(57)【要約】【課題】蛍光体形成位置を短時間で３次元測定する。【解決手段】三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッド１を陰極線管パネル８の内面に形成されたブラックストライプの長手方向に対して直角方向に移動させる。このときのレーザー変位計の信号処理部４からの出力信号及び測定ヘッド１の位置信号より、陰極線管パネル８の内面の蛍光体を形成すべき位置の３次元座標値を演算する。【選択図】  図１
2004259490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に対して、三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に相対的に移動させ、前記レーザ変位計より得られる変位出力信号を演算処理して、前記陰極線管パネル内面の蛍光体を形成すべき位置の３次元座標値を測定することを特徴とする陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定方法。
【請求項２】
ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に向けられた三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドと、
前記測定ヘッドを陰極線管パネルに対して相対的に移動させる移動機構と、
前記測定ヘッドの前記陰極線管パネルに対する相対的位置を検出する位置検出手段と、
前記レーザー変位計及び前記位置検出手段からの各出力信号を演算処理する演算装置とを備え、
前記演算装置は、前記測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に移動させたときに得られる前記レーザー変位計及び前記位置検出手段からの各出力信号より、前記陰極線管パネル内面の蛍光体を形成すべき位置の３次元座標値を演算することを特徴とする陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定装置。
【請求項３】
陰極線管パネルの内面にブラックストライプを形成する工程と、
前記ブラックストライプ間の位置を測定する工程と、
前記測定された位置情報を用いて前記ブラックストライプ間に蛍光体を塗布する工程とを含む陰極線管の製造方法であって、
前記ブラックストライプ間の位置を測定する工程は、前記ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に対して、三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に相対的に移動させ、前記レーザ変位計より得られる変位出力信号を演算処理して、前記ブラックストライプ間の位置の３次元座標値を測定する工程であることを特徴とする陰極線管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラックストライプ形成済みの陰極線管パネルに対してディスペンサ等により蛍光体を塗布形成するための位置情報を取得するための測定方法及び測定装置に関するものである。また、本発明は、陰極線管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管パネルの蛍光面の形成方法として、陰極線管パネルの内面に多数のブラックストライプを形成し、次いで、ブラックストライプ間にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各蛍光体をディスペンサ等を用いて塗布する方法が知られている。この方法の場合、蛍光体を形成する位置を予め知っておく必要がある。この蛍光体形成位置の測定は、従来は、ＣＣＤカメラを用いた画像処理により行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２７４８５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブラックストライプは、陰極線管パネル内面に塗布した感光性材料をシャドウマスクを装着した状態で露光する工程を経て形成される。従って、ブラックストライプの形成位置は、パネル及びシャドウマスクの寸法誤差や両者の組み立て誤差などにより変化し、個々の陰極線管パネルごとに異なる。従って、ブラックストライプ間に塗布される蛍光体の位置は陰極線管パネルごとに正確に測定する必要がある。
【０００５】
しかしながら、上述のような測定方法により個々の陰極線管パネルについて蛍光体形成位置を測定すると、画像処理データ量が膨大となり、測定に多大の時間を要してしまう。このため、製造ラインにおいて蛍光体形成位置を短時間で測定し、大量生産を行うことが困難であった。
【０００６】
また、上記のＣＣＤカメラを用いた測定方法では、蛍光体が形成される面と直交する方向（高さ方向）の位置情報が得られない。従って、陰極線管パネルの内面が曲面である場合などではディスペンサのノズルと陰極線管パネル内面との間隔を高精度に維持することができず、塗布される蛍光体幅が変動し、必要な蛍光体幅が得られずに未形成部分が出来てしまったり、或いは、蛍光体幅が大きくなり過ぎて隣のストライプ部分へはみ出し、混色が生じてしまったりする問題があった。
【０００７】
蛍光体形成位置の、蛍光体が形成される面内での位置についても、正確に測定しないと混色を生じることになる。例えば、幅約６６μｍのブラックストライプ間の蛍光体を形成すべき領域の幅が約１２５μｍの対角サイズ３２インチの陰極線管のパネルにディスペンサを用いて蛍光体を塗布形成する場合を考える。ブラックストライプ間の幅約１２５μｍの領域内に未形成部分なく蛍光体を塗布するためには、ディスペンサのノズルの位置決め精度が約±２０μｍであることを考慮すると、幅約１６５μｍの蛍光体ストライプを形成する必要がある。この幅約１６５μｍの蛍光体ストライプが、ディスペンサのノズルの位置決め精度である±２０μｍの範囲で位置ずれすると、蛍光体ストライプが、幅約６６μｍのブラックストライプのうち、幅方向で最大で約６０μｍの範囲を覆ってしまう。従って、蛍光体形成位置の測定精度誤差が６μｍ以上あると、現在のディスペンサを用いた蛍光体の塗布形成法では、蛍光体ストライプが隣の蛍光体ストライプ領域にはみ出して混色が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、製造ラインにおいて大量生産に対応可能な短時間で蛍光体形成位置を面内方向に加えて高さ方向にも正確に測定することができる蛍光体形成位置の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、混色が生じず、良好なカラー表示が可能な陰極線管の製造方法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】
上記の目的を達成するために、本発明の蛍光体形成位置の測定方法は、ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に対して、三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に相対的に移動させ、前記レーザ変位計より得られる変位出力信号を演算処理して、前記陰極線管パネル内面の蛍光体を形成すべき位置の３次元座標値を測定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の蛍光体形成位置の測定装置は、ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に向けられた三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドと、前記測定ヘッドを陰極線管パネルに対して相対的に移動させる移動機構と、前記測定ヘッドの前記陰極線管パネルに対する相対的位置を検出する位置検出手段と、前記レーザー変位計及び前記位置検出手段からの各出力信号を演算処理する演算装置とを備え、前記演算装置は、前記測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に移動させたときに得られる前記レーザー変位計及び前記位置検出手段からの各出力信号より、前記陰極線管パネル内面の蛍光体を形成すべき位置の３次元座標値を演算することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の陰極線管の製造方法は、陰極線管パネルの内面にブラックストライプを形成する工程と、前記ブラックストライプ間の位置を測定する工程と、前記測定された位置情報を用いて前記ブラックストライプ間に蛍光体を塗布する工程とを含む陰極線管の製造方法であって、前記ブラックストライプ間の位置を測定する工程は、前記ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの内面に対して、三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドを前記ブラックストライプの長手方向と直交する方向に相対的に移動させ、前記レーザ変位計より得られる変位出力信号を演算処理して、前記ブラックストライプ間の位置の３次元座標値を測定する工程であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、三角測量式のレーザー変位計の測定ヘッドをブラックストライプの長手方向と直交する方向に移動させる。レーザービームの反射率は、ブラックストライプの形成部分と非形成部分とで大きく異なるので、レーザー変位計の出力信号は、レーザービームがブラックストライプの非形成部分を通過する際に急峻な変化を生じる。この変化位置を検出する事によりブラックストライプの非形成部位置、即ち、蛍光体形成位置の面内方向位置を正確に測定することが出来る。
【００１３】
また、陰極線管パネル内面の高さ方向位置が変化すると、レーザービームがブラックストライプの形成部分を通過する際のレーザー変位計の出力信号が変化する。従って、ブラックストライプの形成部分を通過する際のレーザー変位計の出力信号を検出し、必要に応じてデータの補完を行うことにより、蛍光体形成位置の高さ方向位置を正確に測定することができる。
【００１４】
従って、本発明の測定方法及び測定装置によれば、ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定を、三角測量式のレーザー変位計の出力信号を用いた簡単な演算処理により行うことが出来るので、従来の画像処理による測定に比べて高速に実施することが出来る。更に、面内方向のみならず高さ方向の位置も並行して測定することができる。
【００１５】
また、本発明の陰極線管の製造方法は、上記の本発明の測定方法に従って蛍光体形成位置を３次元的に測定し、得られた位置情報を用いて蛍光体を塗布する。従って、混色が生じることがなく、良好なカラー表示が可能な陰極線管を提供することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定装置の概略構成を示す側面図である。図１に示すように、水平面内をＸＹ面とし高さ方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定する。
【００１８】
図１において、１は三角測量式レーザー変位計の測定ヘッド、２及び３は測定ヘッド１に搭載されたレーザー光源及びビーム位置検出器、４は三角測量式レーザー変位計の信号処理部である。５ｘ、５ｙ、５ｚは測定ヘッド１をＸ、Ｙ、Ｚの各方向にそれぞれ任意の位置に移動させる移動機構であり、これらの移動機構５ｘ、５ｙ、５ｚにより３軸直交ロボット５が構成される。６はこの３軸直交ロボット５を制御するロボットコントローラである。７はブラックストライプ形成済の陰極線管パネル８を固定するパネルステージ、９は３軸直交ロボット５の位置座標及び信号処理部４の出力信号を処理する演算装置である。２０はレーザー光源２から発せられたレーザビームである。
【００１９】
図２は測定ヘッド１におけるレーザー光源２、ビーム位置検出器３、陰極線管パネル８の位置関係を示す側面図である。陰極線管パネル８は、その内面に形成されたブラックストライプ１０がＹ軸と平行となるように配置される。また、レーザー光源２及びビーム位置検出器３は、これらの光軸が所定の角度で交差し、且つ両光軸を含む平面がＸＺ平面と平行になるように配置される。
【００２０】
レーザー光源２の半導体レーザ１６から射出されたレーザービーム２０は投光レンズ１７を透過した後、陰極線管パネル８のブラックストライプ１０が形成された面に入射する。１３は陰極線管パネル８の内面上に照射されたレーザビーム２０の照度分布であり、図示した通り、中央部が最も明るく、これより遠くなるに従って照度が低下する。ここでの反射光は、ビーム位置検出器３の受光レンズ１１を透過した後、光位置検出素子１２に入射する。１４は光位置検出素子１２に入射した光の照度分布である。陰極線管パネル８の内面の反射特性が一様である場合には、光位置検出素子１２上の照度分布１４は陰極線管パネル８上の照度分布１３に対応する。信号処理部４は光位置検出素子１２からの信号に基づいて、照度分布１４の重心位置を検出する。
【００２１】
ここで、陰極線管パネル８の内面の高さ方向（Ｚ軸方向）の位置が８ａ、８ｂ、８ｃと変化したとき、陰極線管パネル８の内面上のレーザービームの照度分布の高さ方向位置がそれぞれ１３ａ、１３ｂ、１３ｃに変化し、その結果、光位置検出素子１２上に形成されるレーザービームの照度分布の位置はそれぞれ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと変化する。即ち、測定ヘッド１に対する陰極線管パネル８の表面のＺ軸方向の基準距離Ｌに対する陰極線管パネル８の内面の変位量Ｄｎ（又はＤｆ）が、光位置検出素子１２上でのレーザービームの照度分布１４の重心位置の変位量ｄｎ（又はｄｆ）として検出される。信号処理部４はこの変位量ｄｎ（又はｄｆ）を演算装置９に出力する。
【００２２】
演算装置９は、信号処理部４からの変位量ｄｎ（又はｄｆ）に基づいて測定ヘッド１に対するＺ軸方向の相対距離Ｌ−Ｄｎ（又はＬ＋Ｄｆ）を算出する。そして、この相対距離と、ロボットコントローラ６から入力される、その時点における測定ヘッド１のＺ軸座標値とを合成することにより、陰極線管パネル８の内面のＺ軸座標値を算出する。
【００２３】
図３に示すように、３軸直交ロボット５により測定ヘッド１をブラックストライプ１０のストライプ方向（Ｙ軸方向）と直交する方向に（即ちＸＺ面内にて）移動させる。測定ヘッド１が移動することにより、陰極線管パネル８の内面上に形成されるレーザービーム２０のスポットとブラックストライプ１０との相対的位置関係が変化する。図４を用いてこの様子を説明する。
【００２４】
図４において、上段（Ａ）は、陰極線管パネル８の内面上に形成されるレーザービームの照度分布１３と特定のブラックストライプ１０との相対的位置関係の一定時間おきの変化の様子を示している。各図において、横軸はＸ軸を示す。測定ヘッド１の移動により、ブラックストライプ１０に対するレーザービームの照度分布１３の相対的位置は、一定時間おきに時間ｔ１から時間ｔ７のように順に変化する。
【００２５】
レーザービームの拡散反射率は、ブラックストライプ１０が形成された部分では高いが、ブラックストライプが形成されていないガラス面では非常に低い。従って、照度分布１３を有するレーザビームのうちブラックストライプ１０上に入射した光のみが反射されて光位置検出素子１２に入射する。
【００２６】
図４の中段（Ｂ）は、上段（Ａ）の各時点において光位置検出素子１２に入射するレーザビームの照度分布１４を示している。１５は各時点での照度分布１４の重心位置である。例えば、時間ｔ１では、ブラックストライプ１０のＸ軸方向の中央部に照度分布１３のピークが一致するようにレーザビームが入射するので、光位置検出素子１２で検出される照度分布１４の波形は左右対称形状であり、その重心位置１５は基準位置Ｐ０に一致する。一定時間経過後の時間ｔ２では、ブラックストライプ１０のＸ軸方向の中央部よりわずかにずれた位置に照度分布１３のピークが一致するようにレーザビームが入射するので、光位置検出素子１２で検出される照度分布１４の波形は左右非対称となり、その結果、その重心位置１５は基準位置に対してわずかにずれる。
【００２７】
図４の下段（Ｃ）は、中段（Ｂ）に示した光位置検出素子１２上の重心位置１５が変化する様子を連続的に示したものである。これから分かるように、レーザービームがブラックストライプ１０の非形成部分（この部分に蛍光体が形成される）のＸ軸方向の中央部を通過する際（即ち時間ｔ４）に急峻な変化点が生じる。
【００２８】
レーザ変位計の信号処理部４は下段（Ｃ）に示した重心位置の変化に対応した信号を演算装置９に出力する。演算装置９は、信号処理部４から入力された図４の下段（Ｃ）に示す信号に対して微分処理等を施して得た信号波形の最も急峻な変化点をピーク値として検出し、これを蛍光体を形成すべき位置として検出する。一方、ロボットコントローラ６から測定ヘッド１のＸ、Ｙ座標値がリアルタイムで演算装置９に入力されているので、蛍光体形成位置のＸ、Ｙ座標値を測定することが可能になる。
【００２９】
具体的な実施例を図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、幅約７０μｍのブラックストライプ１０が１５０μｍ間隔で設けられた陰極線管パネル８の内面上にスポット径が約８０μｍの照度分布１３を有するレーザービームを照射したときのある瞬間を示している。本実施例では、ブラックストライプ１０が形成されていない幅１５０μｍの領域内に蛍光体が形成される。
【００３０】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において、レーザビームをＸ軸方向に走査させたときのレーザ変位計の信号処理部４からの出力信号を示している。
【００３１】
図５（Ｃ）は、演算装置９が図５（Ｂ）の信号波形を微分処理して得た信号波形である。等間隔に配列されたブラックストライプ１０の中間位置（図ではＸ＝＋１１０μｍ及び−１１０μｍの位置）に信号波形のピークが認められる。このピーク値を蛍光体形成位置と判断し、そのときの測定ヘッド１のＸ、Ｙ座標値より蛍光体形成位置のＸ、Ｙ座標値が得られる。
【００３２】
蛍光体形成位置の高さ方向（Ｚ軸方向）位置は、レーザービームがブラックストライプ１０上を通過する時、即ち、上記により得た蛍光体形成位置のＸ軸方向における中間位置での信号処理部４からの出力信号を用いて図２を用いて説明した方法により測定できる。図５（Ｂ）の例では、レーザービームがブラックストライプ１０上を通過する時の信号値は０である。従って、測定ヘッド１に対する陰極線管パネル８の表面のＺ軸方向の基準距離Ｌに対する変位量は０である。よって、その時点における測定ヘッド１のＺ軸座標値が陰極線管パネル８の内面のＺ軸座標値となる。蛍光体形成位置の高さ方向（Ｚ軸方向）位置は、上記により得たブラックストライプ１０のＺ軸座標値を補完することにより得ることができる。
【００３３】
測定ヘッド１をＸ軸方向に陰極線管パネル８の一方の端から他方の端まで移動させ、次いで、Ｙ軸方向（ブラックストライプ１０の長手方向）にわずかに移動させて再度Ｘ軸に沿って移動させる。このようにして、測定ヘッド１を陰極線管パネル８上を走査させながら上記の処理を行うことにより、蛍光面形成に必要な有効画面全域の蛍光体形成位置情報が得られる。測定ヘッド１をＸ軸方向に移動させた後のＹ軸方向の移動量は特に限定はないが、陰極線管パネル８の湾曲度に応じて数ｍｍ〜数十ｍｍ程度に設定するのが好ましい。
【００３４】
本発明が適用される陰極線管の構成は特に限定はなく、公知のものに適用可能である。また、本発明の陰極線管の製造方法は、蛍光体形成位置の測定を上記の実施の形態に従って行う点、及びブラックストライプ間に蛍光体を塗布する際に上記の測定によって得られた３次元データを用いる点を除いて、公知の工程を用いて行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ブラックストライプが形成された陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定を、三角測量式のレーザー変位計の出力信号を用いた簡単な演算処理により行うことが出来るので、従来の画像処理による測定に比べて高速に実施することが出来る。更に、面内方向のみならず高さ方向の位置も並行して測定することができる。
【００３６】
従って、混色が生じることがなく、良好なカラー表示が可能な陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる陰極線管パネルの蛍光体形成位置の測定装置の概略構成を示した側面図
【図２】本発明の一実施形態にかかる測定装置におけるレーザー変位計のレーザー光源及びビーム位置検出器と陰極線管パネルとの相対的位置関係を示した側面図
【図３】本発明の一実施形態にかかる測定装置において、ブラックストライプに対するレーザー変位計の測定ヘッドの移動方向を示した側面図
【図４】本発明の一実施形態にかかる測定装置において、レーザー変位計の測定ヘッドの移動に伴って、レーザー変位計からの出力信号が変化する様子を説明するための図
【図５】図５（Ａ）は、本発明の測定装置を用いた一実施例において、ある瞬間でのブラックストライプと照射されるレーザービームの照度分布との関係を示した図
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）においてレーザビームをＸ軸方向に走査させたときのレーザー変位計の信号処理部からの出力信号の波形図
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の信号波形を微分処理して得た信号波形図
【符号の説明】
１  レーザー変位計の測定ヘッド
２  レーザー変位計のレーザー光源
３  レーザー変位計のビーム位置検出器
４  レーザー変位計の信号処理部
５  直交ロボット
６  ロボットコントローラ
７  パネルステージ
８  陰極線管パネル
９  演算装置
１０  ブラックストライプ
１１  受光レンズ
１２  光位置検出素子
１３  パネル面に照射されるレーザービームの照度分布
１４  受光素子に入射するレーザービームの照度分布
２０  レーザビーム
【図１】
2004259490.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004259490.tif 000005
【図４】
2004259490.tif 000006
【図５】
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