー表示」と題した論文に記述されて
いる。IBM及びSRLシステム両方に共通の特徴
はコンバージエンス又は他の幾何学的調整を為す
ために３つのビームの各々に必要な移動角度を表
わすデジタル情報を操作者が入力するのにキーボ
ードを使用することである。IBMシステムは表
示領域全面の13個の異なる点でビームを個々に調
整できる、然るにSRLシステムは256個の異なる
点で調整できる。

偏向調整のみができる半自動装置はブリストウ
による米国特許第4099092号に開示されている。
この装置では、CRT表示の前面に配置されたフ
オト・ダイオード・アレイ又は固体素子撮像管及
びデジタル・コンピユーターを補正成分を発生す
るために使用する。この補正成分は後にプログラ
ム可能な固定記憶装置（ROM）を介して従来の
偏向波形に加えられる。

全ての従来技術に共通の欠点はコンバージエン
ス又は幾何学的補正動作を達成する間、システム
の完全な制御を確認する操作者を必要とすること
である。

本発明によれば、CRT内でコンバージエンス
及び幾何学的整列の両方を自動的に達成するため
に閉ループ帰還技術を使用する（ここで、「幾何
学的整列」とは糸巻歪及び台形歪の如き像の乱れ
を補正するために必要なビーム調整のほか、表示
像の大きさ、位置、直線性、直交性等に影響を及
ぼすために必要なビーム調整の意味を含む。）。シ
ヤドウマスク型カラーCRTに特に関連するが、
コンバージエンス（又はコンバージエンス誤差を
制御すること）は複数の電子銃及び共通の偏向シ
ステムを有する単色又はカラーのいかなるCRT
の動作においても重要な問題である。

本発明の装置の機能的に不可欠な構成は、動作
中走査電子ビームの２次元的位置を表わす帰還信
号を供給できるCRTである。本発明の装置への
使用に特に適当なCRTの幾つかの説明が、米国
で本出願と同日（1981年７月６日）に出願された
ロナルド・シイ・ロビンダー、デイビツド・ジエ
イ・ベイテス及びダン・エフ・デンハムによる米
国特許出願No.280419に開示されている。説明のた
めに、本明細書では斯る米国出願に開示された技
術を例として用いているが上述した様に帰還信号
を供給できれば他のCRTを本発明に使用しても
よい。

特に、本発明の装置は走査電子ビームの管内の
位置を表わす信号を発生させるためのCRTに関
連する手段、斯る信号を検出する手段及び所望量
のビーム調整用の補正信号を発生するために斯る
検出に応答する手段を含む。コンバージエンス調
整のための、各電子ビームの位置を表わす信号は
他の電子ビームの位置を表わす信号と比較され、
コンバージエンス誤差の程度及び方向を表わす選
択された差異の指示を行なう。この差異の指示に
応答して適当な補正信号を発生し、管のシヤドウ
マスク又は単色表示管の表示面にビームを偏向す
る様に従来のコンバージエンス回路に加える。幾
何学的調整のため表示ビームの位置を表わす信号
を基準に対して比較し、幾何学的歪の程度及び特
性を指示する。この歪指示に応答して適当な補正
信号を発生し、所望量のビーム調整が生ずる様に
従来の偏向回路に加える。

特殊CRT、及び管内の単一ビーム又は複数ビ
ームを制御する閉ループを利用することを除い
て、本発明のシステムの動作は基本的に上述した
従来例に説明されている。即ち、それはCRTの
表示領域を多数の区分領域に分割し、コンバージ
エンス及び幾何学的調整処理を各区分領域に対し
て全体的な工程で、または繰り返して行うことで
ある。

本発明の装置の効果は幾何学的及びコンバージ
エンス補正処理を行うために操作者を必要としな
いことであり、周辺の表示システムに通常操作を
中断することなく敏速且つ効果的な処理ができ
る。

従つて、本発明の目的は複数ビーム型CRTの
電子ビーム間を所定間隔の関係にし、その関係を
維持する電子ビーム偏向制御装置を提供すること
である。

本発明の他の目的はシヤドウマスク型カラー
CRT内でビーム・コンバージエンスを行い、そ
れを維持する電子ビーム偏向制御装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的はCRT内で幾何学整列を行
い、それを維持する偏向制御装置を提供すること
である。

本発明の他の目的は動作を中断することなく
CRTのビーム・コンバージエンス及びビーム整
列を行う偏向制御装置を提供することである。

本発明の他の目的は表示の通常動作を全く中断
することなくCRT表示装置のビーム・コンバー
ジエンス及びビーム整列調整を行う偏向制御装置
を提供することである。

本発明の上述の目的、特徴及び効果は添付図を
参照して行う以下の説明より明らかとなろう。

以下の説明は本発明に関連したCRT表示装置
の基本的理解のためシヤドウマスク型CRTにつ
いて行う。

当業者には周知である様に、従来のシヤドウマ
スク型CRTの３つのビームは色忠実度が許容範
囲にある画像を得るためシヤドウマスク開口で一
点に集中しなければならない。デルタ電子銃配置
では、通常各ビームがマスク開口を通るように電
磁界を変調してコンバージエンスを行う。インラ
イン電子銃配置では方法が少し異なるが基本概念
は応用できる。説明を簡単にするため、ここでは
デルタ電子銃配置について説明するが、これは本
発明の限定を意図するものではない。更には、本
発明はシヤドウマスク型CRTに限定するもので
はなく、共通の偏向システムを有する複数ビーム
単色CRTにも応用できる。

第１図はデルタ電子銃CRTのビームをコンバ
ージエンスするために通常必要であるビーム調整
の４つの例を示す。CRT表示スクリーンの操作
者側から見た第１図において、各ビーム位置はビ
ームにより生ずる特定の色、即ち赤、緑及び青を
夫々示す文字Ｒ，Ｇ及びＢを囲む円で示される。
矢印は有効な調整方向を示す。従来の様に、赤及
び緑のビームは第１図中“＋”で示す共通のコン
バージエンス点に向つて又は遠ざかる斜め方向に
動き、一方青のビームは水平及び垂直方向に動
く。実際には、第２図に示す様に赤及び緑のビー
ムが黄色Ｙ表示を形成するように先ずコンバージ
エンスし、次に青のビームを空間的に一致させて
白色Ｗ表示を形成するようにして完全なコンバー
ジエンスを行う。コンバージエンス工程を容易に
するためCRTスクリーン上に実際に表示する印
は任意に選択すればよい。

コンバージエンス処理を行う基本的従来装置を
第３図に示す。この装置は、３電子銃構体２２及
びシヤドウマスク２３を有するCRT２０、コン
バージエンス構体２４、偏向ヨーク（又は偏向
板）２６、画像信号を発するＺ軸信号源２８、水
平及び垂直同期信号源３０、全体のコンバージエ
ンス及び偏向波形を発生する波形発生器３２及び
発生器３２の総合波形に或る補正成分を操作者３
６が手動で選択できる手段３４を含む。例えば従
来の装置とは上述したテクトロニツクス・インコ
ーポレイテツド製4027カラー・グラフイツク・タ
ーミナル、IBM及びSRLの装置である。テクト
ロニノクス・インコーポレイテツド製4027では波
形発生器３２及び手動調整手段３４はアナログで
あり、SRL社製装置では波形発生器はアナログ
で調整手段はデジタルであり、IBM社製装置で
は両方ともデジタルである。各社の装置に共通す
る特徴は補正動作を行うために必要な時間中、装
置に操作者３６が必要であることである。上述し
た様に、従来の装置の主要な機能は第１に３つの
電子ビーム６４ａ，６４ｂ，６４ｃをシヤドウマ
スク２３でコンバージエンスさせ、第２に幾何学
的に許容範囲の像を決定させるように操作者が手
動で補正波形を調整することである。上述したブ
リストウの装置では外部検出装置の操作者３６の
他に追加され、補正波形は自動的に発生される
が、操作者を依然必要とする。

第４図は、本発明の電子ビーム偏向制御装置を
示す。図示の如く、斯る装置は３電子銃構体４２
及びシヤドウマスク４３を有するCRT４０、コ
ンバージエンス構体４４、偏向ヨーク（又は偏向
板：偏向手段）４６、Ｚ軸信号源４８、水平及び
垂直同期信号源５０及び波形発生器５２を含む。
更に適当なインターフエイス即ち接合部６２を介
してCRT４０の動作中に存在する帰還信号を検
出し、それに応答して管内の各ビーム６４ａ，６
４ｂ，６４ｃの位置を示す第２信号を発生する検
出回路６０、この第２信号に応答して発生器５２
の総合コンバージエンス及び偏向波形に使用する
補正成分を発生する処理手段即ちプロセツサ６６
を含む。なお、接合部６２及び検出回路６０は、
応答検知手段を構成する。用語「プロセツサ」は
限定を意図するものではなく、いかなる処理、計
算又は他の動作を行うためにも充分な制御ロジツ
ク及び蓄積能力を有することを意味する。従来技
術と同様に波形発生器５２はアナログ及びデジタ
ルのどちらでもよい。第４図の装置の主要な機能
は操作者により中断することなく、更に第４図の
装置が一部を形成する装置の別の通常の動作を妨
害することなく、第３図の従来の装置のコンバー
ジエンス及び幾何学的補正動作を行うことであ
る。

CRT４０は走査ビームの水平及び垂直位置を
示すことができればどんなCRTでもよい。適当
なシヤドウマスク管のいくつかの例は上述したロ
ナルド・シー・ロビンダー・デイビツド・ジエ
イ・ベイテス及びダン・エフ・デンハムによる出
願に開示されている。しかし、必要な表示ができ
る管であれば他のものも使用してよい。

ロビンダーその他による出願に開示し、本出願
の図面の第５図に示す様に、適当なCRT４０の
一実施例はシヤドウマスク４３の電子銃側の表面
上に配列された複数の個別の位置検出素子即ち帰
還素子７０を有するシヤドウマスク型CRTであ
る。帰還素子７０は種々の型式で実現できる。そ
の１つとして帰還素子はシヤドウマスク表面上の
選択された位置に被着された例えばP47型螢光体
である短残光（rapiddecay）性螢光性物質であ
る。他の型式の帰還素子については以下に述べ
る。螢光体材料の素子７０において、接合部６２
は好適にはCRT４０の外部且つ管体内に形成さ
れた透光性の覗き口に近接して配置された光電子
増倍管である。接合部６２は第４図で小円で表わ
され、これは特定の機械的、光学的又は電気的接
続に限定するものではない。後述する様に接合部
６２は別個の異なる種類でよい。

特に効果的である帰還素子の実施例を第６図に
示す。素子は直角三角形を形成する、非結合の脚
部８０及び８２を含み、第１脚部即ち立上り脚部
８０は垂直方向に向けられ第２脚部即ち立下り脚
部８２は水平方向に対して30゜の角度８４（脚部
８０に対して60゜）に傾斜している。ここで用語
「立上り」及び「立下り」とは図において左から
右へのビームの走査方向に関してである（第６図
に示した素子は表示スクリーンの操作者側から見
た図である。シヤドウマスクの電子銃側から見る
と、ビーム進行は右から左となり素子は逆向きに
なる。）。更に用語「水平」及び「垂直」はCRT
表示装置の電子ビーム偏向に対応する。

第６図の素子の代表的寸法は、高さ８６は約
7.6〜25.4mm、全長８８は約15.2〜44.5mm、水平方
向の脚の幅９０は約0.25〜2.54mm、脚の間隔９２
は脚の幅に略等しい。装置の特性によつては他の
寸法であつてもよい。ここで、重要なことは素子
により走査中の電子ビームの位置を検出し、この
検出により生じる信号を明確に認識することであ
る。更に、高さ８６は走査ビームを垂直方向で調
整するに充分であり、走査ビームが脚部８０から
はずれることなくコンバージエンスを得るために
必要な距離である。脚部間隔９２は、たとえ垂直
面で素子が走査されても、２つの別個の信号を確
実に発生する距離である。脚部８０及び８２の一
定且つ等しい水平幅９０を２つの信号の振幅及び
周期が同じになるように選択する。例えば30゜の
角度８４は脚８２がシヤドウマスク４３の開口と
一直線になるように選択される。しかし、開口の
直径の関係、ビーム直径及び素子の全長は開口配
列と素子構成の配置誤差により生ずる不均一を最
小限にするので、後者の特性は厳密ではない。同
様の素子構成がインライン電子銃配置のシヤドウ
マスク管及び単色管にも使用できる。

第７図はシヤドウマスク４３の電子銃側の表面
を示す。ここで“＋”で示す帰還素子７０は、第
５図の側面図から解る様に、この素子は規則的に
離間された配列を形成するようにシヤドウマスク
表面上に配置される。設計上の選択により、素子
を点線の枠９４で表わす所定の保証領域内の全体
に設けてもよい。各素子は、CRTの３つのビー
ムが正確にコンバージエンス及び配列される表示
面積の区分領域の中心を定めるので、使用する素
子の数及び位置は補正の精度を決定する重要な要
素である。第７図に示すパターンでは、17個の異
なる位置即ち中心、上下、左右、４隅及びこれら
の間の同様の点でコンバージエンス及び幾何学的
補正ができる。総合的にデジタルコンバージエン
スを使用した装置に関しては、例えば30乃至256
個の等間隔で更に小さい多くの配列及び素子を必
要とする。後述するように各帰還素子７０を走査
電子ビームにより個々に調べてもよく、コンバー
ジエンス及び補正動作は同時に点毎に即ち表示全
体で行われる。

第４図の装置と共に使用する代表的位置検出回
路を第８図に示す。帰還素子７０は螢光性材料で
形成され、従つて接合部６２は光電子増倍管とし
て簡略して示す。第８図の回路は所定の一連の切
換え入力信号に応答して出力状態が交互に変わる
トグル・フリツプ・フロツプ１１０、トグル１１
０の出力状態をアナログ量に変換するランプ発生
器１１２及びアナログ量をデジタル量に変換する
アナログ・デジタル変換器ADC，１１４を含む。
ランプ発生器１１２は増幅器１１６及びコンデン
サＣに蓄積した電荷を制御するトランジスタ・ス
イツチＱ１，Ｑ２を含む。ADC１１４はデジタ
ル発振器１１８、デジタル計数用カウンタ１２
０、デジタル・アナログ変換器１２２及びカウン
タの計数値がコンデンサの充電電荷に相当するよ
うになるとカウンタ１２０の計数を停止させ、ラ
ンプ発生器１１２をリセツトする比較器１２４を
含む。光電子増倍信号の振幅を制御する増幅器１
２６が第８図の回路に含まれる。この回路の機能
は特定のラスタ線分の水平及び垂直位置を表わす
デジタル・タイミング信号を供給することである
（用語「ラスタ線分」は本発明をラスタ走査型の
装置に限定するものではない。）。当業者には明ら
かな様に、本発明はダイレクト・ビーム（即ちカ
リグラフイツク）型の装置にも応用でき、有用で
ある。

第８図の回路の動作は第９図の信号図を参照し
て、理解されるであろう。例えば表示領域の左中
央端の素子の様な選択された帰還素子に関して表
示領域の中央を通過する赤色の線の様な、特定の
走査線の位置を決定するためには選択された素子
の両方の脚部を横切るように、充分な長さの走査
線を発生させることのみが必要である。第１の横
断走査は走査線の水平位置を表わす信号を発生さ
せ、第２の横断走査は走査線の垂直位置を表わす
信号を発生させる。同一走査線の３つの色要素の
各々に対して処理を繰り返すことにより、コンバ
ージエンス又は他の空間的関係を制御するために
必要な調整が敏速にできる。表示領域に関して物
理的位置を知ることにより、幾何学的補正を行う
に必要な調整ができる。

第９図は第８図の回路に印加されるＺ軸Ｚ及び
帰還（PMT）信号、トグル状態（TOGGLE）及
びこれに応答して生ずるコンデンサの電荷Ｃを示
す。TOGGLE及びＣ信号には２組あり、一方は
帰還素子の第１横断走査用であり、他方は帰還素
子の第２横断走査用である。第９図はＺ軸信号に
より生ずる走査線（LINE）も示す。素子の２つ
の脚部８０及び８２に関係する発生走査線の位置
を簡略的に示すため、第６図の帰還素子を走査線
信号に重ねてある。LINE曲線の水平座標の時間
及び距離の両方を測定する。

選択された走査線が発生する前の時刻t₀におい
て、プロセツサ６６は適当な制御信号を発生し、
トグル１１０を高出力状態にセツトし、カウンタ
１２０を初期状態即ち零にセツトする。この状態
において、増幅器１１６の入力端は接地され、コ
ンデンサＣは放電する。次に水平偏向が始まり、
CRT内の３つのビームは表示領域を左から右に
移動し始める。選択した帰還素子７０に到達する
前の所定時刻t₁において、例えば赤の如き電子ビ
ームに対するＺ軸信号は均一な輝度の掃引線を生
ずるように一定の振幅に維持される。これと同時
に、緑色及び青色電子銃へ印加するＺ軸信号を零
にセツトする。プロセツサ６８は適当な制御信号
を発生し、図中で上のトグル曲線で示すように、
トグル１１０を低出力状態にする。トグル１１０
の低出力状態により、トランジスタＱ１が非導通
になる様にバイアスされ、コンデンサＣは充電を
始める。これを第９図の上のＣ曲線で示す。時刻
t₂では、赤色のビームは素子７０の立上り脚部８
０を衝撃し、素子の材料を発光させ、第１帰還指
示をする。接合部である光電子増倍管６２はこの
指示を検出し第1PMTパルス１４０を発生する。
PMTパルス１４０を印加すると、トグル１１０
の出力は高出力状態に復帰し、その結果増幅器１
１６の入力端は再び接地され、コンデンサＣの充
電動作が終了する。次に適当な制御信号が発生
し、後述するようにトグル信号が次のPMTパル
ス１４２に応答するのを妨げる。この時点でコン
デンサＣの電荷は一定な輝線セグメント１４４の
出発点から素子７０の立上り脚部８０に出合う即
ち交差する時点までの水平方向距離及び経過時間
を表わすアナログ量である。

走査線１４４を決定するＺ軸信号は有効な帰還
信号を発生するに足りる振幅が必要であることに
留意されたい。この振幅は少なくとも装置の操作
者が見ることができる掃引線を発生するに必要な
大きさである。

第８図の回路の次の動作の前に、適当な制御信
号が発生され、カウンタ１２０は計数し始める。
この様に発生し、Ｄ／Ａ変換器１２２によりアナ
ログ量に変換されるデジタル計数値がコンデンサ
Ｃに充電された電荷量に相当する値に達すると、
比較器１２４は計数を停止させコンデンサＣを放
電させる信号を発生する。停止時において、カウ
ンタ１２０の計数値は上述の如く水平距離及び時
間を表わすデジタル量である。このデジタル表示
は素子７０の立上り脚部８０により表わされる垂
直面での走査線１４４の位置を表わす。

水平基準に関して走査線１４４を位置づけるた
めに、第８図の回路は再び初期状態とし、水平走
査動作を繰り返す。時刻t₁で一定輝度走査線１４
４が開始し、トグル１１０には信号は印加されず
トグルは第９図の下のTOGGLE曲線により示す
様に高出力状態を維持する。時刻t₂で走査ビーム
が素子７０の立上り脚部８０と交差すると、生じ
たPMTパルス１４０はトグル１１０を低出力状
態に切換え、コンデンサＣの充電を開始させる。
これを第９図の下のＣ曲線で示す。時刻t₃でビー
ムが素子７０の立下り脚部８２と交差する時生じ
た第2PMTパルス１４２はトグル１１０を高出力
状態に復帰させ、充電動作を終了させる。Ａ／Ｄ
変換器１１４の再開始動作によりカウンタ１２０
内で発生するデジタル信号は走査線１４４及び２
個の素子脚部８０，８２の交差点間の水平距離及
び経過時間を表わす。立下り脚部８２の傾斜によ
り、デジタル信号は素子７０に関する走査線セグ
メント１４４の垂直位置を示す。素子７０の正確
な物理的位置が既知であるなら、この垂直位置の
情報を用いて例えば、検出した経過時間と素子７
０の既知の物理的位置に相当する経過時間との間
の誤差を所定の範囲以下に減少させる方向に、走
査線１４４を移動させて幾何学的補正を行うよう
にしてもよい。しかし、コンバージエンスをする
ために素子の物理的位置を知る必要はない。

非飛越しラスタ走査型式での使用上、第８図の
位置検出回路及びプロセツサ６６は選択した帰還
素子７０の最初の水平走査期間に得た情報を同一
の素子の次に続く走査前に充分敏速にデジタル化
及び蓄積できる。従つて、連続したラスタ線を発
生するに必要な時間以内で特定の走査線に対する
水平及び垂直位置状報が得られる。特定の線分及
び帰還素子に対して、赤色ビームの情報を得て且
つ蓄積した後、緑色及び青色ビームに関して相当
する情報を得るため上述の工程を繰り返す。水平
位置情報は特定の色の走査に関して同じであるの
で、上述の２つの動作のうちどちらを先に行つて
もよい。ここでは、垂直情報を得るために使用す
る線分が３色の各々について同じであることが必
要である。

この様にして得た情報はかなり敏速に分析され
る。第１０図は文字がビームの色を表わす１４４
Ｒ，１４４Ｇ，１４４Ｂと参照符号が付された３
つの走査線と共に第６図の帰還素子を再び示す。
各走査線の中心を図中の小円で示す。位置検出器
６０及びプロセツサ６６を介して得た位置情報即
ち経過時間は、赤色の水平位置のRh、赤色の垂
直位置のRv、緑色の水平位置のGh等により表わ
す。以下の説明において、用語「増加」は第１０
図の赤色及び緑色線分１４４Ｒ及び１４４Ｇの中
心に近接した矢印で示した方向に各ビームを移動
させる様にコンバージエンス波形を補正すること
を意味する。一方、用語「減少」はビームを反対
方向に移動させることを意味する。

第１０図より、次の関係が明らかである。

１ Rh＞Ghの場合赤は緑の左側にあり、水平方
向でコンバージエンスするために共に増加させ
る。

２ Rh＜Ghの場合、赤は緑の右側にあり、水平
方向でコンバージエンスするために共に減少さ
せる。

３ Rv＞Gvの場合、赤は緑の下側にあり、垂直
方向でコンバージエンスするため赤を増加さ
せ、緑を減少させる。

４ Rv＜Gvの場合、赤が緑の上側にあり、垂直
方向でコンバージエンスするため赤を減少さ
せ、緑を増加させる。

赤及び緑がコンバージエンスされていると仮定
すると、１ Bh＞Rhの場合、青はコンバージエンス点の
左にある。

２ Bh＜Rhの場合、青はコンバージエンス点の
右にある。

３ Bv＞Rvの場合、青はコンバージエンス点の
下にある。

４ Bv＜Rvの場合、青はコンバージエンス点の
上にある。

ここで各不等号の方向はコンバージエンスする
に必要なビーム運動の方向を示し、両者の差はビ
ームの運動量を示すことに留意されたい。又、一
度赤色及び緑色走査線をコンバージエンスする
と、青色走査線の値をコンバージエンスした走査
線のどちらか一方（両方ではない）の値と比較す
るだけでよい。

コンバージエンス波形に加える補正成分を計算
するために使う特定な処理即ちアルゴリズムは熟
練した設計者の設計上の選択による。斯る選択に
は、コンバージエンスを得るまでビームを１工程
づつ繰り返して移動させる単に繰り返しの解決
法、必要な補正量を計算し、ビームを１回移動さ
せる単に数学的解決法及びビームを繰り返し、１
工程ごとにコンバージエンス誤差の程度に関係し
てビームを移動させる混成即ち前者２つの中間の
解決法を含む。実際には各経過時間の差が所定の
限界以下に減少するとコンバージエンスが得られ
る。特定のシステムに最も適当である解決法は、
計算に必要な時間、及び実際の計算の速度及び能
力に依存する。混成解決法の例を次に示す。

１ Rh，Rv，Gh，Gv，Bh及びBvを得るために
選択した素子を走査する。

２ Δh＝Rh−Gh，Δv＝Rv−Gvを計算する。

３計算した関係ごとに分析する（第１０図を参
照）。

即ち、Rh＞Ghから、Ｒ＝Ro＋Δh，Ｇ＝Go＋
Δhを設定 Rv＜Gvから、Ｒ＝Ro−Δv，Ｇ＝Go＋
Δvを設定組合わせてＲ＝Ro＋（Δh−Δv）／２、Ｇ＝Go＋（Δh＋Δv）／２を設定４赤色及び緑色のコンバージエンスを示す所定
の限界よりΔh，Δvが小さくなるまで１乃至３
の工程を繰り返す。

５最後のRh，Rvを使つて、新しいΔh＝Bh−
Rh，Δv＝Bv−Rvを計算する。

６前と同様に分析する（第１１図を参照）。

即ち、Bv＜Rhから、ＢをΔvだけ下に移動す
る。

Bh＜Rhから、ＢをΔhだけ左に移動す
る。

７赤及び青のコンバージエンスを示す所定の限
界よりΔh，Δvが小さくなるまで５乃至６の工
程を繰り返す。

上述した様に、一度、赤色及び緑色ビームをコ
ンバージエンスすると青色ビームは他の２つのビ
ームの一方と配列を比較するだけでよい。

コンバージエンス構体４４内及びCRT電子銃
構成要素間のクロストークのため、各電子銃の調
整はすでに済んだ他の電子銃の調整に影響を及ぼ
す。従つて、３つのビームの完全なコンバージエ
ンスを得るため２回以上総合工程を行うことが適
当である。次に各帰還素子７０に対し且つ全表示
領域上で許容範囲のコンバージエンスを得るに必
要な回数だけこの工程を繰り返す。素子の配置を
第７図に示す様に仮定すると、コンバージエンス
調整の順序は、例えば中央、上中央、左中央、右
中央、下中央、８個の中央付近位置、上左隅、上
右隅、下左隅、下右隅の順である。60Hzの非飛越
しラスタと仮定すると、第７図の17点でカラー
CRTの３つのビームを完全にコンバージエンス
する所要時間は２秒以内であろう。ここで開示し
た様に一度、特性が決定すると、実際に波形補正
をするためにはいかなる適当な構成を用いてもよ
い。種々の構成が当業者には周知であり、例えば
テクトロニツクス・インコーポレイテツド製カラ
ー・グラフイツク・ターミナルで使用しているも
の、更に上述したIBM及びSRLで開示したもの
を含む。

上述の様に、補正工程は所定の工程に従つて自
動的に又は操作者の制御により行なわれる。自動
的に行うとき、線分１４４は非常に速く且つたま
に現われるので操作者は実際上ほとんど気が付か
ない。60Hzの画像ラスタとすると、各線分の試験
は1/60秒以内であり、初期ウオーム・アツプ後
は、補正の時間間隔は数時間である。たとえそう
でも、いかなる中断も許されず、補正処理の手動
による機能停止又は開始を必要とする表示写真に
も応用できる。手動制御を行なうのに必要な回路
は当業者には周知である。

上述では帰還素子７０はシヤドウマスク４３の
電子銃側表面に塗布した短残光性螢光体により形
成されるとした。しかし帰還素子は電子ビームが
通過することによる衝突で２次電子を放出可能な
材料で形成してもよい。この場合、接合部６２は
管体の内部に配置され、外部から適当な導体を介
してアクセスできる２次電子用の適当な単一又は
複数のコレクタを含む。周知の２次電子放出材料
は一酸化マグネシウムMgoである。２次電子用
コレクタの構成及び設置は例えばモノスコープ型
の文字発生器管の設計及び製造に携わる当業者に
は周知である。

シヤドウマスク４８の表面上の帰還素子７０の
大きさ及び配置は多少の制限はあるが設計上の選
択による。上述した様に第１に考慮すべき事柄は
帰還素子を走査することにより生ずる信号が明瞭
且つ判別し得るものであることである。従つてこ
の素子はビーム調整の制限された範囲内で有効な
信号を発生できるように充分大きく、しかし適切
な分離ができるように充分小さくなければならな
い。仮に、帰還素子が互いに接近しすぎると、或
る信号素子の異なる構成部分により生ずる各信号
を区別し、更に第１素子の構成部分及び隣接する
素子の他の構成部分により生じる信号を区別する
ための処理能力がプロセツサ６８に要求される。

コンバージエンス又は他の補正処理の初めにお
いて、ビームが総合的配列誤差を有すると、各信
号の後者の設定を行なう。コンバージエンスを得
るために通常必要なビーム調整量は254mm×190mm
に表示領域に対して±3.2mm程度であり、約12.7
mm×25.4mmの帰還素子がコンバージエンス及び幾
何学的補正に適当である。当然、これら素子の間
隔は表示領域の大きさと同様に素子の大きさ及び
個数に依存する。

第３の選択として、帰還素子７０はシヤドウマ
スク４３の電子銃側の表面上に被着した導電性及
び絶縁性被膜状の開口として形成してもよい。こ
の素子を形成する工程はロビンダー及びベイテス
による上述の米国特許出願に開示されている。こ
の様に形成すると、帰還素子７０はシヤドウマス
クを除いて導電性及び絶縁性材料の被着層全体に
広がつた特定の構成の複数の開口を含む。（初め
に、シヤドウマスクの貫通孔を形成する非常に小
さい開口が注意深く保たれる。）外部電気接続（接合部６２の第３実施例）をシ
ヤドウマスク４３及び導電層の両方に設けると、
通過電子ビームの正及び負の両方の指示を検出で
きる。ビームが素子の開口により定めた領域にあ
るとき（第１状態）、ビーム電流がシヤドウマス
ク内に誘起される。ビームが表示領域のどこか他
の位置にあるとき（第２状態）、ビーム電流は導
電被覆内に誘起される。第１状態は正の指示、第
２状態は負の指示と考えてよい。当然、合わさつ
たもの全体に広がつた小さなドツトの開口をビー
ムが通過する時、或るビーム電流がシヤドウマス
ク４３に誘起される。この電流を敏速に帰還電流
と区別する。所望の補正信号を発生するための帰
還電流の処理は上述した概略的工程で行なう。

帰還素子７０には、多数の異なる形状が、考え
られる。それは、コンバージエンス工程を単一線
分を用いて行うとき、第６図の素子の構成は任意
であるからである。しかし、或る例では単一ドツ
トの如く小さく簡単な素子構成にし、線分ラスタ
を使用してコンバージエンス工程を行うことも効
果的である。この工程を第１１図に示す。この図
の左の部分には、帰還ドツト７０上に重ねた９本
の赤色線分１４４Ｒのラスタを示してある。説明
の都合上、偶数の線分０乃至８にラスタの左側に
沿つて番号を付している。ラスタが発生される
と、適当なカウンタ又は他の手段は線番号を記録
するために動作し、時刻t₁に第１帰還信号を検出
する。第１１図の右の部分に示す様に新しい線番
号を得るために９本の緑色線分１４４Ｇのラスタ
を有し、時刻t₂に信号を検出するためにもこの工
程は繰り返される。ラスタを移動させてコンバー
ジエンスをするに必要な補正量は実質的に上述で
概略したように決定する。

以上述べた如く本発明によれば、位置検出素子
が、シヤドウマスクの表面上、即ち、シヤドウマ
スクの開口以外に配置されている。また、位置検
出素子の配置は、シヤドウマスクの電子銃側の表
面上である。よつて、シヤドウマスクの本来の機
能を損なうことなく、表示領域全体にわたつて、
位置検出素子を分布させることができる。したが
つて、陰極線管の全表示領域にわたつて、電子ビ
ームの２次元的位置が検出できるため、表示領域
全体にわたつて、電子ビームの偏向歪を補正でき
る。

これまでは主にデルタ配置電子銃型CRTにつ
いて説明してきた。しかし、本発明は３個以外の
電子銃を有するCRTにも応用できる。第１２図
はコンバージエンスを得るために通常使用する４
段階のビーム調整の指示を有するインライン型
CRTの水平配置ビームを示す。前と同様に、各
電子銃を特定の色即ち赤色、緑色及び青色を夫々
表わすＲ、Ｇ及びＢを囲む円で表わす。中心ビー
ムを固定し、即ち偏向によつてのみ動くように
し、一方、外側のビームはコンバージエンスを得
るに必要な平面で動かせる。このコンバージエン
スを得て、維持するための本発明による工程は第
１０図を用いて行つた上述の説明から理解でき
る。赤色及び緑色ビームをコンバージエンスし、
次に青色ビームを一致させる代りに、外側の２個
のビームを中心に向つて移動させる。信号検出及
び時間評価工程のその他の説明は前と略同様であ
る。

以上の説明は主にシヤドウマスク型カラー
CRTについてであつたが、本明細書の初めにお
いて述べたとうり、当業者には明らかな様に、カ
ラーCRTのビーム・コンバージエンスに関する
大部分の原理は単一の共通偏向システムを有する
複数ビーム単色CRTにおける制御ビームコンバ
ージエンスに応用できる。例えば、単色表示シス
テムは周知であり、このシステムでは、２個以上
の電子ビームが表示手段を横切つて平行に偏向さ
れて、ラスタ線数が増加し、フレーム速度が減少
した画像ラスタを発生させる。この様なシステム
では、正確なコンバージエンスよりむしろ正確な
ビーム・コンバージエンス誤差の方が重要であ
る。本発明のシステムでは、ビーム分離を所望の
程度に維持するために必要な連続的補正を行なう
ことは簡単な問題である。例えば、或る経過時間
が等しく又は略等しくなるまで走査線を移動させ
る代りに、主に垂直移動に関して各経過時間が所
定の量だけ異なるように走査線が移動する様にす
る。複数のビームがコンバージエンス構体及び共
通偏向装置を共通するなら、必要な補正成分はシ
ヤドウマスク型CRTに関して説明したと同じ方
法でコンバージエンス構体に加えられる。ビーム
を個々に偏向するなら、コンバージエンス構体は
省略され、補正成分は個々の偏向システムに加え
られる。

上述した、シヤドウマスクを有さないCRTの
システムに関して、帰還素子７０は画質領域の周
辺に最も都合よく離間される。画質に悪影響を及
ぼすことなく離間する種々の手段は上述のロビン
ダー、ベイテス及びデンハムの米国特許出願に開
示されている。

以上は主に自動コンバージエンス又は制御コン
バージエンス誤差について説明したが、本発明は
周知の種類の幾何学的歪にも応用できる。このよ
うな補正をするため、各帰還素子の既知の物理的
位置に関する各走査線の所望位置又は走査線のコ
ンバージエンスされる設定を知ることが必要であ
る。物理的位置は製造工程中の物理的測定により
決めてもよく又は補正システムにより得てもよ
い。一度、表示ラスタをコンバージエンスし、幾
何学的許容値に調整すると、帰還素子に関する特
定の走査線の検出位置（t₁，t₂及びt₃で表わす）
は簡単に蓄積でき、その後の自動検出、比較及び
調整によりその位置を維持できる。上述のIBM
に参照例はビーム・コンバージエンス及び歪補正
の両方を行うための開ループ・システムを使用し
ている。上述した様に、本発明のシステムの主な
特徴は特別な管４０、接合部６２、位置検出器６
０及びプロセツサ６６で閉ループを形成すること
である。本発明のシステムの既念は投写型カラー
表示システムの２個以上の投写ビームをコンバー
ジエンスするためにも使用できる。斯るシステム
において、上述した様な帰還素子として透明な光
導電体を投写スクリーンに付けることもできる。
光導電体が移動光ビームで走査する間に発生する
帰還信号は所望の程度の調整をするために必要な
補正信号を発生するように処理される。

以上明細書中で用いた用語及び表現は本発明を
限定するものではない。又、上記説明は本発明の
好適な実施例について行つたが、本発明の要旨を
逸脱することなく種々の変更及び変形を成し得る
ことは当業者には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデルタ電子銃配置シヤドウマス
ク型CRTに用いるビーム調整を表わす略図、第
２図は第１図のビームをコンバージエンスするた
めに通常用いる手順を表わす略図、第３図は従来
の補正システムのブロツク線図、第４図は本発明
のコンバージエンス及び幾何学的調整システムを
表わすブロツク線図、第５図は第４図のシステム
と共に使用するに好適なCRTの断面図、第６図
は第５図のCRTに関連した帰還素子を示す拡大
図、第７図は帰還素子の適当な配列を示す第５図
のCRTの正面図、第８図は第４図のシステムの
一部を形成する位置検出回路を示すブロツク線
図、第９図は第８図の回路で動作中に生じる信号
を示すタイミング・チヤート図、第１０図は第４
図のシステムの動作中に生ずる特定の時間関係を
示す第６図の帰還素子の略図、第１１図は第４図
のシステムの特定の動作中に生じる２つのラスタ
線群の略図、第１２図は従来のインライン電子銃
配置CRTにおいて用いるビーム調整を示す略図
である。図中において、４２は電子銃、４４はコンバー
ジエンス構体、４６は偏向手段、６４は電子ビー
ム、６６は処理装置を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１電子ビームを発生する電子銃、シヤドウマス
ク、及び該シヤドウマスクの上記電子銃側の表面
上の所定位置に配置され、上記電子銃からの電子
ビームに応答する複数の位置検出素子を有するカ
ラー陰極線管と、該陰極線管の近傍又は内部に設けられ、上記位
置検出素子の応答を検知する応答検知手段と、上記陰極線管の上記電子ビームを偏向する偏向
手段と、上記応答検知手段からの検知信号に応じて上記
電子ビームの上記シヤドウマスクでの２次元的位
置を求め、上記偏向手段を制御して上記電子ビー
ムの偏向歪を補正する処理手段とを備え、上記位置検出素子は、上記陰極線管の全表示領
域に対応する上記シヤドウマスクの領域に分布し
ていることを特徴とする電子ビーム偏向制御装
置。