(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンの画面周辺のオーバースキャン部分にコンバーゼンス補正用基準パターンを投射し、この基準パターンを２つの光検出手段で検出して前記２つの光検出手段の中心に対する前記基準パターンの投射位置ずれに応じてコンバーゼンスずれを補正するために、前記オーバースキャン部分を検出するオーバースキャン検出手段と、前記基準パターンの位置を前記２つの光検出手段の中心に移動制御する位置制御用Ｄ／Ａ変換器と、前記オーバースキャン検出手段の検出信号で偏向回路またはコンバーゼンス補正回路を制御する制御手段とを設け、前記オーバースキャン部分での偏向量をスクリーンの画面内での偏向量よりも拡大し、前記２つの光検出手段を前記オーバースキャン部分の拡大部に配設し、前記基準パターンを前記２つの光検出手段の中心位置に移動制御する前記位置制御用Ｄ／Ａ変換器の出力値に応じて前記制御手段がコンバーゼンス補正量を制御するようにしたコンバーゼンス自動補正装置において、位置制御用Ｄ／Ａ変換器をＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器として配設し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を平滑する平滑回路と、この平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流波形または前記平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流に比例した波形とを比較する比較回路と、前記比較回路からのパルスにより基準パターン信号の発生タイミングを決定する波形発生回路とを具備し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を、最初に前記平滑回路の時定数を小さくして平滑した出力電圧により概略の補正を行い、次に前記平滑回路の時定数を大きくして平滑した出力電圧により精密な補正を行うようにしたことを特徴とするコンバーゼンス自動補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型テレビジョン受信機におけるスタティックコンバーゼンスの自動補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型テレビジョンは、直視管タイプに比較して大画面で薄型化、軽量化が実現容易であるが、現状一番大きい課題はコンバーゼンスに関するもので、設置調整をなくすることとドリフトの改善である。
【０００３】
一般に個別の受像管から３原色を発光してスクリーン上に拡大投射する投射型カラーテレビジョン受像機では、スクリーン上で色ずれが生じるので、これら３原色の重ね合わせ、すなわちコンバーゼンス補正が重要である。
【０００４】
特に背面投射型の場合、受像機の薄型化のために投射距離が短くなり各受像管ごとに異なるスクリーン対する入射角が大きくなってラスターの歪みが増加し、コンバーゼンス補正量が増大してきているため、地磁気や温度ドリフトの影響を受け易くなっている。
【０００５】
これまでの一般市販の投射型テレビジョン受像機では、設置した時にスタティックコンバーゼンスの調整が必要であり、受像機の向きを変えたり、温度によるドリフト等の原因でずれた場合には、ユーザーがその調整を行わなければならなかった。
【０００６】
この問題を解決するために、スクリーンの周辺部に光電変換素子を設け、映像信号に重畳されたコンバーゼンス基準パターンを受光し、計測されたずれをもとにコンバーゼンスを補正する方法が提案されている。
【０００７】
例えば、特開昭６３−２０９３８８  号公報、特開昭６３−２２４５７２  号公報、特開昭６３−２８３３８３  号公報、特開平  ４−２８２９９３  号公報、特開平  ５−１９１８１７  号公報などがある。
以下、図面を参照しながら上述したような従来の投射型テレビジョン受像機のスタティックコンバーゼンス自動補正装置について説明を行う。
【０００８】
図５は従来の自動スタティックコンバーゼンス補正装置の構成例を示すものである。
図５において、端子１１から入力された映像信号はブラウン管１３に映写されレンズ１４により拡大投射されてスクリーン１５に像を結ぶ。偏向回路２０と偏向ヨーク２１は水平および垂直のビーム偏向を行う。
【０００９】
図６にも示すように光電変換素子１をスクリーン１５の下側中央に、光電変換素子２はスクリーン１５の右側のほぼ中央に配置されている。光電変換素子以外のスタティックコンバーゼンスの構成要素は、中心位置検出回路３ａ，３ｂ、記憶回路４ａ，４ｂ、パターン信号発生回路１９、コンバーゼンス補正回路１８よりなる。
【００１０】
このように構成されたスタティックコンバーゼンス自動補正回路について、以下その動作について説明する。
まず、パターン信号発生器１９から基準信号となるパターンを発生し、映像回路１２に入力してスクリーン１５の外側の右側の電気的中央と下側の電気的中央に前記パターンを表示する。
【００１１】
中心位置検出回路３ａ，３ｂは光電変換素子の中心から前記パターンの表示位置とのずれを検出する。記憶回路４ａ，４ｂはずれの量をＲ，Ｇ，Ｂの色ごとに記憶する。コンバーゼンス補正回路１８は各色ごとのずれが最小となるようにスタティックコンバーゼンスの補正を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では以下の問題点があった。
（１）  補正範囲が狭い・・・・地磁気の影響、構造の経時変化、ＣＲＴや補正回路のドリフトを考慮すると、４３型画面の奥行き４５ｃｍ薄型タイプでは、２０ｍｍ程度の広い補正範囲が必要になるが、基準パターンの検出範囲を広くするためには、従来は高価なリニアセンサーを用いるか、スポットセンサーを数多く並べるしかなかった。このため検出回路が複雑になる。
（２）  非標準信号の時に誤動作する・・・・正規の標準信号のときは正常に動作するが、ＶＴＲの再生等の標準から水平、垂直の周波数がずれた場合、補正がずれたり、基準パターンが視野内に入ってくることがある。
（３）  オーバースキャン部の基準パターン信号が見えることがある・・・・受像機のオーバースキャンは一般に１０％程度以内に設定されるが、受像信号の輝度変化などによる高圧の変化などにより偏向振幅が変動し、オーバースキャン部の基準パターンが視野に入ることがある。
【００１３】
本発明は上記問題点の改善をし、かつコストの面からできるだけ簡単な構成のコンバーゼンス自動補正装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のコンバーゼンス自動補正装置は、スクリーンの画面周辺のオーバースキャン部分にコンバーゼンス補正用基準パターンを投射し、この基準パターンを２つの光検出手段で検出して前記２つの光検出手段の中心に対する前記基準パターンの投射位置ずれに応じてコンバーゼンスずれを補正するために、前記オーバースキャン部分を検出するオーバースキャン検出手段と、前記基準パターンの位置を前記２つの光検出手段の中心に移動制御する位置制御用Ｄ／Ａ変換器と、前記オーバースキャン検出手段の検出信号で偏向回路またはコンバーゼンス補正回路を制御する制御手段とを設け、前記オーバースキャン部分での偏向量をスクリーンの画面内での偏向量よりも拡大し、前記２つの光検出手段を前記オーバースキャン部分の拡大部に配設し、前記基準パターンを前記２つの光検出手段の中心位置に移動制御する前記位置制御用Ｄ／Ａ変換器の出力値に応じて前記制御手段がコンバーゼンス補正量を制御するようにしたコンバーゼンス自動補正装置において、位置制御用Ｄ／Ａ変換器をＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器として配設し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を平滑する平滑回路と、この平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流波形または前記平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流に比例した波形とを比較する比較回路と、前記比較回路からのパルスにより基準パターン信号の発生タイミングを決定する波形発生回路とを具備し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を、最初に前記平滑回路の時定数を小さくして平滑した出力電圧により概略の補正を行い、次に前記平滑回路の時定数を大きくして平滑した出力電圧により精密な補正を行うようにしたものである。
【００１５】
この本発明によると、受像信号の輝度変化などによる高圧の変化などにより偏向振幅が変動してもオーバースキャン部の基準パターンが視野に入るような事態を回避できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
請求項１記載のコンバーゼンス自動補正装置は、スクリーンの画面周辺のオーバースキャン部分にコンバーゼンス補正用基準パターンを投射し、この基準パターンを２つの光検出手段で検出して前記２つの光検出手段の中心に対する前記基準パターンの投射位置ずれに応じてコンバーゼンスずれを補正するために、前記オーバースキャン部分を検出するオーバースキャン検出手段と、前記基準パターンの位置を前記２つの光検出手段の中心に移動制御する位置制御用Ｄ／Ａ変換器と、前記オーバースキャン検出手段の検出信号で偏向回路またはコンバーゼンス補正回路を制御する制御手段とを設け、前記オーバースキャン部分での偏向量をスクリーンの画面内での偏向量よりも拡大し、前記２つの光検出手段を前記オーバースキャン部分の拡大部に配設し、前記基準パターンを前記２つの光検出手段の中心位置に移動制御する前記位置制御用Ｄ／Ａ変換器の出力値に応じて前記制御手段がコンバーゼンス補正量を制御するようにしたコンバーゼンス自動補正装置において、位置制御用Ｄ／Ａ変換器をＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器として配設し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を平滑する平滑回路と、この平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流波形または前記平滑回路の出力電圧と水平または垂直の偏向電流に比例した波形とを比較する比較回路と、前記比較回路からのパルスにより基準パターン信号の発生タイミングを決定する波形発生回路とを具備し、前記ＰＷＭ方式のＤ／Ａ変換器から出力されるＰＷＭ出力を、最初に前記平滑回路の時定数を小さくして平滑した出力電圧により概略の補正を行い、次に前記平滑回路の時定数を大きくして平滑した出力電圧により精密な補正を行うように構成したことを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、スクリーンの画面（視野）よりも離れた位置に光検出手段が配置し、スクリーンの画面（視野）より離れた位置に基準パターンを表示してコンバーゼンス自動補正するので、高圧の変化などにより偏向振幅が変動してもオーバースキャン部の基準パターンが視野に入らない。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
なお、従来例を示す図５，図６と同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。
【００２０】
図１は本発明のコンバーゼンス自動補正装置を示す。ブラウン管１３、レンズ１４などは実際には赤，緑，青用の３本が必要であるが、この図では簡単のため一つしか図示されていない。１６は垂直同期信号の入力端子、１７は水平同期信号の入力端子である。
【００２１】
図２にも示すように光電変換素子１ａ，１ｂはスクリーン１５の下側中央に、光電変換素子２ａ，２ｂはスクリーン１５の右側の中央に配置されている。図３は画面右側の垂直方向の位置を検出する光電変換素子２ａ，２ｂの拡大図である。垂直方向に対する位置検出用の基準パターン２４は横線としてラスター振幅が変化しても光電変換素子２ａ，２ｂからはずれないようにしている。同様に、水平方向に対する基準パターンは縦線になっている。
【００２２】
スイッチ５は光電変換素子１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの検出信号を入力し、切換状態がＨの場合には光電変換素子１ａ，１ｂの検出信号を出力し、切換状態がＶの場合には光電変換素子２ａ，２ｂの検出信号を出力するように構成されている。
【００２３】
ピークホールド回路６ａ，６ｂはスイッチ５の出力信号のピークを検出し保持する。ＡＤ変換器７ａ，７ｂはピークホールド回路６ａ，６ｂの出力をデジタル変換する。
【００２４】
この他に本装置は、本装置の制御を行うＣＰＵ８、コンバーゼンス補正回路１８、比較回路９ａ，９ｂ、不揮発性メモリ１０、基準パターンをラスターのどの位置に表示するかを制御するオンスクリーン位置制御用ＤＡ変換器２２ａ、ラスター全体の位置を制御するスタティックコンバーゼンス補正用ＤＡ変換器２２ｂ、フィルタ２２ｃなどから構成されている。
【００２５】
以上のように構成されたテレビジョン受像機について、図１を参照しながらその動作を説明する。
このコンバーゼンス自動補正装置は、上記構成により下記の４つの基本機能を制御部としてのＣＰＵ８の制御によって行う。
（１）基準信号をスクリーン上に投射する・・・・基準パターンは、オンスクリーン信号としてＣＰＵ８の制御によりオンスクリーン信号発生回路１９より映像回路１２に入力され、スクリーンの外側の光電変換素子の部分に投射される。
（２）基準信号が光電変換素子の中心にあるかのどうかの検出を行う・・・・光電変換素子の出力信号は、スイッチ５を介してピークホールド回路６ａ，６ｂでピークホールドされ、ＡＤ変換器７ａ，７ｂを介してＣＰＵ８に入力される。ＣＰＵ８はスイッチ５をＨ側にして水平方向の基準信号による光電変換素子１ａ，１ｂの光入力を検出し、基準パターンが２つの光電変換素子の中央にあるかどうかを確認する。ＣＰＵ８は光電変換素子１ａ，１ｂの出力が同じになったとき、パターンが中心にあると判断する。
（３）ラスター上のオンスクリーン信号の位置移動を行う・・・・水平方向の移動はＣＰＵ８のオンスクリーン位置制御用ＤＡ変換器２２ａにおいてオンスクリーン信号の位置を移動する（ラスターは移動しない）。垂直方向の移動は基準パターンをラスターの何番目のラインに表示するかで行う。
（４）ラスターの移動（スタティックコンバーゼンス補正）を行う・・・・ＣＰＵ８からスタティックコンバーゼンス補正用ＤＡ変換器２２ｂにデータを送り、コンバージェンスコイル２３を制御することによりラスター全体の移動を行う。
【００２６】
ＣＰＵ８は上記の基本機能を使い、定期的に基準信号の位置を測定しラスターのずれが有ればスタティックコンバーゼンスの補正を行う。
以下、まずその水平方向の補正について説明する。
【００２７】
このシステムは次に示す“ＤＡ変換器の補正値の決定”と“基準位置の記憶”の２つの初期調整が必要である。
ＤＡ変換器の補正値の決定は、コンバーゼンス補正ＤＡ変換器２２ｂによるラスターの移動量とオンスクリーンＤＡ変換器２２ａによる基準パターンの移動量の相関を測定し、オンスクリーンＤＡ変換器２２ａで求めた基準パターンのズレ量を相当のコンバーゼンス補正ＤＡ変換器２２ｂの補正量に変換するための換算係数を求める。
【００２８】
基準位置の記憶は、たとえば画面中央付近に十字の白の調整用信号を出し、これを目視で赤，緑，青の色ずれがなくなるようにスタティックコンバーゼンス補正量を調整する。次にＣＰＵに指示して２つの光電変換素子の中心に基準パターンがくるようにＣＰＵ８のオンスクリーン位置制御用ＤＡ変換器２２ａの出力で基準パターンの位置を動かし、このときのＤＡ変換器２２ａへの出力値を基準値としてメモリ１０に記憶する。
【００２９】
以上の初期調整がされている条件の下、以降定期的に、基準パターンを移動し、光電変換素子のセンター位置になる位置制御用ＤＡ変換器２２ａの値を測定し、基準値からずれた場合はコンバーゼンスずれが生じていると判断し、スタティックコンバーゼンスの補正量を変えて基準値で２つの光電変換素子のセンター位置に来るように制御する。この結果、ラスターの位置が初期設定の位置に戻ったことになる。これを赤，緑，青の３原色について行うことにより色ズレを補正することができる。
【００３０】
垂直方向については前記のように基準パターンの動かし方が違うが、他の動作は同様である。
コンバーゼンス補正動作としては、水平方向の赤，緑，青、垂直方向の赤，緑，青というように時分割で行って一回の補正動作となる。この補正動作を電源投入直後と、その後に定期的に行うことによりスタティックコンバーゼンスのずれを自動補正する。
【００３１】
なお、コンバーゼンスずれの測定において一回では精度が得にくいので、一定の範囲内に収束するまで何回か繰り返すよう補正動作をプログラムすることにより、精度を高めている。これによりビデオテープレコーダの再生のような同期の不安定な非標準信号や外来ノイズによるラスターの移動測定値の異常を回避できる。
【００３２】
このように本実施の形態のコンバーゼンス自動補正装置は、補正動作を時分割で行っているので、光電変換素子は赤緑青共用で済ませることができ、簡単な回路構成にできる特徴がある。
【００３３】
しかし、この時分割制御や精度向上のための繰り返し動作により、補正が完了するまでの時間が問題になることがある。
特に、ＣＰＵ８が位置制御を行うＤＡ変換器としては、基本的には精密な制御を行うために１２ビット程度のＤＡ変換器が必要になるが、安価にするため一般的なＣＰＵ内蔵のＰＷＭ方式のＤＡ変換器２２ａを利用した場合、ＰＷＭ信号を制御用のＤＣ電圧にフィルタ２２ｃにより平滑するが、精度向上のため位置検出は何度も繰り返しされるので、このフィルタ２２ｃの時定数による遅れが発生する。これらをカバーするために本発明ではつぎのように構成されている。
【００３４】
ＣＰＵ８は最初にフィルタ２２ｃの時定数を小さくして概略の補正を行い、次に時定数を大きくして精密な補正を行うように構成されている。
また本発明のような基準パターンをオーバースキャン部に投射する方式では、投射角度の関係から、特に水平方向の特定の色のオーバースキャンが不足する。
【００３５】
本発明では水平方向オーバースキャンを拡大して基準パターンが視野内に入るのを防いでいる。
以下、図３と図４を用いて具体的に説明する。
【００３６】
図１の比較回路９ｂにより水平鋸波ＨＳと一定ＤＣレベルとの比較によりオーバースキャン部を検出し、コンバーゼンス補正回路１８により図４のようにビーム偏向量を右側で拡大し、右側のオーバースキャン部のコンバーゼンス補正を拡大方向に変形している。
【００３７】
図３は垂直方向の検出を行う画面右側の光電変換素子２ａ，２ｂの部分を示すが、これにより画面右側のオーバースキャンが破線部Ａ（スクリーンの画面内と同じ偏向量の場合の位置）から実線部Ｂまで拡大している。
【００３８】
このようにして視野を狭めることなくオーバースキャンを拡大し、光電変換素子を奥に配置できるので、振幅変動したときに基準パターンが見えたりすることを防ぐことができる。なお、必要が有れば水平方向の検出部（画面下部）についても同様にオーバースキャンを拡大可能である。
【００３９】
また、オーバースキャン拡大補正はコンバーゼンス補正回路１８で行っているが偏向回路で行ってもよい。
上記の実施の形態では、ＡＤ変換器、ＤＡ変換器、オンスクリーン信号発生回路はＣＰＵ８と別々に構成しているが、これらはＣＰＵ８の内蔵、外部素子のどちらでも構成可能である。また本発明はスタティックコンバーゼンスの自動補正の例で説明したがダイナミックコンバーゼンスの自動補正にも実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、オーバースキャン部分を検出するオーバースキャン検出手段を設け、オーバースキャン検出手段の検出信号で偏向回路またはコンバーゼンス補正回路を制御して、前記オーバースキャン部分での偏向量をスクリーンの画面内での偏向量よりも拡大するよう構成したため、振幅変動に強く、構成簡単にして基準パターンが視野に入るのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のコンバーゼンス自動補正装置の構成図
【図２】同実施の形態の光電変換素子とスクリーンの配置関係を示す正面図
【図３】同実施の形態の画面右側の光電変換部の拡大図
【図４】同実施の形態のオーバースキャン拡大の説明図
【図５】従来例のコンバーゼンス自動補正装置の構成図
【図６】同従来例の光電変換素子とスクリーンの配置関係を示す正面図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ      光電変換素子
８      ＣＰＵ〔制御部〕
９ｂ    比較回路
１３      ブラウン管
１４      レンズ
１５      スクリーン
１８      コンバーゼンス補正回路
２２ａ    オンスクリーン位置制御用ＤＡ変換器
２２ｂ    スタティックコンバーゼンス補正用ＤＡ変換器
２２ｃ    フィルタ
２３      コンバージェンスコイル
２４      基準パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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