JPH06276532A - 自動コンバーゼンス補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーテレビジョン受像機を補正する装置に
関し、コンバーゼンスや幾何学歪の調整を自動的に行
い、高精度の補正と調整時間を大幅に短縮できる自動コ
ンバーゼンス補正装置を提供することを目的とする。 【構成】 画面に表示されたテスト信号を撮像する撮像
部2と、撮像部2からの光電変換信号の位置を検出する位
置検出部3と、位置検出出力から各補正領域の各色毎の
誤差値を算出する誤差値算出部4と、補正領域を画面中
心軸上を基準として広い領域から狭い領域に順次設定す
る設定部6と、設定部6からの出力に基づき誤差値算出信
号が大きい順番に補正するための調整順序を算出する調
整順序算出部12と、調整順序算出信号により各補正領域
毎のコンバーゼンスや幾何学歪を補正するための補正信
号を順次作成する補正信号作成部11とを備えた構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーテレビジョン受像
機を補正する装置に関し、コンバーゼンスや幾何学歪の
補正を自動的に行う自動コンバーゼンス補正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に３原色を発光する３本の投写管を
用いてスクリ−ンに拡大投写するビデオプロジェクター
においては、投写管のスクリ−ンに対する入射角（以下
集角と呼ぶ）が各投写管で異なるため、スクリ−ン上で
色ずれ、フォーカスずれ、偏向歪、輝度変化が生じる。
これらの各種の補正は、水平および垂直走査周期に同期
させてアナログ的な補正波形をつくり、この波形の大き
さ、形を変えて調整する方式をとっているが、補正精度
の点で問題がある。また各種の補正をスクリーン上での
ずれを目視により観察して手動で補正するため、調整時
間がかかるという問題がある。

【０００３】そこでコンバ−ゼンス精度の高い方法とし
て、特公昭５９−８１１４号公報のディジタルコンバ−
ゼンス装置が、また自動的に偏向歪を補正する方法とし
て、特公平３−３８７９７号公報や特公平１−４８５５
３号公報の自動コンバーゼンス補正装置が、コンバーゼ
ンス誤差の検出とその補正方法として特開昭６４−５４
９９３号公報のコンバーゼンス誤差補正方法が開示され
ている。

【０００４】図２１に従来の自動補正が可能な自動コン
バーゼンス補正装置のブロック図を示す。図２１に示す
ように、カラー画像表示装置のコンバーゼンスを調整す
るため、まず、画像表示装置の全表示画面を水平ならび
に垂直方向にそれぞれ正の整数Ｎ、Ｍに分割した領域を
作り、そのマトリクス状各領域での各色の表示信号波形
が水平および垂直方向で山形波形線対称となる低周波信
号を、信号発生装置１０２より信号切換器１０３を通し
て画像表示装置１０１に供給する。

【０００５】さらに、画像表示装置１０１の表示画面を
撮像する撮像装置１０４からの信号を画像処理装置１０
５に導き、前記各領域ごとにその信号の水平ならびに垂
直方向の重心位置を算出する。この際、画像処置装置１
０５に導入されたディジタル信号に変換された信号に内
挿処理をほどこし、スレッシュールドをかけ低周波信号
波形を２次式と近似することにより各領域ごとの重心位
置を求め、ついで各色間の重心誤差値を算出する。この
重心誤差値に基づき画像表示装置１０１のコンバーゼン
スを自動的に調整している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成の補正装置では、全表示画面を水平Ｎな
らびに垂直方向Ｍに分割した領域の低周波信号波形を２
次式近似による重心位置を算出しているため画像処理部
で複雑な処理が必要であるため、回路規模が非常に大き
くなると共に調整時間が非常にかかるという問題点を有
していた。

【０００７】また山形波形線対称となる低周波信号によ
る画像処理を行っているため、画像表示装置の受像ガン
マ特性による各レベルの位置検出感度と精度が変化して
補正精度が低下するという問題点を有していた。

【０００８】本発明はかかる点に鑑み、画像表示装置に
表示されたテスト信号を撮像した光電変換信号から位置
を検出して、前記検出信号から各色毎の誤差値より補正
領域と誤差値が大きい順番に補正するための調整順序を
算出して補正信号を作成することにより、高精度の自動
調整が実現できると共に調整時間を大幅に短縮できる自
動コンバーゼンス補正装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像表示装置
の表示画面に表示するための調整用テスト信号を発生す
るテスト信号発生手段と、前記画像表示装置の表示画面
を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの光電変換信
号の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
で検出された位置から各補正領域の各色毎の誤差値を算
出する誤差算出手段と、前記補正領域を画面中心軸上を
基準として広い領域から狭い領域に順次設定する補正領
域設定手段と、前記補正領域設定手段からの信号に基づ
き前記誤差値が大きい順番に補正するための調整順序を
算出する調整順序算出手段と、前記調整順序算出手段に
より算出された調整順序により各補正領域毎のコンバー
ゼンスと幾何学歪を補正するための補正信号を作成する
補正信号作成手段とを備えている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、画像表示装置に表示されたテ
スト信号を撮像した光電変換信号から位置を検出して、
検出された位置から各色毎の誤差値より補正領域と誤差
値が大きい順番に補正するための調整順序を算出して補
正信号を作成することにより、高精度の自動調整が実現
できると共に調整時間の大幅な短縮化が実現できる。

【００１１】また、誤差値に大きさだけでなく画面十字
上での対称性や直線や曲線補正を考慮した優先順位によ
る調整順序の算出により効率に良い補正が実現できる。

【００１２】また、画像表示装置の受像ガンマに対応し
たテスト信号の光電変換信号から位置とレベルを検出す
ることにより、簡単な構成で各種の補正が実現できると
ともに、画像表示装置の受像ガンマに関係なく高精度の
位置検出が可能となるため高精度の補正が実現できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例における自動
コンバーゼンス補正装置のブロック図を示すものであ
る。

【００１４】図１において、１はＣＲＴ駆動部７とコン
バーゼンス幾何学歪補正部８と偏向ヨーク９と陰極線管
（以降ＣＲＴと略す）１０とで構成された画像表示装
置、２は画像表示装置１からのテスト信号表示画像を撮
像するための撮像部、３は前記撮像されたテスト信号の
位置を検出するための位置検出部、４は位置検出部３で
検出された検出信号から各色毎の誤差値を算出するため
の誤差算出部、５はコンバーゼンス調整用のテスト信号
を発生するためのテスト信号発生部である。

【００１５】６は補正領域を画面中心軸上を基準として
広い領域から狭い領域に順次設定するための補正領域設
定部、７はＣＲＴ１０を駆動するためのＣＲＴ駆動部、
８はコンバーゼンスと幾何学歪の補正を行うためのコン
バーゼンス幾何学歪補正部、９は偏向ヨーク（コンバー
ゼンスヨークを含む）、１２は前記誤差算出信号と前記
領域設定信号により補正領域と誤差値が大きい順番に補
正するための調整順序を算出するための調整順序算出
部、１１は前記調整順序算出信号に基づきコンバーゼン
スや幾何学歪を補正するための補正信号を作成するため
の補正信号作成部である。

【００１６】以上のように構成された本実施例の自動コ
ンバーゼンス補正装置について、以下その動作を図２の
表示画面と動作波形を示す図とを用いて説明する。ま
ず、入力信号は画像表示装置１に供給され、表示画面上
に画像が映出される。またテスト信号発生部５からのコ
ンバーゼンスや幾何学歪調整用テスト信号は画像表示装
置１に供給されて画像表示装置１のＣＲＴ１０の受像ガ
ンマ特性を補正するガンマ補正が行われ、図２(ｂ)（一
部拡大図）に示すテスト信号が画像表示装置１に供給さ
れコンバーゼンスや幾何学歪調整時に使用される。図２
(ａ)にその表示画面を示す。図２(ａ)に示すテスト信号
が映出された表示画面を撮像部２で撮像して表示画像光
が電気信号に変換される。図２(ｃ)に撮像部２からの信
号を示し、立上がり・下がりがほぼ直線的に変化する円
錐状の光電変換信号が得られる。

【００１７】撮像部２からの信号は位置検出部３に供給
されて、立上がり・下がりがほぼ直線的に変化する円錐
状の光電変換信号から各領域毎の水平及び垂直方向の重
心位置を直線近似により算出している。位置検出部３か
らの位置検出信号は誤差算出部４に供給されて各色毎の
誤差値を算出している。誤差算出部４からの算出信号は
調整順序算出部１２に供給され、図２(ｃ)(ｄ)に示すよ
うに補正領域設定部６からの設定信号に基づき、補正領
域と誤差値が大きい順番に補正するための調整順序が算
出される。調整順序算出部１２からの算出信号は補正信
号作成部１１に供給されて各種の補正信号が作成され、
画像表示装置１内のコンバーゼンス幾何学歪補正部８に
供給されて自動的なコンバーゼンス幾何学歪補正が行わ
れる。

【００１８】以上のように構成された本実施例の自動コ
ンバーゼンス補正について、以下その動作を詳細に説明
するため、図３のブロック図を用いる。入力端子２６に
は同期信号が入力され、偏向回路１４で画面をラスタ走
査するための補正電流を作成し、この補正電流を偏向ヨ
ーク９に供給して走査を制御している。入力端子２５か
らの映像信号が切換回路２７を介して映像回路１３に入
力され、ＣＲＴ１０のカソード電極を駆動するための各
種の信号処理や増幅を行っている。入力端子２６からの
同期信号はアドレス発生回路２１に供給されてテスト信
号を発生するための水平／垂直のアドレス信号を作成し
ている。アドレス発生回路２１からのアドレス信号はテ
スト信号発生ＲＯＭ２２に供給されて、図２(ａ)に示す
円錐状のテスト信号が発生される。テスト信号発生ＲＯ
Ｍ２２からのテスト信号はガンマ補正用ＲＯＭ２３に供
給される。

【００１９】一般にＣＲＴの入力信号電圧（Ｅ）対発光
出力（Ｌ）の関係は以下の式 Ｌ＝ｋＥ^r により近似でき、入力信号電圧（Ｅ）と発光出力（Ｌ）
をいずれも対数目盛で示すとガンマ（γ）はその傾斜と
なり、これがＣＲＴのガンマ（γ）特性である。一般に
ＣＲＴでのガンマ特性はγ＝２.２である。ガンマ補正
用ＲＯＭ２３ではガンマ特性２.２の変換データが書き
込まれており、従ってガンマ補正用ＲＯＭ２３からはｓ
ｉｎ²波形の山形状のテスト信号に変換される。ガンマ
補正用ＲＯＭ２３からのデジタル信号はデジタル／アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器２４に供給されてアナログ信号に
変換される。Ｄ／Ａ変換器２４からのアナログ信号に変
換されたテスト信号は画像表示装置１内の切換回路２７
に供給され、入力端子２５からの映像信号と切換を行っ
て、映像回路１３に供給されてＣＲＴ１０の画面上にテ
スト信号が映出される。ＣＲＴ１０の画面上に映出され
たテスト信号の表示画像をＣＣＤカメラ１６により撮像
し、図２(ｂ)に示す立上がり・下がりがほぼ直線的に変
化する円錐状の光電変換信号が得られる。

【００２０】ＣＣＤカメラ１６からの図２(ｂ)に示す円
錐状の光電変換信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変
換器１７に供給されて、テスト信号表示画面の情報がデ
ジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１７からのデジ
タル信号はフレームメモリ１８に供給されて表示情報が
記憶される。フレームメモリ１８からのデータは各調整
領域に対応したデータを抽出して読み出され、ＣＰＵ１
９に供給され重心位置の検出と誤差値及び調整順序の算
出が行われる。

【００２１】まず重心位置検出方法について簡単に説明
する。現行方式の２５万画素程度の白黒のＣＣＤカメラ
及び、Ａ／Ｄ変換器１７のサンプル周波数が１４.３２
ＭＨｚ程度で処理される検出精度の粗いシステムにおい
ても、ＣＰＵ１９では高精度の位置検出が要求されるこ
とになる。よって重心位置近傍のサンプル点の電圧より
直線近似により重心位置を算出することにより、高精度
の位置検出が可能となり、検出精度の粗いシステムにお
いても高精度の重心位置を算出することができる。

【００２２】次に、誤差値の算出方法について説明す
る。コンバーゼンス誤差を算出する場合はＧ信号を基準
信号として、また幾何学歪誤差を算出する場合は、特定
のＣＣＤカメラでのサンプル点を基準信号として扱い誤
差値が算出される。重心位置及び誤差値の算出はサンプ
ル点のアドレスに対応した情報で管理されている。

【００２３】次に、調整順序算出の動作について詳細に
説明するため図４の補正領域設定にフローチャートと図
５に補正領域を示す画面図を用いる。

【００２４】図４(ａ)に補正領域を設定するためのフロ
ーチャートを示す。図４(ａ)に示すように、補正領域の
設定方法としては、第１番目に図５(ａ)に示す中心部の
情報を検出しスタティック的な補正を行う。第２番目に
図５(ｂ)に示す十字上の情報を検出しダイナミック的な
補正を行う。第３番目に十字上と周辺部の情報を検出し
基本波形を制御してダイナミック的な補正を行う。第４
番目に図５(ｃ)に示す左中間部／右中間部の情報を検出
し左右２分割のダイナミック的な補正を行う。第５番目
に図５(ｄ)に示す下中間部と上中間部の情報を検出し上
下２分割のダイナミック的な補正を行う。第６番目に図
５(ｅ)に示す周辺部の情報を検出し四隅４分割のダイナ
ミック的な補正を行う。最終的には図２(ａ)に示す各調
整点毎の情報を検出しポイント的な補正を行い補正が完
了する。このように画面で補正領域が大きく方から小さ
い方へ順番に調整を行っていく。

【００２５】図４(ｂ)は補正波形を算出するためのフロ
ーチャートである。図４(ｂ)に示すように、図４(ａ)で
設定された補正領域より補正波形を算出方法としては、
第１番目に補正領域が設定された領域を検出する共に誤
差値を算出する、第２番目に誤差値よる最大値誤差を算
出する、第３番目に最大誤差値より最適補正波形を算出
する、第４番目に補正波形により補正を行うと共に情報
を検出する、第５番目に誤差値が最小となる集束したか
を判断し、集束完了であれば次の最大値誤差を算出し
て、前記動作を繰り返し誤差値が最小となった時点で終
了となる。このように誤差値が大きい方から小さい方へ
順番に調整を行っていく。

【００２６】以上のように、ＣＰＵ１９で重心位置と誤
差値が算出すると共に調整順序の算出を行われ、ＣＰＵ
１９からの調整順序の算出信号は補正信号作成回路２０
に供給されて、コンバーゼンスや幾何学歪を補正するた
めの補正信号が作成され、画像表示装置１内のコンバー
ゼンス補正回路１５や偏向回路１４に供給される。

【００２７】以上のように、補正領域と誤差値の大きい
方から小さい方へ順番に調整する理由としては、コンバ
ーゼンス補正波形が相関性の高い基本波形で構成されて
いるため、集束時間が短縮できると共に、コンバーゼン
ス補正自身が磁界制御のため各色や補正方向で相互干渉
が発生するため、補正誤差と集束時間の短縮化を図るも
のである。

【００２８】次に、ＣＰＵ１９での各種処理と補正信号
の作成方法について詳細に説明するため、図６のブロッ
ク図と図７と図８の動作波形図を用いる。

【００２９】まず、重心位置検出方法について詳細に説
明するため図７の動作波形図を用いる。ＣＰＵ１９は図
６に示すように重心位置検出回路３２と誤差値算出回路
３１と調整順序算出回路３０と補正領域設定回路２９と
制御信号作成回路２８で構成されている。ＣＣＤカメラ
１６から出力される円錐状の光電変換信号はＡ／Ｄ変換
器１７に供給されて、テスト信号表示画面の情報がデジ
タル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１７からのデジタ
ル信号はフレームメモリ１８に供給されて表示情報が記
憶される。フレームメモリ１８からのデータは各調整領
域に対応したデータを抽出して読み出され、ＣＰＵ１９
に供給され重心位置の検出と誤差値の算出と調整順序の
算出が行われる。フレームメモリ１８からのデータは重
心位置検出回路３２に供給される。

【００３０】重心位置検出回路３２では現行方式の３８
万画素程度の白黒のＣＣＤカメラ１６及び、Ａ／Ｄ１７
のサンプル周波数が１４.３２ＭＨｚ程度で処理される
検出精度の粗いシステムにおいても、高精度の位置検出
が要求されることになる。図７(ａ)にＡ／Ｄ変換器２４
でサンプル周波数ｆsap＝１４.３２ＭＨｚ（サンプル周
期７０ｎｓ）で変換された光電変換信号を示し、このと
きの光電変換信号の頂点である重心位置はサンプル点Ｓ
7に存在することになる。

【００３１】図７(ｂ)は光電変換信号の頂点である重心
位置がサンプル点Ｓ6〜Ｓ7間に存在する。この場合サン
プル点が粗いため高精度の位置検出ができないことな
る。よって重心位置近傍のサンプル点の電圧より直線近
似により重心位置を算出する。図７(ｃ)に示すように、
光電変換信号の立上がりのサンプル点Ｓ4〜Ｓ6のデータ
Ｄ4〜Ｄ6の直線近似データと、光電変換信号の立下がり
のサンプル点Ｓ9〜Ｓ7のデータＤ9〜Ｄ7の直線近似デー
タの交点を算出することにより、検出精度の粗いシステ
ムにおいても高精度の重心位置を算出することができ
る。

【００３２】図７(ｄ)は３８万画素の白黒ＣＣＤカメラ
を用いた場合の重心位置のアドレスマップ図である。図
７(ｄ)に示すように、水平方向７６８点（ｘ0〜ｘ76
8）、垂直方向４９３点（ｙ1〜ｙ493）のアドレスで構
成されている。図７(ｅ)は、そのテスト信号の重心位置
（黒丸●）が算出された時のアドレスマップの一部拡大
図である。図７(ｅ)に示すように、重心位置としては
（ｘ＝12.7、ｙ＝11.3）で表される。このｘとｙのアド
レスに対応したデータが重心位置検出回路３２からの重
心位置算出信号として誤差値算出回路３１に供給され誤
差値が算出される。

【００３３】次に、誤差値の算出方法について詳細に説
明するため図８の動作波形図を用いる。コンバーゼンス
誤差を算出する場合は、図８(ａ)に示す波形図のよう
に、Ｇ信号を基準信号として扱い、Ｒ信号は左方向にｔ
1、Ｂ信号は右方向にｔ2の誤差値が算出される。また幾
何学歪誤差を算出する場合は、図８(ｂ)に示す波形図の
ように、特定のサンプル点Ｓ20を基準信号として扱い、
Ｒ信号は左方向にｔ3、Ｇ信号は左方向にｔ4、Ｂ信号は
左方向にｔ5の誤差値が算出される。このように重心位
置及び誤差値の算出は図７(ｄ)に示したサンプル点のア
ドレスに対応したｘｙのデータ情報で管理されている。

【００３４】次に、誤差値算出回路３１からの誤差算出
信号は調整順序算出回路３０に供給され、図４で述べた
ように予めおおまかな補正領域設定の順番が決定されて
いる補正領域設定回路２９からの設定信号に基づいた順
番の誤差値に応じた調整順序が算出される。調整順序算
出回路３０からの調整順序算出信号は制御信号作成回路
２８に供給され、補正信号作成回路２０を制御するため
の制御信号を作成している。

【００３５】補正信号作成回路２０は基本補正波形作成
回路３４と分割補正波形作成回路３５と複数の乗算型Ｄ
／Ａ変換器３６と加算器３７で構成されている。入力端
子３３からの同期信号は基本補正波形作成回路３４に供
給され、基本補正波形である水平／垂直周期ののごぎり
波やパラボラ波を作成している。基本補正波形作成回路
３４からの基本補正波形は分割補正波形作成回路３５に
供給され、図５で述べたように左右、上下、周辺部の補
正を行うための分割補正波形が作成される。

【００３６】乗算型Ｄ／Ａ変換器３６の基準電位入力端
子には基本補正波形作成回路３４からのアナログ基本補
正波形と分割補正波形作成回路３５からのアナログ分割
補正波形が、入力データ端子には制御信号作成回路２８
からのデジタル制御信号が供給され、デジタル制御信号
のデータにより基準電位入力端子に供給される補正波形
の振幅と極性が制御され、乗算型Ｄ／Ａ変換器３６から
出力される。複数の乗算型Ｄ／Ａ変換器３６からの補正
波形は加算器に供給されて加算され、加算信号はコンバ
ーゼンスヨークを駆動するためのコンバーゼンス補正回
路１５に供給される。

【００３７】図９にアナログ方式の補正波形による補正
変化における画面上の動きの関係図を示す。図９に示す
ように画面中心と周辺部の重心位置を算出することによ
り、自動的にコンバーゼンス補正を行うことができる。
すなわち画面上に映出される複数個の山形状のテスト信
号の数はコンバーゼンス補正回路の方式により決定され
ることになる。また偏向回路１４での画面振幅や偏向歪
の幾何学歪補正に関しては従来方式と同様であるため説
明は省略する。

【００３８】以上のように、ＣＰＵ１９で重心位置と誤
差値と調整順序が算出されたデータは補正信号作成回路
２０に供給されて、コンバーゼンスや幾何学歪を補正す
るための補正信号が作成され、画像表示装置１内のコン
バーゼンス補正回路１５や偏向回路１４に供給される。
このように、調整順序が算出されたデータから、コンバ
ーゼンスや偏向歪、画面振幅等が自動的に補正される。

【００３９】次に、補正領域に基づいた調整順序の算出
方法について詳細に説明するため、図１０の表示画面図
と動作波形図を用いる。図１０(ａ)にコンバーゼンスず
れが発生した表示画面を示し、基準となるＧ信号を実線
で、集束させるＲ信号を破線で示す。第１番目に図１０
(ｂ)に示すように画面中心部にテスト信号を映出し、こ
の誤差値を算出してスタティック的な補正を行う。補正
完了した表示画面を図１０(ｃ)に示す。図１０(ｃ)に示
すように画面中心部の色ずれがなくなり、周辺部も誤差
が小さくなる方向に補正されたことが分かる。

【００４０】第２番目に図１０(ｄ)に示すように画面十
字上と周辺部（四隅）にテスト信号を映出し、この誤差
値を算出してダイナミック的な補正を行う。この場合の
補正波形としては図９に示した補正波形による補正変化
を画面上の動きの関係図から分かるように、水平直線性
の補正波形となる。よってＲの水平コンバーゼンスヨー
クに図１０(ｆ)に示す水平パラボラ波形を供給して補正
が完了する。補正完了した表示画面を図１０(ｅ)に示
す。図１０(ｅ)に示すように画面中心部と周辺部の色ず
れがなくなり補正完了したことが分かる。

【００４１】次に、誤差値に基づいた調整順序の算出方
法について詳細に説明するため、図１１の表示画面図を
用いる。図１１(ａ)にコンバーゼンスずれが発生した表
示画面を示し、基準となるＧ信号を実線で、集束させる
Ｒ信号を破線で示す。第１番目に図１１(ｂ)に示すよう
に画面中心部にテスト信号を映出し、この誤差値を算出
してスタティック的な補正を行う。補正完了した表示画
面を図１１(ｃ)に示す。図１１(ｃ)に示すように画面中
心部の色ずれがなくなり、周辺部も誤差が小さくなる方
向に補正されたことが分かる。

【００４２】第２番目に図１１(ｄ)に示すように画面十
字上にテスト信号を映出し、この誤差値を算出してダイ
ナミック的な補正を行う。この場合の補正波形としては
図９に示した関係図から分かるように、縦線曲がり補正
の補正波形となる。よってＲの垂直コンバーゼンスヨー
クに垂直パラボラ波形を供給して補正を行う。補正完了
した表示画面を図１１(ｅ)に示す。図１１(ｅ)に示すよ
うに画面十字上の色ずれがなくなり補正完了したことが
分かる。第３番目に図１１(ｆ)に示すように画面十字上
と周辺部（四隅）にテスト信号を映出し、この誤差値を
算出してダイナミック的な補正を行う。

【００４３】この場合の補正波形としては図９より水平
直線性と左右台形補正の補正波形となるが、誤差値の大
きい方から調整を行う。よってＲの垂直コンバーゼンス
ヨークに水平のこぎり波と垂直のこぎり波を乗算した
（Ｈｓ×Ｖｓ）の台形補正波形を供給して補正を行う。
補正完了した表示画面を図１１(ｇ)に示す。図１１(ｇ)
に示すように画面左右での台形の色ずれがなくなり補正
完了し、次にＲの水平コンバーゼンスヨークに水平パラ
ボラ波形を供給して補正が完了する。補正完了した表示
画面を図１１(ｈ)に示す。図１１(ｈ)に示すように画面
中心部と周辺部の色ずれがなくなり補正完了したことが
分かる。

【００４４】次に、補正領域と誤差値が大きい方から小
さい方に順次調整を行うことにより短時間で高精度の補
正が実現できることを説明するため、図１２のコンバー
ゼンスヨークの構造図と図１３の補正ベクトル図とを用
いる。図１２は一般にハイビジョン用ＣＲＴに採用され
ているコンバーゼンスヨークの構造図である。図１２
(ａ)は水平方向コンバーゼンスヨークであり、Ｕ字型の
フェライトコア９１にコイル９２を巻いて構成された４
極磁界を、電子銃に取り付けたポールピース９３に誘起
させてＲとＢの水平方向の補正を行う。図１２(ｂ)(ｃ)
は４個の極を有するリングコアとＹポールピース９６に
より、４極磁界効果（図１２(ｂ)）と６極磁界効果（図
１２(ｃ)）を発生させて、ＲとＢの垂直方向の補正を行
う。このようにコンバーゼンスヨークでの磁界補正が複
雑な構造となっている。

【００４５】図１３(ａ)に直視型での補正ベクトルを示
す。図１３(ａ)に示すように、Ｒを右側にシフトさせる
とＧＢも影響されて反対側の左側にシフトする。また図
１３(ｂ)に投射型での補正ベクトルを示す。この図のよ
うに、ＲＢの補正ベクトルが直角でなく傾斜持った方向
となる。この要因はコンバーゼンス補正の磁界制御が複
雑であることに起因している。このように各色間や各補
正方向の相互干渉が発生するため、補正量の大きい誤差
値の大きい方から補正を行って、相互干渉をできるだけ
少なくして集束時間を短縮している。またコンバーゼン
ス補正の要因は光学系によるものであるから、相関性が
非常に高いため基本補正波形で補正できる補正領域の大
きい方から行うことにより、短時間で高精度の補正を実
現している。

【００４６】以上述べた内容では、誤差値に大きい方か
ら小さい方に補正を行う場合について説明したが、同一
誤差値の場合の調整順序について説明するため、図１４
の表示画面図と図１５の優先順位のフローチャートを用
いる。図１４(ａ)にコンバーゼンスずれが発生した表示
画面を示し、基準となるＧ信号を実線で、集束させるＲ
信号を破線で示す。図１５のフローチャートの優先順位
に準じて調整を行う。

【００４７】図１４(ａ)において、最も優先順位の高い
中心部は誤差値が発生していないため、次の優先順位の
十字上対称性では上下は対称であるが左右は対称でない
ことが分かる。そのため図９の関係図より水平直線性を
補正するため、水平コンバーゼンスヨークに水平パラボ
ラ波形を供給して補正を行う。図１４(ｂ)に補正後の表
示画面を示す。図１４(ｂ)に示すように左右対称な状態
となる。次の優先順位の直線補正では図９の関係図より
水平振幅を補正するため、水平コンバーゼンスヨークに
水平のこぎり波形を供給して補正を行う。図１４(ｃ)に
補正後の表示画面を示す。図１４(ｃ)に示すように十字
上の色ずれがなくなる。次に優先順位の高い曲線補正で
は図９の関係図より縦線曲がりを補正するため、水平コ
ンバーゼンスヨークに水平パラボラ波形を供給して補正
を行う。図１４(ｄ)に補正後の表示画面を示すが、この
図に示すように、全画面での補正が完了したことにな
る。また図１５のフローチャートに示すように、全てが
終了した後は必要に応じて次の補正領域を設定して上記
動作を繰り返す。

【００４８】以上のように、誤差値に大きさだけでなく
画面十字上での対称性や直線や曲線補正を考慮した優先
順位による調整順序の算出により効率に良い補正が実現
できる。

【００４９】次に、直線補正と曲線補正の優先順位の算
出方法について詳細に説明する。図１４(ｅ)左にコンバ
ーゼンスずれが発生した表示画面を示し、基準となるＧ
信号を実線で、集束させるＲ信号を破線で示し、図１４
(ｅ)右に検出領域の設定図を示す。調整順序としては直
線補正を優先的に行なって、検出領域Ｔ1とＴ3の上下対
称性を実現するため、水平コンバーゼンスヨークに垂直
のこぎり波形を供給して直交補正を行う。図１４(ｆ)に
補正後の表示画面を示す。

【００５０】次に図１４(ｅ)右の補正領域Ｔ1とＴ3のに
示す曲線補正を行うため、水平コンバーゼンスヨークに
垂直パラボラ波形を供給して縦線曲がり補正を行う。図
１４(ｇ)に補正後の表示画面を示す。このように直線的
な補正を優先して補正する要因は、曲線補正の場合の補
正波形としては２次曲線や３次曲線の高次の補正波形や
分割補正の可能性があるため、まず最初に直線補正を行
ってその曲線補正の状態を抽出するためである。また、
遠距離間の曲線補正の誤差値測定では微小な誤差も演算
誤差として現れるため、できるだけ近距離間の誤差値測
定を行うためである。

【００５１】図１６に重心位置と誤差値及び調整順序を
算出するＣＰＵ１９の詳細なブロック図を示す。重心位
置検出回路３２は線形部抽出回路６２と水平方向直線近
似回路６１と垂直方向直線近似回路６３と重心位置算出
回路６４で構成され、誤差値算出回路３１はデータ比較
回路６７と色切換回路６５と幾何学歪補正用基準信号発
生回路６８とメモリ６６で構成され、調整順序算出回路
３０は相関性検出回路６９と補正領域算出回路７０と優
先順位設定回路７１と補正波形算出回路７２で構成さ
れ、制御信号作成回路２８はＤ／Ａ選択回路７３とシリ
アルデータ作成回路７４で構成されている。

【００５２】フレームメモリ１８からのデータは線形部
抽出回路６２に供給され、図７(ａ)に示すように光電変
換信号の立ち上がり、下がりの線形部分の抽出が行われ
る。線形部抽出回路６２からの線形部抽出信号は水平方
向直線近似回路６１と垂直方向直線近似回路６３に供給
され、線形部から直線近似演算により図７(ｅ)に示す水
平（ｘ）と垂直方向（ｙ）の重心位置が演算により算出
される。水平方向直線近似回路６１と垂直方向直線近似
回路６３からの各方向（ｘ、ｙ）の演算結果は重心位置
算出回路６４に供給され、図７(ｅ)の黒丸（●）に示す
ように重心位置が算出される。

【００５３】重心位置算出回路６４からの重心位置信号
はデータ比較回路６７に供給され、色切換回路６５から
の色切換信号に基づき基準信号とのデータ比較が行われ
る。コンバーゼンス補正を行う場合はＧ信号を基準信号
として扱い、幾何学歪を補正する場合は幾何学歪補正用
基準信号発生回路６８からの基準信号によりデータ比較
が行われる。データ比較回路６７からの比較信号はバッ
ファ用のメモリ６６に記憶されている。

【００５４】メモリ６６からの比較データは相関性検出
回路６９に供給され、データの相関性が検出される。相
関性検出回路６９からの相関性検出信号は補正領域算出
回路７０に供給され、補正領域が算出される。補正領域
の算出は図４と図１５のフローチャートで示すように優
先順位設定回路７１からの設定信号により行われる。補
正領域算出回路７０からの算出信号は補正波形算出回路
７２に供給され、補正領域に基づいた最適な補正波形の
算出が行われる。

【００５５】補正波形算出回路７２からの補正領域と補
正波形が算出された信号はＤ／Ａ選択回路７３に供給さ
れ、図６に示す複数の乗算型Ｄ／Ａ変換器３６より補正
を行うための選択信号が作成される。Ｄ／Ａ選択回路７
３からの選択信号はシリアルデータ作成回路７４に供給
されて、乗算型Ｄ／Ａ変換器３６を制御するためのシリ
アルデータが作成され、この制御信号により図６の補正
信号作成回路２０が制御される。

【００５６】次に、補正信号の作成について詳細に説明
するため、図１７のブロック図を用いる。水平のこぎり
波発生回路４１、水平パラボラ波発生回路４２、水平サ
イン波発生回路４３、垂直のこぎり波発生回路４９、垂
直パラボラ波発生回路５０、垂直サイン波発生回路５１
はアナログ的なミラー積分回路で構成されており、入力
端子３８、３９からの水平／垂直同期信号に同期した周
期での基本補正が作成される。水平切換パルス発生回路
４０では水平のごぎり波発生回路４１からののこぎり波
形と基準電位０Ｖの比較を行ってディーティ５０％の水
平切換信号を作成し、この切換信号で分割補正を作成し
ている。また垂直切換パルス発生回路４８においても同
様の動作で垂直切換信号を作成している。各種基本補正
波形は乗算器４５〜４７に供給されて、水平レートと垂
直レートの補正波形が乗算された変調波形が作成され
る。切換回路４４、５２には水平サイン波発生回路４３
と垂直サイン波発生回路５１からの各サイン波が供給さ
れ、前記切換信号により左右、上下分割補正を作成して
いる。

【００５７】次に、受像ガンマに対応したテスト信号の
作成方法について詳細に説明するため、図１８のブロッ
ク図と図１９の動作波形図、図２０の特性図を用いる。
水平同期信号は位相同期回路（ＰＬＬ）５３に供給され
水平同期信号に同期した基準クロック信号を発生し、こ
の基準クロックは水平カウンタ５４に供給され水平方向
のアドレス信号を作成している。また水平カウンタ５４
からの水平アドレス信号と垂直同期信号は垂直カウンタ
５７に供給され垂直方向のアドレス信号を作成してい
る。水平カウンタ５４と垂直カウンタ５７からのアドレ
ス信号はテスト信号用ＲＯＭ５５に供給される。テスト
信号用ＲＯＭ５５には図１９(ａ)(ｂ)に示すコンバーゼ
ンス調整用の山形状テスト信号のデータが書き込まれて
いる。なお図１９(ｃ)に調整後ＣＣＤカメラ１６で撮像
された円錐状テスト信号の波形図である。

【００５８】テスト信号用ＲＯＭ５５からの信号はγ
（ガンマ）補正用ＲＯＭ５９に供給され、画像表示装置
の受像ガンマに対応したガンマ補正が行われる。図２０
(ａ)実線に７型ＣＲＴの入力ドライブ電圧対画面輝度特
性を示す。このように、ドライブ電圧の約２.２乗に比
例した画面輝度となる。図３に示すＣＣＤカメラ１６や
Ａ／Ｄ変換器１７は動作ダイナミックレンジが制限され
るため、図２０(ａ)実線に示す特性では輝度に応じて検
出感度と精度が変化する。従って図２０(ａ)破線に示す
ようにドライブ電圧と画面輝度の関係が比例して変化す
るように補正して、全階調での検出感度と精度を一定化
して高精度の位置検出とレベル検出を行うものである。

【００５９】図２０(ｂ)破線に従来のガンマ補正を行わ
ない場合の入出力特性を示し、図２０(ａ)破線に示す発
光特性にするには図２０(ｂ)実線に示す入出力特性とな
る。γ（ガンマ）補正用ＲＯＭ５９には図２０(ｂ)破線
の入力データを図２０(ｂ)実線に変換するためのデータ
が書き込まれており、ガンマ補正が行われる。γ（ガン
マ）補正用ＲＯＭ５９からのデジタル信号はＡ／Ｄ変換
器６０に供給されてアナログ信号に変換される。このよ
うに、画像表示装置の受像ガンマに対応したテスト信号
を作成することにより、全階調での検出感度と精度を一
定化して高精度の位置検出を実現すると共に、重心位置
算出のための近似演算処理を簡素化できるものである。
また画像表示装置の受像ガンマはテスト信号の発生側で
補正した場合について述べてきたが、テスト信号発生〜
画像表示〜撮像〜重心位置検出のループ内にガンマ補正
が存在すれば良い。

【００６０】以上のように本実施例によれば、画像表示
装置に表示されたテスト信号を撮像した光電変換信号か
ら位置を検出して、前記検出信号から各色毎の誤差値よ
り補正領域と誤差値が大きい順番に補正するための調整
順序を算出して補正信号を作成することにより、高精度
の自動調整が実現できると共に調整時間を大幅な短縮化
が実現できる。また誤差値に大きさだけでなく画面十字
上での対称性や直線や曲線補正を考慮した優先順位によ
る調整順序の算出により効率に良い補正が実現できる。

【００６１】なお、本実施例において、理解を容易にす
るためＣＲＴを用いた画像表示装置について述べてきた
が、それ以外の表示装置についても有効であることは言
うまでもない。

【００６２】また、本実施例において、ＣＲＴを用いた
用いた画像表示装置と基本補正波形の制御方法が画面十
字上が基準であるため、補正領域の設定は中心部〜十字
上〜周辺部〜各分割領域の順番で、また同一誤差値のと
きは画面十字上での対称性や直線や曲線補正による調整
順序の算出を行う場合について述べてきたが、それ以外
の表示装置や基本補正波形ではこれ以外の補正領域の順
番で行ってもよい。

【００６３】また、本実施例において、重心位置や誤差
値及び調整順序の算出はＣＰＵによるソフト処理で算出
する場合について述べてきたが、それ以外の手段で行っ
てもよい。また、本実施例において、画面上にテスト信
号を映出してアナログ的にコンバーゼンス補正を行う場
合について述べてきたが、コンバーゼンス調整が有効に
行う方式あれば他の個数や方式で行ってもよい。

【００６４】また、本実施例において、画像表示装置の
受像ガンマはテスト信号の発生側で補正した場合につい
て述べてきたが、テスト信号発生〜画像表示〜撮像〜重
心位置検出のループ内にガンマ補正が存在すれば良いこ
とは言うまでもない。また、本実施例において、画像表
示装置に映出したテスト信号を円錐状として位置検出す
る場合について述べてきたが、他の四角錘などの形状と
してもよい。

【００６５】また、本実施例において、撮像手段からの
立上がり・下がりがほぼ直線的に変化する円錐状の光電
変換信号から各領域毎の水平及び垂直方向の重心位置を
直線近似により算出する場合について述べたが、簡易的
に近似できれば非直線近似で算出を行ってもよい。

【００６６】また、本実施例において、画像表示装置と
検出系が二体型構成の場合について述べたが、背面投射
型ビデオプロジェクター等の一体型構成では背面側から
の表示画面を検出してもよい。また直視型ではＣＲＴ内
に検出素子を設けて検出してもよい。

【００６７】また、本実施例において、画像表示装置と
しては１つの画面表示を行う場合について述べたが、複
数の表示画面で構成されるマルチ画面の表示装置におい
ても有効であることは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、画像表示装置に表
示されたテスト信号を撮像した光電変換信号から位置を
検出して、検出された位置から各色毎の誤差値より補正
領域と誤差値が大きい順番に補正するための調整順序を
算出して補正信号を作成することにより、高精度の自動
調整が実現できると共に調整時間を大幅な短縮化が実現
できる。

【００６９】また誤差値に大きさだけでなく画面十字上
での対称性や直線や曲線補正を考慮した優先順位による
調整順序の算出により効率に良い補正が実現できる。

【００７０】また画像表示装置の受像ガンマに対応した
テスト信号の光電変換信号から位置とレベルを検出する
ことにより、簡単な構成で各種の補正が実現できるとと
もに、画像表示装置の受像ガンマに関係なく高精度の位
置検出が可能となるため高精度の補正が実現でき、その
実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における自動コンバーゼンス
補正装置のブロック図

【図２】同実施例の動作を説明するための表示画面と動
作波形を示す図

【図３】同実施例の動作を説明するためのブロック図

【図４】同実施例の調整順序算出動作を説明するための
フローチャート

【図５】同実施例の調整順序算出動作を説明するための
表示画面図

【図６】同実施例のＣＰＵ部と補正信号作成部のブロッ
ク図

【図７】同実施例の動作を説明するための動作波形と表
示画面を示す図

【図８】同実施例の動作を説明するための動作波形図

【図９】同実施例の動作を説明するための補正波と補正
変化の関係を示す図

【図１０】同実施例の調整順序算出動作を説明するため
の表示画面と動作波形を示す図

【図１１】同実施例の調整順序算出動作を説明するため
の表示画面図

【図１２】同実施例のコンバーゼンスヨークの構造図

【図１３】同実施例のコンバーゼンス補正のベクトル図

【図１４】同実施例の調整順序算出動作を説明するため
の表示画面図

【図１５】同実施例の調整順序算出動作を説明するため
のフローチャート

【図１６】同実施例のＣＰＵのブロック図

【図１７】同実施例の補正信号作成回路のブロック図

【図１８】同実施例のテスト信号発生部のブロック図

【図１９】同実施例のテスト信号発生動作を説明するた
めの表示画面と動作波形を示す図

【図２０】同実施例のテスト信号発生動作を説明するた
めの特性図

【図２１】従来例の自動コンバーゼンス補正装置のブロ
ック図

【符号の説明】

１ 画像表示装置 ２ 撮像部 ３ 位置検出部 ４ 誤差算出部 ５ テスト信号発生部 ６ 補正領域設定部 ７ ＣＲＴ駆動部 ８ コンバーゼンス幾何学歪補正部 １１ 補正信号作成部 １２ 調整順序算出部 １５ コンバーゼンス補正回路 １６ ＣＣＤカメラ １７ Ａ／Ｄ変換器 １８ フレームメモリ １９ ＣＰＵ ２０ 補正信号作成回路 ２１ アドレス発生回路 ２２ テスト信号発生用ＲＯＭ ２３ ガンマ補正用ＲＯＭ ２４ Ｄ／Ａ変換器 ６１ 水平方向直線近似回路 ６２ 線形部抽出回路 ６３ 垂直方向直線近似回路 ６４ 重心位置算出回路 ６５ 色切換回路 ６６ メモリ ６７ データ比較回路 ６８ 幾何学歪補正用基準信号発生回路 ６９ 相関性検出回路 ７０ 補正領域算出回路 ７１ 優先順位設定回路 ７２ 補正波形算出回路 ７３ Ｄ／Ａ選択回路 ７４ シリアルデータ作成回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像表示装置の表示画面に表示するための
   調整用テスト信号を発生するテスト信号発生手段と、前
   記画像表示装置の表示画面を撮像する撮像手段と、前記
   撮像手段からの光電変換信号の位置を検出する位置検出
   手段と、前記位置検出手段で検出された位置から各補正
   領域の各色毎の誤差値を算出する誤差算出手段と、前記
   補正領域を画面中心軸上を基準として広い領域から狭い
   領域に順次設定する補正領域設定手段と、前記補正領域
   設定手段からの信号に基づき前記誤差値が大きい順番に
   補正するための調整順序を算出する調整順序算出手段
   と、前記調整順序算出手段により算出された調整順序に
   より各補正領域毎のコンバーゼンスと幾何学歪を補正す
   るための補正信号を作成する補正信号作成手段とを備え
   たことを特徴とする自動コンバーゼンス補正装置。
2. 【請求項２】調整順序算出手段は、画面十字上での対称
   性や直線や曲線補正による調整順序を算出するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の自動コンバーゼンス
   補正装置。
3. 【請求項３】位置検出手段は、立上がり・下がりがほぼ
   直線的に変化する円錐状の光電変換信号が水平及び垂直
   方向に対称となる重心位置を算出するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の自動コンバーゼンス補正装
   置。