JPH0334693A - ビーム中心位置検出装置 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、表示画面に照射されるＲ、Ｇ、Ｂ各ビームの
中心位置検出システムに関するものである。

［発明の概要］ 本発明のビーム中心位置検出システムは、表示画面に円
図形を人力し、円図形が再生された画面の輝度情報から
水平方向及び垂直方向の輝度分布データを生成する。そ
して、水平方向及び垂直方向の各輝度分布データに所定
の演算処理を施すことによって水平方向及び垂直方向の
各輝度分布データの重心位置を求め、この水平及び垂直
方向の各重心位置によって決定される位置を表示画面に
照射されているビームの中心位置として検出するように
構成したものであり、特にプロジェクタ−（投影型画像
出力装置）等、大画面表示の場合におけるＲ、Ｇ、Ｂ各
ビームの中心位置を検出する際に好適である。

［従来の技術］ モニタやプロジェクタ−等においては、Ｒ９Ｇ、Ｂ各ビ
ームの照射位置がスクリーン上（或はＣＲＴ蛍光面上）
で一致していない場合は、当然ながら良好な再生画像は
得られないため、コンバーゼンス調整（レジストレーシ
ョン調整）が必要であり、よく知られているように各種
調整手段が存在するが、受像面に照射されるビーム位置
を精度よく調整する場合は、ビーム中心位置を検出する
ことが必要になる。

ラスタ歪を調整する方法としては、非常に小さなドツト
パターンを表示し、表示画面をテレビカメラで撮影する
ことによって検出する方法がある。すなわち、第５図に
示すようなドツトＤｔを出力した、ドツトパターンを表
示し、各ドツトＤ　ｔｌ＋　Ｄｔｉ・・・・の位置を精
度よく検出することによってラスタ歪を検出することが
できる。

この場合、各ドツトの真の中心位置を検出する方法の１
つとして、菱形図形を表示し、表示画面からテレビカメ
ラを介して得た輝度情報を演算する方法がある。例えば
前記第５図に点線で示すように分割したａ、〜ａｄｚの
領域のうち、例えばａ、領域内に、第６図に示すように
菱形図形Ｓを表示し、テレビカメラで撮影する。そして
ａ、領域の輝度情報を例えばフレームメモリ手段に記憶
し、記憶された輝度データからＸ方向、及びＹ方向の輝
度の総和を演算して、その水平方向及び垂直方向の輝度
分布データｈｏ、ｖｏを得る。すると、得られたデータ
ｈ　ｏ　＊　Ｖ　ｏは、図示するように、水平及び垂直
方向の成る地点Ｈｔ及びｖＴにおいて最大となる。つま
り、菱形図形Ｓの中心位置は輝度和データから求めるこ
とができ、この位置（Ｈア、Ｖ、）をビーム中心位置と
して検出する。

このような方法で、Ｒ，Ｇ、Ｂ各ビームにおいてそれぞ
れビーム位置を検出することによって、その位置を基準
にして、例えばコンバーゼンス調整（レジストレーショ
ン調整）を行なうようにすることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のビーム位置検出方法では次のよう
な問題点がある。

上記のようにドツトパターン表示した場合、小さいドツ
トを表示するほどビーム位置が精度よく検出できること
は明らかであるが、小さいドツトになるほどテレビカメ
ラで検出することが困難になる。特にプロジェクタ−等
の大画面においては、小さいドツト画像は、カメラに検
出できないほど暗くなるという場合があり（特にコーナ
一部分の青色）、このため、ドツトサイズはある程度以
上は小さくできないという制限が生じる。

また、たとえ小さいドツトを高輝度で表示できたとして
も、結局検出精度は、そのドツト画面を撮影するテレビ
カメラの分解能に依存するため、ドツトサイズをより小
さくしても検出精度を向上させることはできない。

このようにドツトパターンを表示するのみではビーム位
置検出精度を向上させることが難しい。

さらに、真の中心位置を菱形図形を表示して輝度レベル
の和を演算することによって求めようとする場合は、ス
キュー歪などによって菱形図形が傾いて表示されてしま
うと、正しい中心位置が求められなくなるという問題が
ある。

例えば第７図に示すようにＸ軸及びＹ軸に対して菱形Ｓ
が傾いている場合、縦方向及び横方向に輝度の和を求め
、水平、垂直方向の輝度分布を示したデータｈｏ、Ｖｏ
は、図示するように、最大点を検出することが困難な、
曲線がなまった状態となり、前記第６図の場合のように
Ｈ７及び■１を確定することができない。

このため、この方法によるビーム位置検出方法は、最終
的な微調整のときなど、成る程度の調整が既になされて
、菱形が傾くことなく表示できる状態のときには採用で
きるが、それ以外の場合は有効な検出方法とはいえない
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもので
、円図形を画面上に表示し、輝度データから円図形の重
心位置（中心位置）を求めることで、ビームの中心位置
を確定するように構成したちのである。

［作用］ 円図形の場合、スキュー歪、テレビカメラの設置ずれ等
によって、例えば楕円状、たまご状に歪んで表示された
り、あるいは傾いたり回転ずれを起こして表示されても
、その重心位置（中心位置）は水平、及び垂直方向の輝
度分布を求めることにより常に確定することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例をであり、プロジェクタ−に
おけるビーム位置の検出システムを示したものである。

■はプロジェクタ−Ｐによって再生する映像信号の処理
回路系、ｔｏ、２０．３０はそれぞれ赤、青、緑の発光
膜を表示面Ｃとする高輝度の単色投影管（ＣＲＴ）　、
ｌ　１．２１．３１は前記単色投影管をスクリーン４０
に結像するレンズ系を示す、また、各単色投影管におい
て、Ｅは電子銃、Ｄは偏向装置を示す。

このようなプロジェクタ−Ｐは、ＲＧＢ各投影管にそれ
ぞれ映像信号再生回路系ｌからＲ，Ｇ。

Ｂ映像信号が供給され、電子ビームを変調することによ
って各表示面Ｃに表示された単色の再生画像が、レンズ
系１１，２１．３１を介してスクリーン４０上に合成さ
れ、カラー映像を形成するちのである。

５０は円図形パターンジェネレータ（以下、円図形発生
器という）であり、その出力は映像信号再生回路系ｌを
介してＲ，Ｇ、Ｂ各投影管１０゜２０．３０に供給され
、それぞれ単色の円図形を表示することができるように
なされる。

５１はテレビカメラであり、スクリーン４ｏに表示され
た映像は、テレビカメラ５１及び信号処理回路５２を介
して映像信号（１１度データ）に変換される。

５３は信号処理回路５２の出力を所定のタイミングでＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器であり、５４はデジタルデー
タに変換された輝度信号を記憶するフレームメモリであ
る。

５５は演算処理部（ＣＰＵ）であり、フレームメモリ５
４に記憶されたデータをもとに、後述するように、水平
及び垂直方向の輝度分布データを生成する演算を行ない
、さらに生成された水平、垂直各方向の輝度分布データ
の重心位置を求めるという、２段階の演算処置を行なう
ことによって、スクリーン４０に表示された円図形の重
心位置を求めることができる。

なお、５６はマイクロコンピュータによるシステムコン
トローラであり、上記したＡ／Ｄ変換器５３、フレーム
メモリ５４、ＣＰＵ５５、及び円図形発生器５０の動作
を制御している。また、ＣＰＵ５５で得られた円図形の
重心位置データをＲ，Ｇ、Ｂ多ビームにおいて求めた後
、図示しないレジストレーション調整手段を制御して、
重心位置データに基すいたレジストレーション自動調整
を達成し、各ビームの照射位置を一致させるちのである
。

本実施例は以上のように構成されており、上記したよう
にＣＰＵ５５によってビーム中心位置が検出される。す
なわち、例えば前記第５図に示したように分割された領
域の内、ａ１領域においてレジストレーション調整を行
なうためにビーム位置を検出する場合は、円図形発生器
５ｏによってａ、領域に円図形を表示する映像信号が出
力され、例えばまずＲ投影管１ｏに供給されてスクリー
ン上（ａｉ領領域に赤色の円図形が表示される。ただし
、スキュー歪等の影響で、真円とならず、楕円、或は卵
形となる場合も生じる。

そして、スクリーン上の映像はテレビカメラ５１によっ
て撮影され、その輝度信号はＡ／Ｄ変換器５３において
デジタル化されてフレームメモリ５４に記憶され、該記
憶された輝度データはＣＰＵ５５において演算処理が施
される。

ＣＰＵ５５における演算処理動作の一例を、第２図のフ
ローチャート、及びフレームメモリ内の記憶状態を模式
的に示した第３図を参照して説明する。

ａ１領域の円図形が、上記手順で第３図（ａ）に示すよ
うにフレームメモリ５４に記憶されると、第２図のＦＩ
ＯＩにおいて、メモリ上のデータがシステムコントロー
ラ５６の制御に基ずいてＣＰＵ５５に読み込まれ、　Ｆ
２Ｏ３でＹ方向（縦方向）にデータを集計し、水平方向
の輝度分布データｈ。

が求められる。

ここで、水平方向の輝度分布データｈＤを求める具体的
な演算例について述べる。

フレームメモリ５４上の各ビクセルのデータ値をり、ｌ
、（Ｄ、、・・・・・・・Ｄ　、、）とすると、このＤ
　ｔｗｉｎは輝度レベルを示すデータであるため、所定
のしきい値ＬＩＩを設定して、Ｄ　、、−＞　Ｌ　ｓと
なるデータを有するビクセル数を縦方向（Ｙ方向）に集
計するようにする。例えば第３図（ａ）のＨＧの値は、
データＤ　＋ｓ〜Ｄ＆１９までの、９列目のビクセルの
データの中でのＬｓ以上の値のデータを有するビクセル
数となる。

このようにして求められた水平方向の輝度分布データｈ
０は第３図（ａ）に示すように半円状になり、Ｆ２Ｏ３
において、このデータｈＤにさらに以下のように演算処
理を施すことによって円図形の水平方向の重心位置を求
める。

データｂＤ（半円部分）を取り出して、第３図（ｂ）の
ように位置情報を示すＸ座標と、ビクセル数を示すｙ座
標において、Ｘ座標の値Ｘ。。

ｘｌ・・・・・・Ｘｐに対応するｙ座標の値をｙ。。

ｙ、・・・・・・３’ｐとする。そして円図形の水平方
向の重心位置Ｈ６の値をＸｏとすると、 （Ｘ　＋　　Ｘａ）　３’　＋　＋　（Ｘ２　　ＸＧ）
　：Ｉ　２　＋・・・・・・・・＋（ｘ　ｐ−Ｘ　ｏ）
　：ｊ　ｐ　＝０（１） が成立する。したがって、重心の値Ｘ。は、（２） として求めることができる。

Ｆ２Ｏ３において円図形の水平方向の重心位置ＨＧ（Ｘ
。）が求められた後は、このＨＧの値を保持するととも
に、Ｆ２Ｏ３において、ＦＩＯＩで読み込んだフレーム
メモリのデータを今度は横方向に集計して、垂直方向の
輝度分布データＶＤを求める。モしてＦ２Ｏ３において
Ｆ２Ｏ３と同様の方法で、輝度分布データｖ０から円図
形の垂直方向の重心位置Ｖ。

を演算によって求める。

このように、それぞれ輝度分布を求める第１の演算と、
輝度分布データの多値から、重心位置の値を導く第２の
演算が行なわれることによって、ＦＩＱ６において、円
図形の水平及び垂直方向の重心位置Ｈ６及びｖｏが確定
し、したがって、ＣＰＵ５５は（ＨＧ、Ｖ。）を、検出
されたビーム中心位置として出力することができる。

なお、上記Ｆ１０２〜Ｆ１０４までの処理順序は、これ
に限られるらのではない、また、フレームメモリ５４は
所定の領域（例えば上記ａ＋）のみ輝度情報を記憶でき
る容量のものでちよいととは言うまでらない。さらに、
ＦＩＯＩにおけるデータ読み込みし、必要領域だけにし
てもよい。

本実施例は、このように成る程度の大きさをちった円図
形から得られた輝度情報を演算することによってビーム
中心位置を検出することができるので、プロジェククー
Ｐのスクリーン４０のような輝度の低い大型の画面の場
合も、テレビカメラ５１″′ｃ検出できなくなるといっ
た問題は発生しない。

さらに、テレビカメラ５１やプロジェクタ−Ｐの設置ず
れやスキュー歪等によって、画像が回転ずれを起こして
いても、円の重心位置は変化せず、また、同様の原因か
ら、真円が映し出されずに、例えば第４図に示すように
卵形（或は楕円）になってしまっていても、その水平及
び垂直方向の輝度分布デークｈｐ、ｖｏから重心位置（
ＨＧ、Ｖ、）は確定できるためビーム中心位置検出に支
障はない。

さらに、データの演算によって位置を求めるため、検出
位置精度はテレビカメラ５１の分解能に依存しないこと
は明らかであり、検出精度をさらに向上させることがで
きる（テレビカメラ５１及びフレームメモリ５４のｌビ
クセルの１／１６程度の精度で検出可能）。

本実施例によって、上記のとおりＲ投影管１０のビーム
中心位置が検出された後は、Ｂ及びＧ投影管２０．３０
からのビームによって８１領域に照射された円図形の重
心位置を同様に検出し、それぞれ検出されたビーム中心
位置（１−１，、ＶＧ）に基すいて、上述したように３
つのビーム位置がａ１領域内において一致するようにａ
１領域のレジストレーション調整を行なうことができる
。他の領域（ａ、、ａ、・・・・・）についても同様で
ある。

なお、以上の実施例ではプロジェクタ−におけるビーム
中心位置の検出システムとして説明したが１通常のモニ
タＣＲＴにおけるビーム位置の検出に利用してちよ＜、
シたがって、コンバーゼンス調整や歪補正等に有用であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のビーム中心位置検出シス
テムは、円図形を画面上に表示させ、その映像の輝度情
報に対して演算処理を施すことによって円図形の重心位
置を求め、それをビーム中心位置として検出するように
したので、検出精度を向上させることができるとと６に
、スキュー歪等が発生する調整不十分な機器（モニタ、
プロジェクタ−）においてち正確にビーム中心位置を求
めることができるという効果があり、コンバーゼンス調
整時やレジストレーション調整時等のビーム位置検出手
段として有効に＋ｌＩ用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
一実施例の演算動作の一例を示すフローチャート、第３
図（ａ）（ｂ）は輝度データの具体的な演算処理の一例
の説明図、第４図は真円が表示されなかった場合の説明
図、第５図はドツトパターンを表示した画面の説明図、
第６図は従来の中心位置検出手段の一例の説明図、第７
図は第６図の菱形図形が回転ずれを起こした場合の説明
図である。 ５０は円図形発生器、５１はビデオカメラ、５２は信号
処理回路、５３はＡ／Ｄ変換器、５４はフレームメモリ
、５５はＣＰＵを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示画面に円図形を表示する映像信号を供給する映像信
   号発生手段と、該映像信号発生手段からの出力によって
   円図形が表示された画面の輝度信号情報を検出する手段
   と、検出された輝度信号情報を記憶するメモリ手段と、
   該メモリ手段に保持された輝度データから水平方向Ｈ及
   び垂直方向Ｖの輝度分布データを生成することができる
   第１の演算手段と、該第１の演算手段によって生成され
   た前記水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖの各輝度分布データに
   所定の演算処理を施すことによって前記各輝度分布デー
   タの重心位置Ｈ＿Ｇ及びＶ＿Ｇを求めることができる第
   ２の演算手段を備え、前記第２の演算手段によって求め
   られた各重心位置Ｈ＿Ｇ及びＶ＿Ｇによって決定される
   位置（Ｈ＿Ｇ、Ｖ＿Ｇ）を表示画面に照射されているビ
   ームの中心位置として検出するように構成したことを特
   徴とするビーム中心位置検出システム。