JPH05191667A - ダイナミックフォーカス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極線管を用いた映像表示装置のダイナミッ
クフォーカス回路において画面の全面にわたって最適な
フォーカス状態を実現し、全面均一で高精細な映像表示
を行うことを目的とする。 【構成】 キーボード１０、ＣＰＵ１１、デジタル記憶
素子５、８、１２、１４、１５、デジタル演算部１６お
よびラッチ・Ｄ／Ａ変換器１７、１８、１９からなる構
成により、画面上の各部分のダイナミックフォーカス補
正データをデジタル値として記憶、演算を行うことによ
り、画面の全面のフォーカス状態を最適化するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管（以下、ＣＲ
Ｔと示す）を用いた映像表示装置のダイナミックフォー
カス回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴを用いた映像表示装置は、
高品位テレビジョン、クリアビジョン等の高品位映像ソ
ースやコンピュータの文字情報、図形情報の表示用とし
ての市場が拡大しており、表示画面の全面にわたる高画
質化という点でフォーカス性能の向上が求められてい
る。

【０００３】特に、投射型ＣＲＴを用いたプロジェクタ
タイプのものについては、ＣＲＴに印加される電子ビー
ムの単位面積当たりの電流密度が非常に大きく、かつＣ
ＲＴ上の画面を大きく拡大するために画面の全面にわた
るフォーカスの均一化がより重要である。

【０００４】以下に従来のダイナミックフォーカス回路
について電磁集束方式の場合を一例として説明する。

【０００５】フォーカス補正は図６に示すように主レン
ズ３１（電子レンズ）の磁界強度（電界強度）を調整
し、蛍光面３３上でのビームスポット特性の最適化を図
っている。主レンズ３１の形成は、電磁集束方式の場合
は図６に示すように電磁集束用フォーカスコイル３０に
より行っている。また静電集束方式の場合は陽極電圧に
対するフォーカス補正電極の印加電圧の電位差調整によ
り行っている。

【０００６】ダイナミックフォーカス補正の必要性につ
いて簡単に図６を用いて説明する。ＣＲＴの蛍光面の中
央から周辺に行くに従って偏向中心３２から蛍光面３３
までの距離（中央ｌ→周辺ｌ’）が長くなるため（ｌ’
＞ｌ）、最適フォーカス調整値に差異が生じる。この補
償として電磁集束方式の場合はフォーカスコイル３０に
図７に示すＨｐａｒａ４、Ｖｐａｒａ７のように画面の
中央から周辺に行くに従って変化するようなパラボラ状
の補正電流を流してやればよい。また静電集束方式の場
合はフォーカス電極にパラボラ状の補正電圧を印加して
やればよい。実際ＣＲＴ上では水平、垂直の両方向に偏
向走査を行うので水平走査周波数、垂直走査周波数の各
々に同期したパラボラ状の補正電流（静電集束方式の場
合は補正電圧）を加算して加えることになる。

【０００７】従来のダイナミックフォーカス回路の具体
例を電磁集束方式の場合を例にして図７に従って説明す
る。

【０００８】まず水平、垂直の偏向走査に同期した水
平、垂直の同期パルスＨｐ１，Ｖｐ２を基本補正波作成
回路３に入力するとＨｐ１，Ｖｐ２に同期した水平、垂
直レートのパラボラ波Ｈｐａｒａ４，Ｖｐａｒａ７が得
られる。ここで基本補正波作成回路３は水平、垂直走査
周波数に同期したのこぎり波やパラボラ波を一定振幅で
出力するものですでに集積回路として商品化されている
ものがある（ソニーＣＸＡ１１５８Ｐ，ＣＸＡ１２６８
Ｐ）。前記基本波補正波作成回路３においてはパラボラ
波作成は各々Ｈｐ１，Ｖｐ２を２次積分して作成してい
る。次に得られたＨｐａｒａ４，Ｖｐａｒａ７は利得調
整クランプ回路３４、３５で利得調整とパラボラ波形の
中央すなわち周期πの位置で０レベルにクランプを行っ
た後、水平、垂直の出力増幅部１４、１５に入力する。
出力増幅部１４、１５は入力電圧波形と同等の補正電流
を負荷であるフォーカスコイル１６、１７に流すように
構成している。電磁集束方式のフォーカスコイルはスタ
ティックコイル１７とダイナミックコイル１６を別巻線
にするのが一般的であり、スタティックコイル１７には
静的補正電流としての直流電流に加えて走査レートの低
い垂直のダイナミック補正電流を流している。また走査
レートの高い水平のダイナミック補正電流はスタティッ
クコイル１７に比べてインダクタンス値をかなり小さく
したダイナミックコイル１６に補正電流を流している。

【０００９】前記の利得調整クランプ回路３４、３５は
画面中央におけるダイナミックフォーカス補正作用をゼ
ロにし、表示画面の最周辺部でダイナミックフォーカス
補正作用を最大とするためのものである。

【００１０】また、投射型ＣＲＴを３本用いたビデオプ
ロジェクタの場合には、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ
の３本の各々にフォーカス補正を行うため前記構成の回
路の利得調整クランプ回路３４、３５以降の構成部分を
各色チャンネルごとに備えているのが一般的である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のダ
イナミックフォーカス補正回路において以下に示すよう
な課題がある。

【００１２】第１に画面上の周辺部での最適ダイナミッ
クフォーカス補正値は以下に示す各々の原因により、必
ずしも画面の上下、左右および４コーナー各々等、画面
の各部分では一致しない。 ・ＣＲＴの蛍光面の幾何学的中心に対して、ラスターの
中心が必ずしも完全に一致しない ・ＣＲＴのフェースプレート内面の加工精度の誤差によ
り偏向中心からＣＲＴの蛍光面周辺部までの距離が画面
の上下、左右および４コーナー各々で必ずしも一致しな
い ・投射式のビデオプロジェクタの場合、投射スクリーン
に対する映像の入射角度によるラスター形状が台形上に
幾何学的歪を持つため、ＣＲＴ上のラスター形状に逆補
正を行っており、その結果ラスター形状は必ずしも長方
形とはならない。よって偏向中心からＣＲＴの蛍光面上
のラスター周辺部までの距離が画面の上下、左右および
４コーナー各々で必然的に一致しない ・偏向ヨークの組立誤差による偏向磁界分布のバラツキ
により電子ビームスポットが収差を持ち画面周辺部での
最適フォーカス補正値に誤差が生じる ・３極部、電子レンズ部、センタリングマグネット等の
補正マグネットで電子ビームスポットが収差を持ち画面
周辺部での最適フォーカス補正値に誤差が生じる・コン
バーゼンス補正コイルを有するシステムの場合、補正磁
界分布のバラツキにより電子ビームスポットが収差を持
ち画面周辺部での最適フォーカス補正値に誤差が生じる 第２に従来の水平パラボラ波（Ｈｐａｒａ）、垂直パラ
ボラ波（Ｖｐａｒａ）のみによるダイナミックフォーカ
ス補正のみの場合では、補正波形作成部から最終段の出
力部までにおいて補正波形形状が回路要因により歪を持
った場合にその補償の手段がないため補正波形形状の歪
が画面周辺部のフォーカス状態のずれとなる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のダイナミックフ
ォーカス回路は、ＣＰＵ、キーボード、カウンタ、プロ
グラムＲＯＭ、補正データ記憶用のＳＲＡＭ、ＥＥＰＲ
ＯＭ、マルチプレクサ、演算部、ラッチ・Ｄ／Ａ変換器
および調整用のクロスハッチパターン作成用のクロスハ
ッチＲＯＭからなる構成により、画面上を任意のブロッ
クに分割しその各部分でのダイナミックフォーカス補正
値をフォーカス調整用の白黒反転表示カーソルを備えた
専用クロスハッチパターンとの組み合わせにより容易に
調整可能とし、さらに調整点間についても補間演算を行
うことで画面全面にわたってダイナミックフォーカス補
正値を最適化することを可能とするようにしたものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明は、ダイナミックフォーカス補正波形を
デジタル的に調整および形成し、ＣＲＴのダイナミック
フォーカス電極（電磁集束方式の場合はダイナミックフ
ォーカスコイル）に印加することにより、フォーカス補
正値を画面の全面にわたって最適化することにより、最
適なダイナミックフォーカス補正を実現し、画面周辺部
まで高精細な映像を実現することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１、図２、
図３、図４を参照しながら説明する。

【００１６】まず図１を用いて全体の構成について説明
する。入力された水平同期信号Ｈｐ１を位相比較器２に
加え、次にＶＣＯ３でＨｐ１に同期したＰＬＬクロック
信号を作成し、水平カウンタ（以下、Ｈカウンタと示
す）４で分周しクロスハッチの縦線信号のジェネレート
用のアドレスを作成し、これをＨクロスハッチＲＯＭ５
に入力してクロスハッチの縦線信号を得ている。ここで
位相比較器２は入力Ｈｐ１とＨカウンタ４からの分周信
号を比較し、発振周波数の安定化を図るためのものであ
る。また垂直同期信号Ｖｐ６は垂直カウンタ（以下、Ｖ
カウンタと示す）７に入力され、クロスハッチの横線信
号のジェネレート用のアドレスを作成し、これをＶクロ
スハッチＲＯＭ８に入力してクロスハッチの横線信号を
得ている。クロスハッチ補正パターン発生部９はクロス
ハッチの縦線信号と横線信号を合成し、映像信号処理部
に供給するものである。

【００１７】次に調整および補正データの作成について
述べる。キーボード１０からの指示により調整点を選択
するとＣＰＵ１１はその調整点のアドレスを求め、ＥＥ
ＰＲＯＭ（補正データ）１２およびマルチプレクサ１３
を介してＳＲＡＭ（補正データ）１４にアドレス信号を
伝達する。このとき調整者が図３に示す画面上の調整パ
ターンを見ながらキーボード１０からその調整点の補正
値を変更するとＣＰＵ１１、マルチプレクサ１３を介し
てＳＲＡＭ１４の該当するアドレスの補正データが変更
される。ＳＲＡＭ１４に記憶された補正データは、次の
各々の場合にマルチプレクサ１３を介してＥＥＰＲＯＭ
１２に書き込まれる。 ・別の調整点に移動の選択を行った場合 ・色指定チャンネルを切り換えた場合 ・補正データ変更後、一定時間（例：３０秒間を経過し
た場合） 前記の制御はＣＰＵ１１からの指示で行われる。またＥ
ＰＲＯＭ（プログラム）１５はＣＰＵ１１の制御機能を
あらかじめプログラムＲＯＭに記憶したものである。以
上のようにして各調整点の補正データがＳＲＡＭ１４，
ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶され、画面上の任意の分割ブロ
ックの調整点の補正データから演算部１６により、調整
点以外を含めた画面全体の補正データを求める。なお補
正データはキーボード１０からの選択信号により、赤、
緑、青の各色ごとの調整により得られているものとし、
各色チャンネルごとのラッチ・Ｄ／Ａ変換器１７、１
８、１９により補正データをデジタル−アナログ変換
し、出力部２０、２１、２２に加えダイナミックフォー
カス補正を行う。一般の直視型ＣＲＴの場合にはラスタ
ーの位置が各色ともほぼ共通なので色選択は不要である
が、投射型ＣＲＴを用いたタイプの場合は、ＣＲＴ上の
ラスター形状が各色によって異なるので、厳密には前記
のように各色ごとに補正を行うのが望ましい。

【００１８】次に演算部１６での処理について図２を用
いて説明する。調整点で垂直方向に隣接する２点および
その２点間の補正演算について説明する。まず調整点ａ
のデータＲＡＭアドレスａおよび調整点ｂのデータＲＡ
Ｍアドレスｂが補正データＲＡＭ（ａ）２１、補正デー
タＲＡＭ（ｂ）２２にそれぞれ与えられ、補正データＤ
（ａ）が補正データＲＡＭ（ａ）２１から、補正データ
Ｄ（ｂ）が補正データＲＡＭ（ｂ）２２から出力され
る。補正データＤ（ａ）、Ｄ（ｂ）は減算器２３でＤ
（ａ）−Ｄ（ｂ）の演算の後、乗算器２４で係数ＲＯＭ
２５からの係数データ（Ｎ／調整点間 走査線数）と乗
算され、さらに加算器２６でＤ（ａ）と加算され、調整
点間の走査線についても規定ビットのデジタル補正量が
得られる。この動作を各色チャンネルごとに行い各色チ
ャンネルごとの補正量が与えられる。ここで係数ＲＯＭ
２５からの係数データは垂直アドレス（以下、Ｖアドレ
スと示す）に応じたものが与えられる。またデータＲＡ
Ｍ水平アドレス（以下、データＲＡＭ Ｈアドレスと示
す）と色チャンネルアドレスはマルチプレクサ１３を介
してデータＲＡＭ（ａ）２１、データＲＡＭ（ｂ）２２
に与えられる。以上のように得られた走査線ごとの補正
量データをラッチ・Ｄ／Ａ変換器２７によりデジタル−
アナログ変換し、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと示
す）２８を通して水平方向についても調整点間の補正デ
ータの近似を行うことで、画面の全面にわたって最適な
ダイナミックフォーカス補正を行う補正値を得ることが
できる。なお、以上の演算の原理については図４にその
概念図とともに導出式を示す。

【００１９】次に図３を用いて、調整用の表示パターン
とその作成について説明する。図３（ｂ）に示すのがク
ロスハッチパターンおよび調整点を示す白黒反転のカー
ソル３４である。図面上で斜線部が白に発光している部
分とする。このような調整パターンを用いることで調整
点の場所がはっきりとわかるとともに白黒の反転パター
ンとすることで調整点パターン内の反転クロスハッチが
はっきりと識別できるようにフォーカス調整を行うこと
で容易に高精度の調整が可能となる。

【００２０】前記のような調整点パターンの作成につい
ては図３（ａ）に示すようにクロスハッチ作成部３１か
らの通常のクロスハッチ信号を分岐し、一方の分岐信号
について反転器３２により極性反転を行い、原信号とと
もにスイッチ３３に入力し、ＣＰＵからのカーソル切り
換え信号により図３（ｂ）に示すように調整点の部分に
相当するタイミングにおいて極性反転したクロスハッチ
信号を出力することでこのような調整パターンを得るこ
とができる。

【００２１】以上のようにして、ダイナミックフォーカ
ス補正を画面全面にわたって最適化することが可能とな
り、画面全面にわたって高精細な映像を実現することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、画面上の各部分
におけるダイナミックフォーカス補正値を容易に最適化
することにより、画面周辺部までフォーカス調整の最適
化を図ることにより画面全面において高精細な映像を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるダイナミックフォーカ
ス回路を示すブロック図

【図２】本発明の実施例におけるダイナミックフォーカ
ス回路の補正データ演算部のブロック図

【図３】本発明の実施例におけるダイナミックフォーカ
ス回路の調整用パターンの概略図および調整用パターン
作成部のブロック図

【図４】本発明の実施例におけるダイナミックフォーカ
ス回路の補正データ演算の概念図

【図５】画面の周辺位置の概略図

【図６】従来の陰極線管の構成図

【図７】従来例におけるダイナミックフォーカス回路を
示すブロック図

【符号の説明】

５ 水平クロスハッチＲＯＭ ８ 垂直クロスハッチＲＯＭ ９ クロスハッチ補正パターン発生部 １６ 演算部 ２１、２２ 補正データＲＡＭ ２５ 垂直補正係数ＲＯＭ ３４ ダイナミックフォーカス用調整点カーソル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極線管を用いた映像表示装置におい
   て、水平走査周波数、垂直走査周波数の各々に同期した
   パラボラ状の補正信号による一般的ダイナミックフォー
   カス補正に加え、微調整機能として画面上の各部分での
   最適フォーカス補正値をデジタル記憶素子に記憶させ、
   これら記憶したデジタル補正信号を水平走査および垂直
   走査と同期させて読みだし、さらに読みだしたデジタル
   補正信号をデジタル−アナログ変換し、この変換したア
   ナログ値により画面上の各部分のフォーカスの微調整を
   行うことにより、画面の全面にわたって均一なフォーカ
   ス調整を行うことを特徴とするダイナミックフォーカス
   回路。
2. 【請求項２】 前記の画面上の各部分での最適フォーカ
   スのデジタル補正値を記憶するデジタル記憶素子の記憶
   容量を節約し、補正演算処理時間を短縮するために画面
   を任意の各部分に水平方向、垂直方向とも分割し、分割
   された各部分の中央をフォーカス補正を行う調整点と
   し、各調整点における最適フォーカス補正値をデジタル
   記憶素子に記憶し、調整点以外の部分のフォーカス補正
   値に関しては、水平方向については調整点のデジタル補
   正信号をデジタル−アナログ変換した後にローパスフィ
   ルタにより水平走査期間で最適となるようなフォーカス
   補正信号を作成し、垂直方向についてはある調整点のデ
   ジタル補正信号とその調整点の上下の調整点のデジタル
   補正信号から内挿演算により各走査線の位置での最適フ
   ォーカス補正値を得ることにより、画面の全面にわたっ
   て均一なフォーカス調整を行うことを特徴とするダイナ
   ミックフォーカス回路。
3. 【請求項３】 前記の画面を任意の各部分に水平方向、
   垂直方向とも分割し、分割された各部分の中央での最適
   フォーカス補正値を得るための調整パターンとして、通
   常コンバーゼンス補正を行うための格子状のクロスハッ
   チパターンのうちフォーカス調整を行うために選択され
   た調整点の周囲のみを白黒反転させたパターンを提供す
   ることで調整点でのフォーカス補正値の最適設定を容易
   にすることを特徴とするダイナミックフォーカス回路。