JPH06105345A - カラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼンス量計測方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラ−ブラウン管などの色ずれ量（ミスコン
バ−ゼンス量）の調整・検査作業を容易に且つ精度良く
行い、自動化を容易にする。 【構成】 被測定カラ−ディスプレイのブラウン管螢光
面の単色画素配列をコンバ−ゼンス計測用と同一カメラ
を用いて計測し、カメラの取り込んだ画像を画像認識装
置により画像処理し、撮像画面上の画素配列ピッチを計
測する事によ基準寸法を算出して、これを計測の基準寸
法（何ｍｍ／画素）とする。これにより、被測定カラー
ディスプレイとカメラとの相対位置関係を高精度に位置
決めする必要がなくなり、測定が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラ−ディスプレイのミ
スコンバ−ゼンス調整，検査装置に係り、特に、ミスコ
ンバ−ゼンス量の調整，検査作業を自動で行なうのに好
適なカラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼンス計測方法
及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラ−ディスプレイは、ブラウン管に内
蔵されている電子銃及びシャドウマスク等の組立精度と
偏向ヨ−クの組付精度等により、ブラウン管の画面に画
像を表示したとき色ずれが生じ、Ｒ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）の輝線が一致せず白色にならない。このため従
来は、特開平２−２３３０８５号公報に記載されている
様に、カラ−ディスプレイの画面上に表示されたコンバ
−ゼンス測定パタ−ンをカラ−カメラと画像認識装置を
使ってその色ずれ量を計測し、その結果をもとに、調整
者に最適な調整方法指示するようにしている。この色ず
れ量は、ドットピッチを基準値とし、この基準値に対し
どれだけずれているかとして表現される。特開平２−２
１７９１号公報記載の従来技術もコンバーゼンス計測シ
ステムに関するものであり、この公報には、ドットピッ
チを基準にして色ずれ量を計測することが示されてい
る。このドットピッチは、カラーブラウン管の大きさ毎
にその製造規格毎に予め決められているため、これを基
準とするのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した様に、予め決
められているドットピッチを基準として色ずれ量を計測
する場合、ドットピッチ自体を正確に計測しなければな
らない。このためには、カラーブラウン管を撮像するカ
メラとブラウン管の画面との距離及びカメラの倍率を一
定にして計測する必要がある。しかし、コンベアで次々
とカメラ前面位置に送られてくる多数の各カラーブラウ
ン管の位置を常に正確にカメラの前面所定位置にもって
くるのは非常に困難である。このため、従来は、コンバ
ーゼンスの計測を自動化することができず、１台１台を
人手に頼って検査している。

【０００４】また、計測精度を向上させるために、カメ
ラの視野を小さくした場合、計測対象のカラーブラウン
管の画面とカメラとの相対位置関係が少しずれただけで
もカメラ視野内に計測点が入らなくなってしまい、計測
不可になってしまうという問題もある。

【０００５】本発明の目的は、カラ−ディスプレイのコ
ンバ−ゼンス調整，検査作業の自動化を容易にするミス
コンバ−ゼンス量の自動計測方法及びその装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、被測定カラ
−ディスプレイのブラウン管螢光面の単色画素配列をコ
ンバ−ゼンス計測用と同一カメラを用いて計測し、カメ
ラの取り込んだ画像を画像認識装置により画像処理し、
撮像画面上の画素配列ピッチを計測する事によ基準寸法
を算出して、これを計測の基準寸法（何ｍｍ／画素）と
することで、達成される。

【０００７】上記目的はまた、計測分解能向上の観点よ
りカメラ視野を最小にしても計測点がカメラ視野外に外
れない様、コンバ−ゼンス計測用カメラ視野内に複数の
計測点を設け、画像処理により最適な計測位置を検索し
て計測分解能を向上させることでも、達成される。

【０００８】

【作用】カラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼンス量を
自動計測するために必要となる基準値つまり基準寸法
を、カメラを通して得た画像から算出し、これを用いる
ことにより、基準値がカメラと被測定対象のカラーブラ
ウン管との距離に依存しなくなる。

【０００９】また、カメラ視野を最小化した時に複数の
計測点がこの中に入る様にすると、測定用カラ−ディス
プレイとカメラ間の相対位置ずれが生じても必ず計測す
ることができる計測点が視野内にあるので、測定不能と
なることがなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図３は、本発明の一実施例に係るミスコンバー
ゼンス量自動計測装置の構成図である。被測定用カラ−
ディスプレイ（カラ−ＣＲＴ）３０は、製品搬送ライン
３２の台板上に載置されており、台板の移動に伴って搬
送ライン３２上を移動できるようになっている。このカ
ラ−ディスプレイ３０の偏向ヨ−ク近傍には４極のコン
バ−ゼンス調整リング（以下、４Ｐリングと称する）３
６と６極のコンバ−ゼンス調整リング（以下、６Ｐリン
グと称する）３８が一対づつ回転可能に装着されてい
る。一対の４Ｐリング３６を回転することにより、Ｒ−
Ｂ間の色ずれ量が変化し、６Ｐリング３８を回転するこ
とにより、ＲＢ・Ｇ間の色ずれ量が変化するようになっ
ている。また、このカラ−ディスプレイ３０にはコネク
タ４０、信号接続装置４２を介してパタ−ンジェネレ−
タ（パタ−ン発生手段）４４からコンバ−ゼンス測定用
パタ−ンの映像信号が入力されるようになっている。そ
してこの映像信号によりカラ−ディスプレイ３０の画面
上には、図４に示されるように、格子上のコンバ−ゼン
ス測定用パタ−ンが画像表示されるようになっている。

【００１１】カラ−ディスプレイ３０の表示画面前方に
は、図５に示されるように１３台のカラ−カメラ４６，
４８，５０，５２，５４，５６，５８，６０，６２，６
４，６６，６８，７０を備えたロボット８２が設けられ
ている。ロボット８２はロボットコントロ−ラ７４から
の指令によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った三次元方向に移
動可能になっている。また、ロボット８２には、図６に
示されるように、超音波センサ７６が設けられており、
超音波センサ７６からの信号に基づいて各カラ−カメラ
４６〜７０とカラ−ディスプレイ３０の表示画面との距
離Ｌがカメラ焦点深度となるように構成されている。

【００１２】各カラ−カメラ４６〜７０はそれぞれカメ
ラコントロ−ラ８８、カメラ切換器９０を介して画像認
識装置９２に接続され、超音波センサ７６は信号処理器
８４を介して画像認識装置９２に接続され、ロボット８
２はロボットコントロ−ラ７４を介して画像認識装置９
２に接続されている。またカメラ切換器９０は実画像モ
ニタ９６に接続されている。画像認識装置９２には、表
示手段としての調整指示モニタ９８と、調整情報を集中
的に管理するための上位計算機１００が接続されている
と共に、シ−ケンスコントロ−ラ１０２とパタ−ンジェ
ネレ−タ４４が接続されている。また画像認識装置９２
には携帯用の入力装置１０４からカラ−ディスプレイ３
０に関する情報、例えばカラ−ディスプレイ３０の曲
率、画面サイズなどの情報が入力されるようになってい
る。さらに画像認識装置９２には上位計算機１００から
カラ−ディスプレイ３０の調整仕様に関する情報、制御
情報が入力されるようになってる。

【００１３】以上の構成において、カラ−ディスプレイ
３０がロボット８２のカラ−カメラ４６〜７０の前方に
搬送されたときに、入力装置１０４からの指令によって
測定指令が画像認識装置９２に入力されると、パタ−ン
ジェネレ−タ４４からの測定用パタ−ンがカラ−ディス
プレイ３０の画面に画像表示されると共に、超音波セン
サ３６の出力信号に基づいてロボット８２が駆動しカラ
−ディスプレイ３０と各カラ−カメラ４６〜７０の距離
が最適な距離に調整される。

【００１４】図２は、上述した自動計測装置で行われる
自動計測処理の全体の手順を示すフローチャートであ
る。先ず、被測定用カラーディスプレイの製品の位置決
めを行う。次に計測用ロボットの位置決めを行う。そし
て、被測定用カラーディスプレイに基準寸法算出用の単
色のテストパターンを表示させ、詳細は後述するように
してステップ※１で基準寸法を算出する。次に、コンバ
ーゼンス計測用のテストパターンを被測定用ディスプレ
イに表示させ、ミスコンバーゼン量を前記基準寸法に基
づいて算出する。

【００１５】本実施例では、画面の１３箇所（図４参
照）に対面して夫々配置したカメラ１台づつ各箇所でミ
スコンバーゼンス量を測定するため、コンバーゼンス計
測用テストパターンを表示した後、測定回数が１４回に
達したか否かを判定し、達していない場合にはカメラを
次のカメラに切り替え、そのカメラからの画像を取り込
む。次に、ステップ※２で詳細は後述するようにして最
適コンバーゼンス計測点を算出し、更に、詳細は後述す
るようにステップ※３で計測点が画像禁止エリアにある
か否かを判定する。画像禁止エリアにある場合にはコン
バーゼンス計測用テストパターン表示ステップの次に戻
り、画像禁止エリアになければ、詳細は後述するステッ
プ※４に進み、コンバーゼンス計測用のウインドウを設
置し、ミスコンバーゼンス量を算出する。全カメラでの
計測が終了した後は、計測したミスコンバーゼンス量を
表示して、この計測処理を終了する。

【００１６】図１は、基準寸法算出の前記ステップ※１
の詳細処理手順を示すフローチャートである。以下、こ
のフローチャートで行う処理の詳細を図３及び図７以下
を参照して説明する。図３の測定用ブラウン管表示面３
０にＲ，Ｇ，Ｂいずれかの単色光をパタ−ンジェネレ−
タ４４より出力しブラウン管面をカメラで取り込んだ画
像は、図７の様に、同一色の螢光体１のみが発光してい
る状態となる。この時、ブラウン管の解像度は単色螢光
体１のドット間ピッチ（一辺をＸとする正三角形）で表
現され、画像処理にて求められる寸法つまり水平方向距
離Ａ，垂直方向距離Ｂは、それぞれ、 Ａ＝Ｘ√３／２ Ｂ＝Ｘ／２ で求めることができる。

【００１７】次に、Ｘ方向ドット間ピッチの算出方法に
ついて、図８により説明する。まず、カメラ視野９内に
Ｘ方向の基準寸法を算出するためのウインドウ５を設定
し、画像処理装置９２によりＸ軸の累積ヒストグラム処
理を行う。この時、累積ヒストグラムの最大座標は、
Ａ，Ｂ，…，Ｎとなりドットの間隔は、 Ｘ1＝Ｂ−Ａ，Ｘ2＝Ｃ−Ｂ，…，Ｘm＝Ｎ−Ｍ となり、それぞれの平均をとる事により、Ｘ方向ドット
間ピッチが求められる。 Ｘ（平均）＝（Ｘ1＋Ｘ2＋…＋Ｘm）／ｍ Ｙ方向ドット間ピッチの算出方法については、図９によ
り説明する。Ｘ方向ドット間ピッチ算出方法と同様に、
カメラ視野９内にＹ方向の基準寸法を算出するためのウ
インドウ７を設定し、画像処理装置９２によりＹ軸の累
積ヒストグラム処理を行う。この時、累積ヒストグラム
の最大座標は、ａ，ｂ，…，ｎとなりドットの間隔は、 Ｙ1＝ｂ−ａ，Ｙ2＝ｃ−ｂ，…，Ｙm＝ｎ−ｍ となり、それぞれの平均をとる事により、Ｙ方向ドット
間ピッチが求められる。 Ｙ（平均）＝（Ｙ1＋Ｙ2＋…＋Ｙm）／ｍ 従って規準寸法（Ｘ），（Ｙ）は、 基準寸法（Ｘ）＝（Ｘ√３／２）／Ｘ（平均） 基準寸法（Ｙ）＝（Ｘ／２）／Ｙ（平均） で求めることができる。

【００１８】次に、図２に示すステップ※２の処理につ
いて説明する。まず、測定用ブラウン管表示面３０に格
子状のクロスハッチパタ−ン（コンバ−ゼンス計測用パ
タ−ン）をテスト信号発生器４４により表示させる。こ
のブラウン管面をカメラで取り込んだ画像は、図１０の
様になる。ここで、カメラ視野内に複数の計測位置１３
（図示の例では、Ｐ１１〜Ｐ３３の９箇所）が設けられ
る様にコンバ−ゼンス計測パタ−ン１０を表示する。計
測分解能を向上させるためにカメラ視野を小さくしたと
き、計測点が１点であればこの１点が視野内から外れる
ことがあるが、計測点が複数あれば、視野を小さくして
もいずれかの計測点が視野内にあるため、カメラ視野９
に計測画像がなく計測できないというエラ−の発生を防
ぐ事ができる。

【００１９】次に、複数の計測位置１３の中から最適な
計測位置を算出する方法を図１１により説明する。カメ
ラ視野９内の画像にＸ方向，Ｙ方向の累積ヒストグラム
処理を行ない、Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ３のそれぞれの交
点座標を求め、カメラ視野センタ−の座標に最も近い交
点を算出し、これを最適計測位置（Ｐ２２）とする。こ
こで算出した最適計測位置（Ｐ２２）に横線・縦ずれ計
測用ウインドウ１６及び縦線・横ずれ計測用ウインドウ
１９を設定すると、図１２の様になる。

【００２０】次に、図２に示すステップ※４の処理の詳
細を説明する。上述の様にして算出した最適交点を図１
３に示す。計測位値交点１３の交点座標は、（Ｘ0，Ｙ
0）となる。これに、画像処理範囲（ウインドウ）の設
定を行ったところを図１４に示す。ウインドウ設定方向
は、｜Ｘ0｜と｜５１２−Ｘ0｜，｜Ｙ0｜と｜４８０−
Ｙ0｜とをそれぞれ比較し、大きい方向に設定する。ウ
インドウの設定座標は、縦線幅（Ｙｌ）１５、横線幅
（Ｘｌ）１８を考慮し、夫々 ｜ＸＬ｜＝Ｘ0＋ＹＬ＋Ｘ0／２＋α（安全係数） ｜ＹＬ｜＝Ｙ0＋ＸＬ＋Ｙ0／２＋α（安全係数） で算出する。但し、Ｘ0、Ｙ0については画像処理検出精
度より適当な値に設定する。この方法により計測位置１
３が算出されれば自動的に最適位置に最適ウインドウ１
６，１９が設定可能となる。

【００２１】次に、図２に示すステップ※３の処理の詳
細を説明する。画像禁止エリアの設定を図１５に示す。
図１５に示す様に、カメラ視野の４辺に画像処理禁止エ
リア２０を設けることにより、交点座標がカメラ視野９
の端にある場合のウインドウ設定不可による計測精度不
良を事前に防ぐ事ができる。また、禁止エリアの設定は
それぞれ Ｘｚ＝Ｙｗ＋α（安全係数） Ｙｚ＝Ｘｗ＋α（安全係数） で設定できる。この方法を採用することにより、画像処
理禁止エリア内でのミスコンバ−ゼンス量の算出がなく
なり、計測精度向上が図れる。図１６及び図１７は、エ
リアエラ−の判定例であり、Ｐ２１，Ｐ１２の様に禁止
エリア内に存在した場合は計測点エリアエラ−として処
理する様にする。

【００２２】以上の様な方法でウインドウが設定された
ときのミスコンバ−ゼンスの計測方法について、図１８
で説明する。図１８の（Ａ）は、カラ−ディスプレイの
カメラ位置を示し、例としてエリア５８Ａをカラ−カメ
ラが写す画像は、（Ｂ）の様になる。ここで、上記の様
にウインドウの設定が行なわれる。ウインドウ１６は、
横線・縦ずれ用，ウインドウ１８は縦線・横ずれ用であ
り、それぞれ画像デ−タとして画像を入力する。そし
て、これらの画像デ−タは２値化処理（Ｃ）され、Ｒ，
Ｇ，Ｂ毎の画像デ−タとして順次、基準寸法の値に基づ
いて処理される。これらの画像デ−タは輝度のデ−タと
共に処理され、各色のドットには４８０×５２０の座標
値が割付けられる。この座標値と輝度の値からＸ方向，
Ｙ方向のヒストグラム処理（Ｄ）がされ、色重心が荷重
平均処理（Ｅ）によって求められる。例えば、ウインド
ウ１９のＲについての画像デ−タとして（Ｆ）に示され
るようなデ−タが得られた場合には、Ｘ座標における色
重心Ｘが、各ドットの座標値×輝度／各ドットの輝度の
総量から求められる。

【００２３】即ち、 Ｘ（平均）＝（２×２＋４×５＋６×５＋８×３）／
（２＋５＋５＋３）＝７８／１５＝５．２ となり、同様にウインドウ１６の画像デ−タについても
色重心が求められ、Ｘ座標の色重心を基にＲ−Ｂの縦線
横ずれ量とＲ・Ｂ−Ｇ縦線横ずれ量が求められる。ま
た、Ｙ座標の色重心からＲ−Ｂの横線縦ずれ量とＲ・Ｂ
−Ｇ横線縦ずれ量が求められる。

【００２４】そして、各ずれ量の算出結果は、モニタ９
８にグラフィック表示され、同様に各カラ−カメラ４６
〜７０についても順次計測を行ない、その結果が棒グラ
フ状に表示される。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、カラ−ディスプレイの
ミスコンバ−ゼンス量を高精度（±１０μｍ以下）、高
速（１秒／点以下）に計測可能となりカラ−ディスプレ
イのコンバ−ゼンス調整・検査装置の精度向上及び処理
時間短縮に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る基準寸法算出処理のフ
ロ−チャ−トである。

【図２】ミスコンバ−ゼンス量計測処理のフロ−チャ−
トである。

【図３】本発明の一実施例に係る計測処理装置の全体構
成図である。

【図４】図３に示すロボットの構成説明図である。

【図５】カラ−ディスプレイの構成説明図である。

【図６】超音波センサの構成説明図である。

【図７】ブラウン管のドット配置説明図である。

【図８】Ｘ方向ドット間ピッチ算出方法説明図である。

【図９】Ｙ方向ドット間ピッチ算出方法説明図である。

【図１０】クロスパタ−ン画像取り込み結果説明図であ
る。

【図１１】最適計測位置算出ヒストグラム処理説明図で
ある。

【図１２】最適計測位置のウインドウ設定説明図であ
る。

【図１３】最適交点座標算出説明図である。

【図１４】画像処理範囲（ウインドウ）の設定説明図で
ある。

【図１５】画像処理禁止エリアの設定説明図である。

【図１６】エリアエラ−判定例（１）説明図である。

【図１７】エリアエラ−判定例（２）説明図である。

【図１８】ミスコンバ−ゼンス計測方法説明図である。

【符号の説明】

１…蛍光体（画素）、２…ブラウン管解像度（ドット間
ピッチ：Ｘｍｍ）、５…Ｘ方向ウインドウ、６…Ｘ軸累
積ヒスチグラム処理後の螢光体配列ピッチ、７…Ｙ方向
ウインドウ、８…Ｙ軸累積ヒスチグラム処理後の螢光体
配列ピッチ、９…カメラ視野、１０…コンバ−ゼンス計
測用パタ−ン、１３…計測位置、１５…縦線幅（ｙ
ｌ）、１６…横線・縦線ずれ計測用ウインドウ、１８…
横線幅（ｘｌ）、１９…縦線・横ずれ計測用ウインド
ウ、２０…画像処理禁止エリア、２１…画像処理可能エ
リア、３０…カラ−ディスプレイ、３６…４Ｐリング、
３８…６Ｐリング、４２…信号接続装置、４４…パタ−
ンジェネレ−タ、４６…４８，５０，５２，５４，５
６，５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０…カラ
−カメラ、７４…ロボットコントロ−ラ、７６…超音波
センサ、８２…ロボット、８４…信号処理器、８８…調
整指示モニタ、９０…カメラ切替器、９２…画像認識装
置、９６…実画像モニタ、９８…調整指示モニタ、１０
０…上位計算機、１０２…シ−ケンスコントロ−ラ、１
０４…入力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 会田 洋 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼン
   ス量計測方法において、計測の基準となる１画素当り何
   ｍｍになるかの基準寸法を、計測対象のカラーディスプ
   レイのブラウン管蛍光面の画素配列を実際に撮像した画
   像から算出して求め、算出した基準寸法を基にミスコン
   バーゼンス量を計測することを特徴とするカラ−ディス
   プレイのミスコンバ−ゼンス量計測方法。
2. 【請求項２】 画像処理装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量の計測方法において、ミスコ
   ンバ−ゼンス量計測用カメラ視野内に複数のコンバ−ゼ
   ンス計測点を存在させ、計測点のいずれかが常にカメラ
   視野内に存在するようにしたことを特徴とするカラ−デ
   ィスプレイのミスコンバ−ゼンス計測方法。
3. 【請求項３】 画像認識装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量の計測方法において、ミスコ
   ンバ−ゼンス量計測用カメラ視野内のコンバ−ゼンス計
   測用パタ−ン交点座標の上下，左右それぞれの一方に画
   像処理範囲の設定を行いこの画像処理範囲内で計測を行
   うことを特徴とするカラ−ディスプレイのミスコンバ−
   ゼンス計測方法。
4. 【請求項４】 画像認識装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量計測方法において、コンバ−
   ゼンス量計測用カメラ視野内の周囲４辺に画像処理禁止
   エリアを設けたことを特徴とするカラ−ディスプレイの
   ミスコンバ−ゼンス計測方法。
5. 【請求項５】 カラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼン
   ス量計測装置において、計測の基準となる１画素当り何
   ｍｍになるかの基準寸法を計測対象のカラーディスプレ
   イのブラウン管蛍光面の画素配列を実際に撮像した画像
   から算出する手段と、算出した基準寸法を基にミスコン
   バーゼンス量を算出する手段とを備えることを特徴とす
   るカラ−ディスプレイのミスコンバ−ゼンス量計測装
   置。
6. 【請求項６】 画像処理装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量計測装置において、ミスコン
   バ−ゼンス量計測用カメラ視野内に複数のコンバ−ゼン
   ス計測点を存在させ計測点のいずれかが常にカメラ視野
   内に存在させる手段を備えることを特徴とするカラ−デ
   ィスプレイのミスコンバ−ゼンス計測装置。
7. 【請求項７】 画像認識装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量の計測装置において、ミスコ
   ンバ−ゼンス量計測用カメラ視野内のコンバ−ゼンス計
   測用パタ−ン交点座標の上下，左右それぞれの一方に画
   像処理範囲の設定を行いこの画像処理範囲内で計測を行
   う手段を備えることを特徴とするカラ−ディスプレイの
   ミスコンバ−ゼンス計測装置。
8. 【請求項８】 画像認識装置を用いたカラ−ディスプレ
   イのミスコンバ−ゼンス量計測装置において、コンバ−
   ゼンス量計測用カメラ視野内の周囲４辺に画像処理禁止
   エリアを設定したことを特徴とするカラ−ディスプレイ
   のミスコンバ−ゼンス計測装置。