JPS5824186A - 電子ビ−ム偏向制御装置 - 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】 本発明は陰極線管（ＣＲＴ）、特に複数の電子銃及びシ
ャ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、シャドウマスク型の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、ダイナミック補正が無いと、斯
るＣＲＴＫ生ずる像は成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宗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ＣＲ
Ｔ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
り生じるシャドウマスク型のビーム・コンバージェンス
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（−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−又は複数ビームを表示スクリーンを横切って
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
えてコンバージェンス誤差を補正する。上述の２つの歪
の５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ェンス誤差である
。

ビーム・コンバージェ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。視聴者がそれはと精密さを望まず視
距離が約１．８〜３ｍである家庭用テレビジョン環境で
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ェ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、本発明の醸受入であるテク
トロニツクス・イン；−ポレイテッドにより製造された
４０２７カ２−・グラフィック・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
域ことに発生させる。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ェンスができ
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
個のポテンショ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
なるポテンショ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
コーホレイテッド製６９０カラーモニタでは１３個）更
に多様のポテンショ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５
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ｗ１重量のビーム
調整をするアナはグ信号に変換するデジタル、・コンバ
ージェンス装置かあ、る。斯る装置を開示又は使用した
ものとして、例えば、バレットその他による米国特許第
４，２０３，０５１号、ソウターによる米国特許第４，
２０３，０５４号（これらは１８Ｍ社に譲渡）及びオハ
イオ州ディトンのシステム・リサーチ・ラボラトリイズ
社製ＳＲＬ毫デル３８２カラー・ディスプレーがある。

斯るＩＢＭの装置は１９８０年９月ＩＢＭ社発行のジエ
イ・レス・デベロップ（Ｊ。

Ｒｅ＠、　Ｄｅｖｅｌｏｐ）　２４巻第１号、５９８ペ
ージの「３ビームの高解像度力２−情報表示のコンバー
ジェンス用デジタル・システム」と題したジエイ・ニス
・ビーテソンその他による論文にも記述されている。Ｓ
ＲＬのコンバージェンス装置はシステム・リサーチ・ラ
ボラトリ−社のアールＯイー・ホルムス及びジエイ・ニ
ー・メイズによる「シ５−ミレーター・ビジユアル・シ
ステム用２５インチ精書カラー表示」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
特徴はコンバージェ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。１８Ｍ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ゥによる米
国特許第４，０９９，０９２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ォト・
ダイオード・アレイ又は固体素子撮像管及びデジタル・
コンピュ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（Ｒ
ＯＭ　）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ェンス又は幾
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。

木兄ＩｊｌＩによれば、ＣＲＴ内でコンバージェンス及
び幾何学的整列の一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
なビーム調整やはか、表示像の大きさ、位置、直線性、
直交性等に影響を及ばずために必要なビーム調整の意味
を含む。）。シャドクマスク鑞カラーＣＲＴＫ４１に関
連するが、コンバージェンス（又はコンバージェンス誤
差ヲ制御すること）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ＣＲ
Ｔの幾つかの説明が、米国で本出願と同１３（１９８１
年７月６日）Ｋ出願されたロナルド・シイ・ロビンダー
、ディピッド・ジエイ・ベイテス及びダン・エフ・ダン
ハムによる米国特許出願４２ｇ０．４１９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１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
、コンバージェンス調整のための、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、コンバージェ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５゜この差異の指示に応
答して適当な補正信号を発生し、管のシャドウマスク又
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
ンバージェンス回路に加える。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、コンバージェ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。

本発明の装置灸参寺★の効果は幾何学的及びコンバージ
ェ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の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。

従って、本発明の目的は複数ビームｆｉｃＲＴ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ャドウマスク製カラーＣＲＴ内で
ビーム・コンバージェンスを行い、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・プンパージエンス及、ヒビーム整列を行５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（ＣＲＴｌｉ示装置のビーム・コンノ（−ジエン哀及
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％１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ＣＲ７表示装置の基本的
理解のためシャドウマスクＷＣＲＴにつ〜・て行５゜ 当業者には周知である様に、従来のシャト°クマスクＷ
ＣＲＴの３つのビームは色忠実度力１許容範囲にある画
像を得るためシャ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１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ェ
ンスを行う。インライン電子銃配置では方法が少し異な
るう一基本概念を１応用できる。説明を簡単にするため
、ここで％ｉデルタ電子銃配置について説明する力１、
これｉｉ本発明の限定を意図するものではなＸ、′−０
更に＆末、本発明はシャドウマスクＷＣＲＴＫ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ェン
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。ＣＲ７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１＋”で示す共通のコン
バージェンス点に向って又は遠ざかる斜め方向に動き、
−男前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表示を形成す
るように先ずコンバージェンスし、次に青のビームを空
間的に一致させて白色表示を形成するようにして完全な
コンバージェンスを行う。

コンバージェ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。

コンバージェ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（２）及びシャドウマ
スク（ハ）を有するＣＲＴ［、コンバージェンス構体（
財）、偏向ヨーク（又は偏向板）（ハ）、画像信号を発
する２軸信号源（２）、水平及び垂直同期信号源（至）
、全体のコンバージェンス及び偏向波形を発生する波形
発生器Ｃり及び発生器０２の総合波形に成る補正成分を
操作者（至）が手動で選択できる手段（財）を含む。例
えば従来の装置とは上述したテクトロニノクス・インコ
ーホレイテッド製４０２７カラー・グラフィック・ター
ミナル、ＩＢＭ及びＳＲＬの装置である。テクトロニノ
クス・インコーホレイテッド製４０２７では波形発生器
（至）及び手動調整手段（財）はアナログであり、ＳＲ
Ｌ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。会社の装置に共通する特徴は補正動作を行５ため
に必要な時間中、装置に操作者（至）が必要であること
である。上　　１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（６４ｍ）　、（６４ｂ）　
、　（６４ｃ）をシャドウマスク（ハ）でコンバージェ
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（
至）が追加され、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（、斯る装置は３電子銃構体（６）及びシャドウ
マスク罎を有するＣＲＴ（４０、コンバージェンス構体
（４４）、偏向薯−り（又は偏向板）（ハ）、２軸信号
源−１水平及び垂直同期信号源−及び波形　′発生器−
を含む。更に適当なインターフェイス即ち接合部−を介
してＣＲＴ−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（６４ｇ＋）　、　（６４
ｂ）　、（６４ｃ）の位置を示す第２４号を発生する検
出回路■、この第２信号に応答して発生器−ノ総合コン
バージェ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ッサーを含む。用語「プロセッサ
」は限定を意図するものではな（、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ック及び蓄
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ｍ−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（、第３図の従来の装置のコン
バージェンス及び幾何学的補正動作を行うことである。

ＣＲＴＷＪは走査電子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。適当なシャドウ
マスク管のい（つかの例は上述したロナルドＯシー・ロ
ビンダー、ディピッド・ジエイ・ベイテス及びダン・エ
フ・ダ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、本出願の図画の
第５図に示す様に、適当なＣＲＴ−の一実施例はシャド
ウマスク四の電子銃側の表両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σＣを有するシャドウマス
ク型ＣＲＴである。帰還素子σＯ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ャドウマスク表面上
の選択された位置に被着された例えばＰ４７　ｍ螢光体
である短残光（ｒａｐｉｄ　ｄｅｃａｙ）性螢光性物質
である。他の凰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σｌ）において、接合部１２は好適に
はＣＲＴ−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
−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−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■及び■を含
み、第１脚部即ち立上り脚部■は垂直方向に向けられ第
２脚部即ち立下り脚部■は水平方向に対して３Ｃの角度
■（脚部−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。シャ
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Ｋなる。）。更に用ｗｌ「水平」
及び「垂直」はＣＲ１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−は約７．６〜２５
．４■、全長端は約１５．２〜４４．！Ｍｌ、水平方向
の脚の幅翰は約０．２５〜２．５４■、脚の間隔Ｏりは
脚の幅に略等しい。装置の特性によっては他の寸法であ
ってもよい。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■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−からはずれることなくコンバージェンスを得るため
に必要な距離である。

脚部間隔−は、たとえ画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。脚部員及
び−の一定且つ等しい水平幅−を２つの信号の振幅及び
周期が同じになるように選択　　　　１する。例えば３
０°の角度−は脚■がシャドウマスク−の開口と一直線
になるよ５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
配置のシャドウマスク管及び単色管にも使用できる。

第７図はシャドウマスク（４３の電子銃側の表面を示す
。ここで°＋”で示す帰還素子σＱは、第５図の側面図
から解今様に、この素子は規則的に離間された配列を形
成するようにシャドウマスク表面上　。

に配置される。設計上の選択により、素子を点線の枠（
財）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ェ
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
バージェンス及び幾何学的補正かできる。総合的にデジ
タル；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σＱを走査電子ビームにより
個々に調べ【もよく、コンバージェ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σＯは螢光性材料で形成され、従つ
″′Ｃ接合部Ｉ３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Ｏクリップ・フロップ（
１１０）、トグル（１１０）の出力状態をアナログ量（
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）を含む一ランプ発生器（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・スイッチＱｌ　、　Ｑ２を含む。ＡＤＣ
（１１４）はデジタル発振器（１１ｇ）　、デジタル計
数用カウンタ（１２０）、デジタル・アナ四グ変換器（
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５になるとカウンタ（１２０）の計数を停
止させ、ランプ発生器（１１２）をリセットする比較器
（１２４）を含む。光電子増倍信号の振幅を制御する増
幅器（１２Ｇ）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」は本発明をラスク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（即ちカリグラフィック）Ｗ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の横断走査はよ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、コンバージェンス又は他の
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１１（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、一方は熾遺素子
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２軸信号により生ずる走査線（Ｌ
ＩＮＥ）を示す。＄７７−０２つの脚部■及び■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である。ＬＩＮＥ曲線の水平
座標の時間及び距離の両方ｔｒｓ定する。

選択された走査線が発生する前の時刻ｔｏＫｔｊいて、
プロセッサーは適当な制御信号を発生し、トグル（１１
０）を高出力状態にセットし、カウンタ　　　　１（１
２Ｇ）を初期状態即ち零にセットする。この状態におい
で、増幅器（１１６）の入力端は接地され、＝ンデｙ　
ｔ　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Ｕた帰還素子ｒＩＯに到達する前の所定時刻ｔｌｌｃ
おいて、例えば赤の如き電子ビームに対するＺｓＵｔ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
２軸信号を零にセットする。プロセッサーは適当な制御
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Ｑｌ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σｅの立上り脚部■を衝撃し。

素子の材料を発光させ、第１陽遺指示をする。光電子増
倍管（１００）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（１１６）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ＰＭＴＺ
−（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）　（１４４
）の出発点から素子σＱの立上り脚部員に出合う即ち交
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２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赦さである。

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（１２Ｇ）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
電された電荷量に和尚する値に達すると、比較器（１２
４）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（１２Ｇ）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σｅの立上り脚部−によ
り表わされる垂直面での走査ｌＩ！（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ＩＩ（１４４）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ＴＯＧＯＬＥ曲線により示す様に高出力状態
を維持する。時刻ｔ−で走査ビームが素子σＱの立上り
脚部■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ＣｄＩＩ線
で示す０時刻ｔ３でビームが素子σのの立下り脚部−と
交差する時生じたｇ　２　ＰＭＴパルス（１４２）はト
グル（１１Ｇ）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（１２Ｇ）内で発生するデジタ
ル信号は走査＠　（１４４）及び２個の素子脚部■、−
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−の傾斜により、デジタル信号は素子σＱに関する走
査線セグメン）　（１４４）の垂直位置を示す。

素子σｌの正確な物理的位置が既知であるなら、との垂
直位置の情報を用いて例えば、゛検出した経過時間と素
子ａ・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（１
４４）を移動させて幾何学的補正を行うようＫしてもよ
い。しかし、コンバージェンスをするために素子の物理
的位置を知る必要はない。

非飛越しラスク走査型式での使用上、第８図の位置検出
回路及びプロセッサ輸は選択した帰還素子σ値の最初の
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。従って、連続
したラスク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情報が得られる。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　　　ｉ
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ってもよい。

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１
θ図は文字がビームの色を表わす（１４４Ｒ）、（１４
４Ｇ）　、（，１４４Ｂ）と参照符号が付された３つの
置換された走査線と共にａＩ６図の帰還素子を再び示す
。

各走査線の中心な図中の小円で示す。位置検出器−及び
プロセッサーを介し【得た位置情報即ち経過時間は、赤
色の水平位置の助、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ェンス波形を補正す
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１１にあり、水平方向
テコンパージエンスするために共に増加させる。

２、　　Ｒｈ（Ｇｈの場合、赤は縁の右側にあり、水平
方向でコンバージェンスするために共に減少させる。

３、Ｒｖ　）Ｇｙの場合、赤は縁の下側にあり、垂直方
向でコンバージェンスするため赤を増加させ、緑を減少
させる。

４、　１マ（Ｇｙの場合、赤が緑の上１１にあり、垂直
方向テコンバージエンスするため赤を減少させ、縁を増
加させる。

赤及び縁がコンバージェンスされていると仮定すると、 １、Ｂｈ＞肋の場合、青はコンバージェンス点の左にあ
る。

２、、Ｂｈ（Ｒｈの場合、青はコンバージェンス点の右
にある。

３、Ｂｙ　）Ｒｖの場合、青はコンバージェンス点の下
にある。

４、Ｂｙ（Ｒｖの場ｅ、　青はコンバージェンス点の上
にある。

ここで各不等号の方向はコンバージェンスするに必要な
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
をコンバージェンスすると、青色走査線の値をコンバー
ジェ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。

コンバージェンス波形に加える補正成分を計算するため
に使５％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、コンバージェンス
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工猫ととにコンバージェ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１１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ェンスが得られる。

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　、　Ｇｙ　、　Ｂ
ｈ及びＢｙを得るために選択した素子を走査する。

２、　　Ａｈ＝　Ｒｈ　−Ｇｈ　、Δｖ　＝　Ｒｖ　−
Ｇｙ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
＋４を設定 Ｒｖ（Ｇｙから、Ｒ＝Ｒｏ−Δｖ　、　Ｇ　＝Ｇｏ十）
Ｖを設定 組合わせてＲ＝Ｒｏ−）−（）ｈ　　７ｖ）／２、Ｇ＝
Ｇｏ＋（Δｈ＋Δｖ）／２を設定 ４、赤色及び緑色のコンバ−ジェンスを示ス所定の限界
よりΔｈ　１’ｖ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を使って、新しいΔｈ＝Ｂｈ
−Ｒｈ、Δｙ　＝　Ｂｙ　−ＲＶを計算する。

６、前と同様に分析する（第１１図を参照）。

即ち、βマ（Ｒｙから、Ｂを）Ｖ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ェンスを示す所定の限界より
Δｈ１ΔＶ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
ェ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。

コンバージェンス構体■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。

従って、３つのビームの完全なコンバージェンスを得る
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σ（ＩＫ対し且つ全表示領域上で許容範囲のコ
ンバージェンスを得るに必要な回数だけこの工程を繰り
返す。素子の配置な第７図に示す様に仮定すると、コン
バージェンス調整の順序は、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ェ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Ｏインコーポレイテッド
製カラー・グラフィック・ターミナルで使用しているも
の、更に上述したＩＢＭ及び８ＲＬ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って自動的Ｋ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）は非常に速く且った。まに現われるので
操作者は実際上はとんと気が付かない。

６０Ｈｚの画像ラスタとすると、各線分の試験は１／６
０秒以内であり、初期ウオーム・−アップ後は、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、補正地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σ呻はシャドウマスク（ト）の電子銃
側表両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
衝央で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■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−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クープ型の文字
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
。

シャドウマスク−の表面上の帰還素子σＱ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
Ｋ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。従っ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５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彷ればならない
。

仮に、帰還素子が互いに！Ｉ近しすぎると、成る信号素
子の異なる構成部分により生じる各信号を区別し、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ッサ
ーに要求される。

コンバージェ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。コンバージェンスを得るために通常必要なビ
ーム調整量は２５４ｓｍｘ１９０■の表示領域に対して
±３．２ＷｊＭ程度であり、約１２．７　ｇＸ２５．４
−の帰還素子がコンバージェ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ぎさ
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ａ・はシャドウマスクＣ３
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
はロビンダー及びペ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、帰還素子翰はシ
ャドウマスクを除いて導電性及び絶縁性材料の被着層全
体に広がった特定の構成の複数の開口を含む。（初めに
、シャ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−の第３実施例）をシャドウマス
ク鋳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）、ビーム電流がシャ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【よい。当然
、全体のサンドイッチ状のもの全体く広がり小さなドツ
トで定めた開口をビームが通過する時、成るビーム電流
はシャドウマスク輪に誘起される。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σＩＫは、多数の異なる形状が、考えられる。

それは、コンバージェ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、成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ェンス工程を
行うことも効果的である。この工程を第１２図に示す。

この図の左の部分には、帰還ドツトｑＯ上に重ねた８本
の赤色線分（１４４Ｒ）のラスタを示しである。説明の
都合上、偶数の線分０乃至８にラスタの左側に沿って番
号を付し【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帰還信号を検出す呑。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８本の緑色線分（１
４４Ｇ）のラスタを有し、時刻ｔ２ｔ１ｃ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
てコンバージェ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。

これまでは主にデルタ配置電子銃！ｍｃＲＴＫ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ＣＲＴＫも応用できる。第１２図はコンバージェンス
を得るために通常使用する４Ｒ階のビーム調整の指示を
有するインライン！ＩｃＲＴの水平装置ビームを示す。

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ＲｌＧ及びＢを囲む円で表わす。中心ビ
ームを固定し、即ち偏向によってのみ動くようにし、一
方、外側のビームはコンバージェンスを得るに必要な平
面で動かせる。このコンバージェンスを得て、維持する
ための本発明による工程は第１０図を用いて行った上述
の説明から理解できる。赤色及び緑色ビームをコンバー
ジェンスし、次に青色ヒームヲ一致させる代りに、外側
の２個のビームを中心に向つ【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ャドウマスク減カラーＣＲＴＫつい
てであったが１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
バージェ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ＣＲＴＫおける制御ビー
ムコンバージェンスに応用できる。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っ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
ェンスよりむしろ正確なビーム・コンバージェンス誤差
の方が重要である０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、成る経過時間が等
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
バージェンス構体及び共通偏向装置を共通するなら、必
要な補正成分はシャドウマスクｆｆ１ｃｕ’ｒＫ関して
説明したと同じ方法でコンバージェンス構体に加えられ
る。ビームを個々に偏向するなら、コンバージェンス構
体は省略され、補正成分は個々の偏両システムに加えら
れる。

ｆａｔ、え、７ヤ）’９−ｖｘ・□。ヶい。、１゜７１
ステムに関して、帰還素子ケＱは画質領域の周辺に最も
都合よく離間される。画質に惑影響を及ぼすことな（離
間する種々の手段は上述のｐビングー。

ペイテス及びダ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ェンス又は制御コンバージェ
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ェ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種中の物理的測定
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ェンスし、幾何学的許容
値に調整す之と、帰還素子に関する特定の走査線の検出
位置（’ｉｐ’ｓ及びｔｌ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の参照例はビーム・コンバージ
ェ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−１接合部口、位置検出器■及びプ
ロセッサ鏝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ェ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５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
ついて行ったが、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ャドウマスク１ｉｃ
ＲＴ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ェ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ック
線図、第４図は本発明のコンバージェンス及び幾何学的
調整システムを表わすブロック線図、第５図は第４図の
システムと共に使用するに好適なＣＲＴの断藺図、第６
図は第５図のＣＲＴＫ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ック線図、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・チャー１図、
第１Ｏ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つのラスク線群
の略図、第１２図は従来のインツイン電子銃配置ＣＲＴ
において用いるビームＩＩＩＩを示す略図である。 図中において、（６）は電子銃、（財）はコンバージェ
ンス構体、（財）は偏向手段、−は電子ビーム、鏝は処
理装置を示す。 、巨至９ 第１頁の続き ０発　明　者　ダン・フランクリン・ダンハムアメリカ
合衆国オレゴン州９７２２ ５ポートランド・ノースウェス ト・ダマスカス・ストリート１１ ２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示面に近接した所定位置に配置され、電子ビームの走
   査位置を検出する位置検査素子を有する陰極線管と、骸
   陰極線管の上記電子ビームを上記表示面で走査させる偏
   向手段と、上記位置検出素子からの検出信号に応答して
   、上記電子ビームの偏向歪を補正する信号を・発生する
   処理手段とを具えることを特徴とする電子ビーム偏向制
   御装置。