JP3493402B2 - Electron beam shape measurement device - Google Patents
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- JP3493402B2 JP3493402B2 JP01295095A JP1295095A JP3493402B2 JP 3493402 B2 JP3493402 B2 JP 3493402B2 JP 01295095 A JP01295095 A JP 01295095A JP 1295095 A JP1295095 A JP 1295095A JP 3493402 B2 JP3493402 B2 JP 3493402B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CRTの表示面に向け
て照射される電子ビームのビーム形状を測定する装置に
係り、特に表示面を構成する螢光体の発光効率(輝度む
ら)を考慮したものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CRTはテレビの他に情報処理、
測定機器等種々の装置に適用されており、その画像品質
は電子ビームのビーム形状に依存する処が大きい。この
ため、CRTの設計乃至は製造段階においては電子ビー
ムの形状を観察、検査することが行われている。CRT
はその表示面に蛍光体が塗布されており、電子銃と蛍光
体間に所定形状のシャドーマスクが介在されて電子ビー
ムの遮光を行い、シャドーマスクの隙間からの電子ビー
ムが、(相対的に配列されていると見做せる)CRT表
示面の蛍光体部分に照射されて、その部分が発光するよ
うに構成されている。
【0003】この種の測定装置として、従来、電子ビー
ムを振らせる(移動させる)タイプが知られている。電
子ビームを移動させるタイプとしては、米国特許第4,
408,163号公報に見られるように1個の蛍光体を
用いて測定するようにしたものと、特開平6−1629
33号公報に見られるように、複数の蛍光体を使用して
測定時間の短縮を図ったものが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記両公報に記載され
ている測定装置は、いずれも電子ビームを移動させてシ
ャドーマスク越しに得られる蛍光体での発光輝度を測定
し、この測定データを基にビーム形状を測定するもので
あるが、蛍光体はその塗布厚等の差異に起因して発光効
率にばらつきがあり、等強度の電子ビームが照射されて
も輝度が異なるため、従来のような単に蛍光体の輝度デ
ータを基にした形状測定ではその測定精度において限界
がある。市販のCRTに対する検査でも20%程度のば
らつきが存在しているとの結果を得た。このばらつき度
合は好適なビーム形状(ビーム強度の5%あるいは50
%レベルでのビーム横断面直径)を求めるとき大きな誤
差要因になるとみられる。
【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
CRT表示面に配列される蛍光体の輝度むらを補正し
て、電子ビームの形状をより正確に測定し得るようにし
た電子ビーム形状測定装置を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、偏向信号によ
って表示面の掃引を行うとともに、この掃引中に電子ビ
ームを照射するようにして所要の画像を表示するCRT
であって、上記CRT表示面に配列され、上記電子ビー
ムの照射により発光する蛍光体からの発光輝度の測定デ
ータを基に電子ビームの形状を測定する電子ビーム形状
測定装置において、上記CRTの表示面に対向配置可能
にされ、蛍光体の発光輝度を多数の検知位置で検知する
光学的検知手段と、上記光学的検知手段が対向配置され
るCRT表示面の検知範囲内に含まれる蛍光体に対して
等強度の電子ビームを掃引照射するビーム照射制御手段
と、電子ビームを上記CRT表示面で蛍光体の配列方向
に所定のピッチずつ移動させて掃引線を形成する移動制
御手段と、上記ビーム照射制御手段をビーム位置を垂直
に上記掃引線の谷間をカバーするような微小ピッチずつ
移動させつつ作動させるとともに上記検知範囲内の蛍光
体の発光輝度を検知し、得られた発光輝度データから蛍
光体の上記多数の検知位置における輝度むらを補正する
補正係数を求める補正係数生成手段と、上記移動制御手
段を作動させるとともにピッチ移動の毎に上記検知範囲
内の蛍光体の発光輝度を検知し、得られた発光輝度デー
タからビーム移動制御量とビーム移動距離との校正定数
を求める校正定数生成手段と、上記移動制御手段を上記
校正定数を用いてビーム移動距離ずつ移動するように作
動させるとともに上記検知範囲内の蛍光体の発光輝度を
移動毎に検知し、得られた発光輝度データを上記補正係
数で補正して上記測定データを生成する測定手段とを備
えてなるものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、ビーム照射制御手段をビーム
位置を垂直に上記掃引線の谷間をカバーするような微小
ピッチずつ移動させつつ作動させ、電子ビームが所定ピ
ッチずつ移動させて掃引線が形成される毎に検知範囲内
の蛍光体の発光輝度の検知を行い、得られた発光輝度デ
ータから螢光体の上記多数の検知位置における輝度むら
を補正する補正係数が求められる(第1の校正)。次い
で、移動制御手段を作動させるとともにピッチ移動の毎
に上記検知範囲内の蛍光体の発光輝度の検知を行い、得
られた発光輝度データからビーム移動制御量とビーム移
動距離との校正定数が求められる(第2の校正)。そし
て、測定に際しては、上記移動制御手段を上記校正定数
で校正することで、正確なビーム移動距離ずつの移動が
確保され、この移動毎に上記検知範囲内の蛍光体の発光
輝度の検知を行う。得られた発光輝度データは上記補正
係数を用いて輝度むら補正が施されるため、精度良い発
光輝度データ、すなわち測定データが生成されることと
なる。なお、得られた測定データは所要の方法、例えば
3次元で立体的に表示される。
【0008】
【実施例】本発明に係る電子ビーム形状測定装置の構成
について図1〜図2を用いて説明する。図1は、装置の
本体部の回路ブロック図、図2は、装置の全体構成図を
示す。
【0009】図2において、1は本体部、2はパーソナ
ルコンピュータ(以下、パソコンという)、3は信号発
生器、4はCCDカメラ及び5は測定対象である陰極線
管(以下、CRTという)で、それぞれはケーブル6を
介して本体部1に接続されている。
【0010】本体部1はCCDカメラ4の撮像信号を取
り込んで電子ビーム形状の測定に要求される各種処理を
行うものである。パソコン2は測定装置全体の動作を制
御するもので、操作指示のためのキーボード21を有す
るとともに、測定結果を必要に応じて表示する表示部2
2を備える。
【0011】信号発生器3はCRT5に対して電子ビー
ムの偏向を行わせるべく偏向信号としての水平同期信号
及び垂直同期信号を発生するとともに、測定のための所
定のパターンを発生させる。CCDカメラ4はCRT5
の表示面に配列されている蛍光体が電子ビームの照射に
よって発光する際の発光輝度を検知するべく多数のCC
D素子がマトリクス状に配列されてなるものである。C
CDカメラ4は受光面の前面に結像レンズが配置されて
いるもので、発光輝度データとともに、光学倍率データ
を出力するようになっているものである。なお、光学倍
率データはパソコン2の書込可能な内蔵メモリに予め記
憶させておき、必要に応じて本体部1に読み出すように
してもよい。
【0012】なお、本実施例に用いられる測定対象とし
てのCRT5は、表示面の蛍光体の配列がいわゆる縦縞
模様となるアパーチャーグリルタイプであるが、本発明
はこのタイプに限定されるものではない。また、CRT
の掃引方式も、特に限定されるものではない。
【0013】図1において、11はCCDカメラ4から
の画像信号をA/D変換するA/D変換部で、CCDカ
メラ4からの撮像信号をレベル方向に、例えば10ビッ
トのデジタル値に変換する。12はA/D変換された画
像信号を取り込む測定データ格納部である。本実施例に
おけるCCDカメラ4は水平方向に768画素(1画素
当たり11.6μm)、垂直方向に484画素(1画素
当たり13.6μm)のCCD素子がマトリクス状に配
列されてなるものである。従って、測定データ格納部1
2は768×484個のデータであって、各データ当た
り10ビットのデータを記憶可能な容量を少なくとも備
えており、CCD素子の配列位置に対応したアドレスに
取り込まれるようになされている。
【0014】13は本体部1内の各回路部の動作制御の
他、パソコン2、信号発生器3及びCCDカメラ4間で
の必要なデータ交信やタイミングを取るための制御を行
うマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)であ
る。
【0015】14は信号発生器3からの垂直同期信号を
検出する垂直同期信号検出部、15は信号発生器3と垂
直同期信号検出部14間に介在され、水平同期信号及び
垂直同期信号をそれぞれ個別に遅延させる同期信号遅延
部である。それぞれの同期信号の遅延量はマイコン13
からの制御信号により設定される。また、マイコン13
は通信部16を介して信号発生器3と交信を行って、C
RT表示面上への所要のパターンの発生を指示する。
【0016】本体部1は信号発生器3からの所定のパタ
ーン信号をCRT5の電子銃に導くとともに水平、垂直
同期信号を偏向コイル部(共に図示せず)に導く。な
お、光学倍率検出部17はCCDカメラ4、あるいは光
学倍率に関するデータをパソコン2に格納されている場
合には、それから光学倍率データを読み取ってマイコン
13に導くものである。光学倍率データは、後述するよ
うに蛍光体間距離を算出する際に用いられる。
【0017】本発明における電子ビームの形状測定は、
第1の校正と第2の校正を施した後に行われる。第1の
校正は蛍光体の発光効率のばらつき(輝度むら)の補正
であり、第2の校正は同期信号の移動時間(位相(移動
制御量))と電子ビームの移動距離との対応付けであ
る。
【0018】先ず、図3〜図6を用いて第1の校正動作
である輝度むら補正について説明する。図3は、CCD
カメラ4の撮像面41を示し、図4は、(a)が水平掃
引中の電子ビーム強度を、(b)がCRT5が単色全点
灯された状態のCCDカメラ4の撮像画像を示してい
る。図5は、(a)が図4に示す画像の輝度重心を、
(b)が水平方向における蛍光体の発光輝度を示してい
る。図6は第1の校正動作を示すフローチャートであ
る。
【0019】先ず、CRT5を単色全点灯させる(#
2)。単色全点灯とは電子管から一定レベル強度のビー
ムをCRT表示面の全域に亘って掃引照射することをい
うが、測定のために特別に準備された所要の領域(検知
範囲)に限定したものでもよい。この状態で、あるいは
CRT5に単色全点灯させるに際して予めCCDカメラ
4を上記単色全点灯された領域に対向するように該CR
T5の表示面に接触保持させる。接触保持は測定者が行
ってもよいし、保持用の治具を用いてもよい。そして、
CCDカメラ4が作動されて、発光している蛍光体から
の光が撮像面41のCCD素子で受光され、各CCD素
子からの受光データはA/D変換された後、測定データ
格納部12に取り込まれる(#4)。なお、初回の測定
では、直前の値は0にリセットされているから、初回の
受光データがそのまま(最大値として)取り込まれる
(#6)。
【0020】図4を用いて受光データについて説明す
る。図では、CCDカメラ4の撮像面41内に、アパー
チャーグリルタイプの蛍光体51が縦に7本だけ所定幅
及び所定距離ずつ離間して見えている。図中、黒色部分
は水平掃引線位置(4本見えている)を示し、斜線部分
は掃引線の谷間を示し、白色部分は他の色の蛍光体が塗
布されているため発光していない領域を示している。水
平掃引中の電子ビームは図4(a)に示すようにビーム
中央の強度が高く、隣接する水平線ビーム間に上述の谷
間が発生していることが分かる。従って、黒色部分は輝
度が高く、斜線部分である掃引線の谷間は輝度が低い。
このように、蛍光体51の面上で、位置によって電子ビ
ーム強度が異なっていると、蛍光体51自体の輝度むら
を知ることができない。
【0021】そこで、続いて、電子ビームの垂直移動が
行われる(#8)。電子ビームの垂直移動は、同期信号
遅延部14で垂直同期信号を等強度と見做し得るピッ
チ、例えば2μsecずつ順次遅延させることで行う。
この遅延動作は、例えば15回だけ繰り返され、これに
より上述の谷間、すなわち水平掃引線間をカバーするよ
うにしている。電子ビームの垂直移動が所定回数繰り返
されるまで(#10でNO)、垂直微小移動毎の測定と
測定データの最大値ホールド処理が実行される(#4〜
#10のループ)。
【0022】マイコン13は直前の測定データであっ
て、測定データ格納部12に取り込まれている測定デー
タと、対応位置のCCD素子で今回受光された受光デー
タとの大小を比較し、大きい値のデータを測定データ格
納部12に更新的に取り込むようにしている。この最大
値ホールド処理は、微小な各垂直移動毎に、全CCD素
子の受光データに対して施される。この結果、電子ビー
ムの垂直移動が終了した時点では、蛍光体面には等強度
レベルの電子ビームが照射されたこととなるため、各C
CD素子での最大受光データのばらつきは、すなわち蛍
光体51自体の発光効率の差(輝度むら)として把握で
きる。
【0023】電子ビームの垂直移動が終了すると(#1
0でYES)、続いて測定データ格納部12に取り込ん
だ受光データを用いて輝度重心の計算が行われる(#1
2)。輝度重心は座標(X,Y)として算出される。輝
度重心座標の算出には、予め設定された閾値、あるいは
取り込まれた測定データ中のピーク値の、例えば30%
以上の測定データが利用され、必要以上にレベル差のあ
るデータを除くようにしている。今、測定データ格納部
12の各格納アドレス(各CCD素子に対応している)
xとし、このアドレスの測定データをL(x)とする
と、
輝度重心のX座標=Σx・L(x)/ΣL(x)
となる。一方、輝度重心のY座標は一定のピッチΔy、
例えば40μmに設定している。従って、図5(a)に
示すように、輝度重心座標(X,Y)は図中の+印が付
された位置となり、例えば49個存在している。
【0024】次に、各輝度重心座標(X,Y)自体の
値、あるいは精度向上の点から本実施例では各輝度重心
座標(X,Y)を中心とする5×5画素分の計25個の
測定データの総和Sum1(1)〜Sum1(49)が
求められる(#14)。そして、各総和Sum1(1)
〜Sum1(49)が同じ値になるように補正係数を算
出する。例えば総和Sum1(1)を基準とし、各総和
Sum1(N)に対して輝度むら補正係数は、
Kei(N)=Sum1(1)/Sum1(N)
として求まる。但し、Nは1〜49の整数である。
【0025】次に、図7〜図9を用いて第2の校正動作
である同期信号の移動時間(位相(移動制御量))と電
子ビームの移動距離との対応付けについて説明する。図
7は、(a)がCRT5にドットD1とD2とが表示さ
れた状態でのCCDカメラ4の撮像画像を、(b)が水
平方向における蛍光体の発光輝度を示している。図8
は、ドットの水平移動距離と移動時間との関係を発光輝
度と合わせて説明するための図である。図9は、第2の
校正動作を示すフローチャートである。
【0026】なお、本実施例に使用されるCRT5はア
パーチャーグリルタイプであるので、蛍光体の配列方向
である水平方向の移動時間と電子ビームの移動距離だけ
を考慮すればよいが、例えばドットマトリックスタイプ
のCRTでは、水平方向の場合と同様な手法を用いて、
垂直方向に対しても移動時間と電子ビームの移動距離と
の校正を行う必要がある。
【0027】移動時間と移動距離との校正定数αは、
α=L/T
で表される。但し、Lは後述するようにして得られる蛍
光体間距離であり、Tは上記距離Lに対応した水平方向
の移動時間(ドットD1,D2間の時間)である。
【0028】先ず、信号発生器3によりCRT5にドッ
トD1とD2の表示が行われる(#20)。なお、CC
Dカメラ4は第1の校正作業に引き続きCRT5の同一
個所を観測可能に保持されているものとする。上記ドッ
トD1,D2の表示は、CCDカメラ4の検知範囲に合
わせて左右に表示させ得るように制御可能にしてもよい
し、予めドット表示位置が特定されていて、その位置に
合わせてCCDカメラ4を第1の校正作業の際から配置
するようにしてもよい。
【0029】この状態で、CCDカメラ4が作動され、
電子ビームが照射されて発光している蛍光体部分からの
光が撮像面41のCCD素子で受光される。各CCD素
子からの受光データはA/D変換された後、測定データ
格納部12に取り込まれる(#22)。次いで、撮像面
41の左半部に相当する測定データを用いてドットD1
を調べる。すなわち、第1の校正作業で得た各輝度中心
座標(X,Y)を中心とした5×5画素分の測定データ
の総和であって、左半部に属する各総和Sum21が求
められ、その内から最大の総和値を有する蛍光体51
(図7(a)にO印で示す)の特定が行われる(#2
4)。すなわち、左側の電子ビーム強度の形状は、図7
(b)に示すように山形になっており、その頂部に近い
位置にある蛍光体の発光輝度が最大となる。そして、こ
のO印の蛍光体51に含まれる総和Sum21が合計さ
れるとともに、輝度重心の内、精度を考慮して所定の閾
値、あるいはピーク総和値の50%以上の総和値を有す
る輝度重心X座標を合計し、更に合計値を輝度重心の個
数で割算することで平均重心座標Ave1の算出を行う
(#26)。
【0030】同様に、撮像面41の右半部に相当する測
定データを用いてドットD2を調べる。すなわち、第1
の校正作業で得た各輝度中心座標(X,Y)を中心とし
た5×5画素分の測定データの総和であって、右半部に
属する各総和Sum22が求められ、その内から最大の
総和値を有する蛍光体51(図7(a)にΔ印で示す)
の特定が行われる(#28)。すなわち、右側の電子ビ
ーム強度の形状は、図7(b)に示すように山形になっ
ており、その頂部により近い側にある蛍光体の方の発光
輝度が最大となる。そして、このΔ印の蛍光体51に含
まれる総和Sum22が合計されるとともに、輝度重心
の内、精度を考慮して所定の閾値、あるいはピーク総和
値の50%以上の総和値を有する輝度重心X座標を合計
し、更に合計値を輝度重心の個数で割算することで平均
輝度重心Ave2の算出を行う(#30)。
【0031】続いて、ステップ#32では、電子ビーム
の水平移動が行われる。電子ビームの水平移動は、同期
信号遅延部14で水平同期信号を微小ピッチ、例えば1
nsec(ナノ秒)ずつ順次遅延させること(移送量制
御)で行う。この遅延動作の回数については後述する。
【0032】電子ビームの水平移動が所定回数繰り返さ
れるまで(#40でNO)、水平微小移動毎の測定と左
右それぞれの側で輝度重心の総和Sum21,Sum
22の合計処理が実行される(#32〜#40のルー
プ)。すなわち、ステップ#36,#38では、水平微
小移動毎に、O印の蛍光体に含まれる各総和Sum21
の合計が算出され、また、Δ印の蛍光体に含まれる各総
和Sum22の合計が算出される。
【0033】次いで、所定の電子ビームの水平移動が終
了したかどうかの判別が行われ(#40)、終了してい
なければステップ#32に戻り、終了したのであればス
テップ#42に移行する。ステップ#42では、平均輝
度重心Ave1,Ave2を用いて前述の蛍光体間距離
L(μm)が、
L=11.6×(Ave2−Ave1)/光学倍率
のようにして求められる。
【0034】続いて、上記距離Lに対応する移動時間T
の計算が行われる(#44)。
【0035】ここで、図8を用いて移動時間Tの計算に
ついて説明する。実線で示すB1,B2は水平移動前の
左右の電子ビーム、破線で示すB1´,B2´は水平移
動終了時における左右の電子ビームを示す。
【0036】左側のドットD1に関しては、水平移動前
のO印の蛍光体に含まれる各総和Sum21の合計に対
し、順次水平移動される毎に当該蛍光体に含まれる各総
和Sum21の合計を求め、この求められた合計値が予
め設定されている電子ビーム移動終了レベルにまで低下
したかどうかを判断し、このレベルまで低下したときの
時間をT1とする。
【0037】右側のドットD2に関しては、水平移動前
のΔ印の蛍光体に含まれる各総和Sum22の合計に対
し、順次水平移動される毎に当該蛍光体に含まれる各総
和Sum22の合計を求め、この求められた合計値が上
記電子ビーム移動終了レベルにまで低下したかどうかを
判断し、このレベルまで低下したときの時間をT2とす
る。
【0038】従って、ステップ#40は、電子ビームの
水平移動は上記の各合計値の双方が予め設定されている
電子ビーム移動終了レベルにまで低下したことを確認し
て終了することになる。この電子ビーム移動終了レベル
は水平移動前に得られるであろう合計値に対して、例え
ばほぼ50%程度のある固定値に設定されている。
【0039】また、時間TTは信号発生器3による表示
された2個のドットD1,D2間の時間を示しており、
計算によって得られる。すなわち、CRT5がVGA
(ビデオグラフィックアレイ)モード(ドットクロック
=25.175MHz)で表示させ、8ドットの間隔で
あれば、
TT=8/25.175(μsec)
で表される。従って、前述の移動時間Tは、
T=TT+T1−T2
として求められる。この結果、前述の校正定数α(=L
/T)が算出される。
【0040】次に、図10〜図12は、電子ビームのプ
ロファイル測定を説明するためのもので、この電子ビー
ムのプロファイル測定は、第1、第2の校正動作に続い
て行われる。図10は、電子ビームのプロファイル測定
時におけるCCDカメラ4による受光データを示し、図
11は、電子ビームのプロファイル測定の動作を示すフ
ローチャート、図12は、パソコン2の表示部22に表
示された電子ビームのプロファイル表示の一例を示す立
体図である。
【0041】先ず、信号発生器3によりCRT5に1個
のドットD0の表示が行われる(#60)。なお、CC
Dカメラ4は第1、第2の校正作業に引き続きCRT5
の同一個所を観測可能に保持されている。そして、ドッ
トD0はCCDカメラ4の検知範囲の好ましくは略中
央、あるいは少なくとも後述の水平移動によってもその
一部に欠けが発生することのない位置に表示されるよう
に制御されている。
【0042】この状態で、CCDカメラ4が作動され、
電子ビームが照射されて発光している蛍光体部分からの
光が撮像面41のCCD素子で受光される、各CCD素
子からの受光データはA/D変換された後、測定データ
格納部12に取り込まれる(#62)。次いで、測定デ
ータからドットD0を調べる。すなわち、第1の校正作
業で得た各輝度中心座標(X,Y)を中心とした5×5
画素分の測定データの総和Sum3が算出され(#6
4)、更に、各総和値に対して、第1の校正作業で得ら
れた輝度むら補正係数が乗算されて補正がなされる(#
66)。
【0043】輝度むら補正の後、同期信号遅延部15に
より水平同期信号が順次遅延されて電子ビームは所定の
微小ピッチずつ水平方向に移動される(#68)。この
水平微小移動の毎に、水平同期信号の遅延量、すなわち
移動時間に対応する移動距離が第2の校正作業で求めた
校正定数αを用いて校正され、これにより電子ビームの
正確な移動距離が算出される(#70)。
【0044】次いで、上記校正された移動距離のデータ
を用いて、電子ビームが蛍光体間距離Lだけ移動された
かどうかが判別される(#72)。移動されていなけれ
ば、ステップ#62〜#72の処理を繰り返し、移動し
たのであれば、電子ビームのプロファイル計算を開始す
る(#74)。
【0045】電子ビームのプロファイル計算は、電子ビ
ームの水平微小ピッチの移動毎に求めた各総和値を用い
て行うもので、電子ビームを正確に蛍光体間距離Lだけ
移動し得るようにしたことにより、電子ビームのドット
D0の全領域がいずれかの蛍光体で、しかも他の蛍光体
との間で重複されることなく各総和値として確保される
ことにより可能となる。また、水平、垂直方向で確実に
等倍となり、電子ビームのプロファイルの表示が歪むこ
とはない。
【0046】そして、電子ビームの移動位置と、各移動
位置毎に得られた各輝度中心座標(X,Y)を中心とし
た5×5画素の位置とその位置の総和値を用いることで
電子ビームのビーム形状を照射強度として計算する。計
算結果、はパソコン2に導かれ、ここで、所要の3次元
グラフィック処理されて表示部22に表示される。図1
2において、底平面は水平、垂直掃引線方向からなり、
照射輝度が鉛直方向成分とされている。本実施例では、
第1の校正〜表示までの測定時間をほぼ2秒程度に抑え
ることができた。
【0047】また、本実施例では、アパーチャーグリル
タイプのCRTで説明したが、本発明はこのCRTタイ
プに限定されるものではなく、ドットマトリックスタイ
プ、ストライプタイプのCRTにも適用可能である。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、予め蛍光体の輝度むら
を補正する補正係数を求めておき、測定に際して、この
補正係数を用いて蛍光体の発光輝度を補正するととも
に、補正後のデータを測定データとして扱うように構成
したので、従来の測定装置に比して電子ビームの形状を
より正確に測定し得る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a beam shape of an electron beam applied to a display surface of a CRT, and more particularly to a device for forming a display surface of a CRT. The present invention relates to a device in which light emission efficiency (luminance unevenness) of a light body is considered. 2. Description of the Related Art In recent years, CRTs are used for information processing,
It is applied to various devices such as measuring instruments, and its image quality largely depends on the beam shape of the electron beam. For this reason, at the stage of designing or manufacturing a CRT, the shape of an electron beam is observed and inspected. CRT
Is coated with a phosphor on its display surface, and a shadow mask of a predetermined shape is interposed between the electron gun and the phosphor to shield the electron beam, and the electron beam from the gap between the shadow mask is (relatively). Irradiation is performed on the phosphor portion of the CRT display surface (which can be regarded as being arranged), and the portion emits light. [0003] As this type of measuring device, a type in which an electron beam is shaken (moved) is conventionally known. As a type of moving an electron beam, U.S. Pat.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-1629 discloses a method in which measurement is performed using one phosphor as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 33, there has been proposed an apparatus in which the measurement time is shortened by using a plurality of phosphors. [0004] The measuring devices described in the above two publications each measure the emission luminance of a phosphor obtained through a shadow mask by moving an electron beam and measure the luminance. The beam shape is measured based on the data.However, the phosphor has a variation in luminous efficiency due to the difference in coating thickness and the like, and the brightness differs even when irradiated with an electron beam of equal intensity. In the shape measurement based only on the luminance data of the phosphor as described above, there is a limit in the measurement accuracy. In a test on a commercially available CRT, a result was obtained in which a variation of about 20% was present. The degree of this variation is a suitable beam shape (5% or 50% of the beam intensity).
It is considered that this becomes a large error factor when calculating the beam cross-sectional diameter at the% level. [0005] The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide an electron beam shape measuring device capable of correcting uneven brightness of phosphors arranged on a CRT display surface to more accurately measure the shape of an electron beam. According to the present invention, there is provided a CRT for sweeping a display surface by a deflection signal and displaying a required image by irradiating an electron beam during the sweep.
An electron beam shape measuring device arranged on the CRT display surface and measuring the shape of an electron beam based on measurement data of light emission luminance from a phosphor that emits light by irradiation with the electron beam. Optical detection means for detecting the light emission luminance of the phosphor at a number of detection positions, and a phosphor contained within a detection range of a CRT display surface on which the optical detection means is arranged to face the surface. Beam irradiation control means for sweeping and irradiating an electron beam having the same intensity, a movement control means for forming a sweep line by moving the electron beam on the CRT display surface in a direction of arrangement of the phosphors by a predetermined pitch, and detects the light emission brightness of the phosphor in the detection range irradiation control means actuates while moving little by little pitch so as to cover the valley of the beam position vertically above the sweep line And a correction coefficient generating means for obtaining a correction coefficient for correcting the luminance unevenness at the plurality of detection positions of the phosphor from the obtained light emission luminance data, and operating the movement control means and setting the correction coefficient within the detection range for each pitch movement. And a calibration constant generating means for detecting a calibration constant between the beam movement control amount and the beam movement distance from the obtained emission luminance data, and moving the movement control means using the calibration constant. Measuring means for operating to move by a distance and detecting the emission luminance of the phosphor within the detection range for each movement, and correcting the obtained emission luminance data with the correction coefficient to generate the measurement data. It is provided. According to the present invention, the beam irradiation control means is operated while moving the beam position vertically at a small pitch so as to cover the valley of the sweep line, and the electron beam is moved at a predetermined pitch. Each time a sweep line is formed , the emission luminance of the phosphor within the detection range is detected, and a correction coefficient for correcting the luminance unevenness at the above-described many detection positions of the phosphor is obtained from the obtained emission luminance data ( First calibration). Next, the movement control means is operated, and at each pitch movement, the emission luminance of the phosphor within the detection range is detected, and a calibration constant between the beam movement control amount and the beam movement distance is obtained from the obtained emission luminance data. (Second calibration). At the time of measurement, the movement control means is calibrated with the calibration constant, thereby ensuring accurate movement by the beam movement distance, and detecting the emission luminance of the phosphor within the detection range for each movement. . Since the obtained light emission luminance data is subjected to luminance unevenness correction using the correction coefficient, accurate light emission luminance data, that is, measurement data is generated. The obtained measurement data is displayed in a required manner, for example, three-dimensionally. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of an electron beam shape measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit block diagram of a main body of the apparatus, and FIG. 2 is an overall configuration diagram of the apparatus. In FIG. 2, 1 is a main body, 2 is a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer), 3 is a signal generator, 4 is a CCD camera, and 5 is a cathode ray tube (hereinafter referred to as a CRT) to be measured. Each is connected to the main body 1 via a cable 6. The main unit 1 takes in the image pickup signal of the CCD camera 4 and performs various processes required for measuring the electron beam shape. The personal computer 2 controls the operation of the entire measuring apparatus, has a keyboard 21 for operating instructions, and has a display unit 2 for displaying measurement results as necessary.
2 is provided. The signal generator 3 generates a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal as deflection signals to cause the CRT 5 to deflect an electron beam, and also generates a predetermined pattern for measurement. CCD camera 4 is CRT5
A large number of CCs are used to detect the emission brightness when the phosphors arranged on the display surface
The D elements are arranged in a matrix. C
The CD camera 4 has an imaging lens disposed in front of a light receiving surface, and outputs optical magnification data together with emission luminance data. The optical magnification data may be stored in a writable internal memory of the personal computer 2 in advance, and may be read out to the main unit 1 as needed. The CRT 5 as a measuring object used in the present embodiment is an aperture grill type in which the arrangement of phosphors on the display surface is a so-called vertical stripe pattern, but the present invention is not limited to this type. . Also, CRT
Is not particularly limited. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an A / D converter for A / D converting an image signal from the CCD camera 4, and converts an image signal from the CCD camera 4 in a level direction, for example, to a 10-bit digital value. . Reference numeral 12 denotes a measurement data storage unit that takes in the A / D converted image signal. The CCD camera 4 according to the present embodiment has CCD elements of 768 pixels (11.6 μm per pixel) in the horizontal direction and 484 pixels (13.6 μm per pixel) in the vertical direction arranged in a matrix. Therefore, the measurement data storage unit 1
Reference numeral 2 denotes 768 × 484 data, each of which has at least a capacity capable of storing 10-bit data, and is taken in at an address corresponding to the arrangement position of the CCD elements. Reference numeral 13 denotes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) which controls the operation of each circuit in the main body 1 and controls necessary data communication and timing between the personal computer 2, the signal generator 3 and the CCD camera 4. , A microcomputer). Numeral 14 denotes a vertical synchronizing signal detector for detecting a vertical synchronizing signal from the signal generator 3, and numeral 15 intervenes between the signal generator 3 and the vertical synchronizing signal detector 14, and outputs a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal, respectively. This is a synchronization signal delay unit for individually delaying. The delay amount of each synchronization signal is
It is set by the control signal from. The microcomputer 13
Communicates with the signal generator 3 via the communication unit 16 and
Instruct generation of a required pattern on the RT display surface. The main body 1 guides a predetermined pattern signal from the signal generator 3 to the electron gun of the CRT 5 and guides horizontal and vertical synchronizing signals to a deflection coil section (both not shown). The optical magnification detecting section 17 reads the optical magnification data from the CCD camera 4 or the data when the data relating to the optical magnification is stored in the personal computer 2 and guides it to the microcomputer 13. The optical magnification data is used when calculating the distance between phosphors as described later. The shape measurement of the electron beam in the present invention is performed by
This is performed after performing the first calibration and the second calibration. The first calibration is for correcting the variation of the luminous efficiency (luminance unevenness) of the phosphor, and the second calibration is for associating the movement time (phase (movement control amount)) of the synchronization signal with the movement distance of the electron beam. is there. First, a description will be given, with reference to FIGS. Figure 3 shows a CCD
4A shows an electron beam intensity during horizontal sweep, and FIG. 4B shows a captured image of the CCD camera 4 in a state where the CRT 5 is fully lit in a single color. FIG. 5A shows the luminance centroid of the image shown in FIG.
(B) shows the emission luminance of the phosphor in the horizontal direction. FIG. 6 is a flowchart showing the first calibration operation. First, the CRT 5 is turned on in a single color (#)
2). Monochromatic full lighting refers to irradiating a beam of a constant level from the electron tube over the entire area of the CRT display surface, but may be limited to a required area (detection range) specially prepared for measurement. Good. In this state, or when the CRT 5 is turned on in a single color, the CCD camera 4 is set in advance so that the CCD camera 4 faces the area in which the single color is turned on.
It is held in contact with the display surface of T5. The contact holding may be performed by a measurer, or a holding jig may be used. And
When the CCD camera 4 is operated, light from the emitting phosphor is received by the CCD elements on the imaging surface 41, and the received light data from each CCD element is subjected to A / D conversion. Captured (# 4). In the first measurement, since the immediately preceding value has been reset to 0, the first received light data is taken in (as a maximum value) (# 6). The received light data will be described with reference to FIG. In the drawing, seven aperture grill type phosphors 51 are vertically separated from each other by a predetermined width and a predetermined distance in the imaging surface 41 of the CCD camera 4. In the figure, the black part indicates the position of the horizontal sweep line (four lines are visible), the diagonal part indicates the valley of the sweep line, and the white part indicates the area that does not emit light because a phosphor of another color is applied. Is shown. As shown in FIG. 4A, the electron beam during the horizontal sweep has a high intensity at the center of the beam, and it can be seen that the above-mentioned valley is generated between the adjacent horizontal line beams. Therefore, the brightness is high in the black portion, and the brightness is low in the valleys of the sweep lines, which are the hatched portions.
As described above, when the electron beam intensity differs depending on the position on the surface of the phosphor 51, the uneven brightness of the phosphor 51 itself cannot be known. Then, the electron beam is vertically moved (# 8). The vertical movement of the electron beam is performed by sequentially delaying the vertical synchronizing signal by the synchronizing signal delay unit 14 at a pitch that can be regarded as equal in intensity, for example, 2 μsec.
This delay operation is repeated, for example, only 15 times so as to cover the above-mentioned valley, that is, the horizontal sweep line. Until the vertical movement of the electron beam is repeated a predetermined number of times (NO in # 10), the measurement for each vertical minute movement and the maximum value hold processing of the measurement data are executed (# 4 to # 4).
# 10 loop). The microcomputer 13 compares the magnitude of the immediately preceding measurement data, that is, the measurement data stored in the measurement data storage unit 12, with the light reception data received this time by the CCD element at the corresponding position. The data is updated and taken into the measurement data storage unit 12. This maximum value hold processing is performed on the received light data of all the CCD elements for each minute vertical movement. As a result, when the vertical movement of the electron beam is completed, the phosphor surface is irradiated with the electron beam at the same intensity level.
The variation in the maximum light receiving data in the CD element can be grasped as a difference (luminance unevenness) in the luminous efficiency of the phosphor 51 itself. When the vertical movement of the electron beam is completed (# 1)
Then, the center of gravity of the luminance is calculated using the received light data taken into the measurement data storage unit 12 (# 1).
2). The luminance centroid is calculated as coordinates (X, Y). To calculate the luminance centroid coordinates, a preset threshold value or, for example, 30% of the peak value in the acquired measurement data is used.
The above measured data is used to exclude data with a level difference that is more than necessary. Now, each storage address of the measurement data storage unit 12 (corresponding to each CCD element)
Assuming that x is x and the measured data at this address is L (x), the X coordinate of the luminance centroid = Σx · L (x) / ΣL (x). On the other hand, the Y coordinate of the luminance centroid has a constant pitch Δy,
For example, it is set to 40 μm. Therefore, as shown in FIG. 5A, the coordinates of the luminance center of gravity (X, Y) are at positions indicated by + signs in the figure, and there are 49, for example. Next, in this embodiment, in order to improve the value of each luminance barycentric coordinate (X, Y) itself or accuracy, in this embodiment, a total of 25 pixels for 5 × 5 pixels centered at each luminance centroid coordinate (X, Y). number of measurement summation of data sum 1 (1) ~Sum 1 ( 49) is calculated (# 14). And each sum Sum 1 (1)
The correction coefficient is calculated so that ~ Sum 1 (49) has the same value. For example, with reference to the sum Sum 1 (1), the uneven brightness correction coefficient for each sum Sum 1 (N) is obtained as Kei (N) = Sum 1 (1) / Sum 1 (N). Here, N is an integer of 1 to 49. Next, the correspondence between the movement time (phase (movement control amount)) of the synchronization signal and the movement distance of the electron beam, which is the second calibration operation, will be described with reference to FIGS. 7A shows an image captured by the CCD camera 4 in a state where the dots D1 and D2 are displayed on the CRT 5, and FIG. 7B shows the light emission luminance of the phosphor in the horizontal direction. FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the horizontal movement distance and the movement time of a dot, together with the emission luminance. FIG. 9 is a flowchart showing the second calibration operation. Since the CRT 5 used in this embodiment is of the aperture grill type, it is sufficient to consider only the horizontal moving time, which is the direction in which the phosphors are arranged, and the moving distance of the electron beam. In the type of CRT, using the same method as in the horizontal direction,
It is necessary to calibrate the moving time and the moving distance of the electron beam also in the vertical direction. The calibration constant α between the moving time and the moving distance is represented by α = L / T. Here, L is the distance between the phosphors obtained as described later, and T is the horizontal movement time (time between dots D1 and D2) corresponding to the distance L. First, the dots D1 and D2 are displayed on the CRT 5 by the signal generator 3 (# 20). Note that CC
It is assumed that the D camera 4 is kept observable at the same location on the CRT 5 following the first calibration work. The display of the dots D1 and D2 may be controllable so that they can be displayed on the left and right in accordance with the detection range of the CCD camera 4, or the dot display position is specified in advance, and the CCD camera is adjusted in accordance with the position. 4 may be arranged from the time of the first calibration work. In this state, the CCD camera 4 is operated,
Light from the phosphor portion that emits light by being irradiated with the electron beam is received by the CCD element on the imaging surface 41. The light receiving data from each CCD element is A / D converted and then taken into the measurement data storage unit 12 (# 22). Next, using the measurement data corresponding to the left half of the imaging surface 41, the dot D1
Find out. That is, the total sum 21 of the measurement data of 5 × 5 pixels centered on each luminance center coordinate (X, Y) obtained in the first calibration work, and the total sum 21 belonging to the left half is obtained. The phosphor 51 having the largest total value from among them
(Shown by an O mark in FIG. 7A) is specified (# 2
4). That is, the shape of the electron beam intensity on the left side is shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, the phosphor has a mountain shape, and the light emission luminance of the phosphor near the top is maximized. Then, the sum Sum 21 included in the phosphors 51 indicated by the O mark is summed up, and among the luminance centroids, a luminance threshold having a predetermined threshold value or a total value of 50% or more of the peak total value in consideration of accuracy. The X-coordinate is totaled, and the average value is further divided by the number of luminance centroids to calculate the average centroid coordinate Ave1 (# 26). Similarly, the dot D2 is examined by using the measurement data corresponding to the right half of the imaging surface 41. That is, the first
Of the measurement data for 5 × 5 pixels centered on each luminance center coordinate (X, Y) obtained by the calibration operation of the above, and each sum Sum 22 belonging to the right half part is obtained. (Indicated by Δ in FIG. 7A)
Is specified (# 28). That is, the shape of the electron beam intensity on the right side has a mountain shape as shown in FIG. 7B, and the light emission luminance of the phosphor closer to the top is maximized. Then, the sum Sum 22 included in the phosphors 51 indicated by the Δ mark is summed, and among the luminance centroids, a luminance threshold having a predetermined threshold value or a total value of 50% or more of the peak total value in consideration of accuracy. The X coordinate is totaled, and the total value is further divided by the number of luminance centroids to calculate the average luminance centroid Ave2 (# 30). Subsequently, in step # 32, the electron beam is horizontally moved. The horizontal movement of the electron beam is performed by synchronizing the horizontal synchronizing signal with a fine pitch,
This is performed by sequentially delaying (transfer amount control) by nsec (nanosecond). The number of times of this delay operation will be described later. Until the horizontal movement of the electron beam is repeated a predetermined number of times (NO in # 40), the measurement for each horizontal minute movement and the sum of the luminance centroids Sum 21 and Sum on each of the left and right sides are performed.
22 are executed (loop of # 32 to # 40). In other words, in steps # 36 and # 38, each sum Sum 21 included in the O-marked phosphor is obtained every horizontal minute movement.
Is calculated, and the sum of the respective sums Sum 22 included in the phosphors indicated by Δ is calculated. Next, it is determined whether or not the horizontal movement of the predetermined electron beam has been completed (# 40). If not completed, the process returns to step # 32, and if completed, the process proceeds to step # 42. In step # 42, the above-mentioned distance L (μm) between the phosphors is obtained as L = 11.6 × (Ave2−Ave1) / optical magnification using the average luminance centroids Ave1 and Ave2. Subsequently, the moving time T corresponding to the distance L
Is calculated (# 44). Here, the calculation of the movement time T will be described with reference to FIG. B1 and B2 indicated by solid lines indicate left and right electron beams before horizontal movement, and B1 'and B2' indicated by broken lines indicate left and right electron beams at the end of horizontal movement. For the dot D1 on the left side, the sum of the respective sums Sum 21 included in the phosphor indicated by the O mark before the horizontal movement is equal to the sum of the respective sums Sum 21 included in the phosphor each time the phosphor is sequentially horizontally moved. Is determined, and it is determined whether or not the calculated total value has decreased to a preset electron beam movement end level, and the time when the level has decreased to this level is defined as T1. [0037] With respect to the right of the dot D2, the total of the sum Sum 22 contained in the phosphor of the Δ mark before the horizontal movement, the sum of the sum Sum 22 contained in the phosphor for each sequentially moved horizontally Is determined, and it is determined whether or not the obtained total value has decreased to the electron beam movement end level, and the time when the total value has decreased to this level is defined as T2. Accordingly, the step # 40 ends when the horizontal movement of the electron beam is confirmed that both of the above-mentioned respective sums have fallen to the preset electron beam movement end level. The electron beam movement end level is set to a fixed value, for example, about 50% of the total value that can be obtained before the horizontal movement. The time TT indicates the time between the two dots D1 and D2 displayed by the signal generator 3, and
Obtained by calculation. That is, CRT5 is VGA
It is displayed in (video graphic array) mode (dot clock = 25.175 MHz). If the interval is 8 dots, TT = 8 / 25.175 (μsec). Therefore, the above-mentioned movement time T is obtained as T = TT + T1-T2. As a result, the aforementioned calibration constant α (= L
/ T) is calculated. Next, FIGS. 10 to 12 are for explaining the profile measurement of the electron beam, and the profile measurement of the electron beam is performed following the first and second calibration operations. FIG. 10 shows received light data by the CCD camera 4 at the time of electron beam profile measurement. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of electron beam profile measurement. FIG. It is a three-dimensional view showing an example of a beam profile display. First, one dot D0 is displayed on the CRT 5 by the signal generator 3 (# 60). Note that CC
After the first and second calibration work, the D camera 4
Are kept observable. The dot D0 is controlled so as to be displayed preferably at substantially the center of the detection range of the CCD camera 4, or at least at a position where no chip is generated even by a horizontal movement described later. In this state, the CCD camera 4 is operated,
Light from the phosphor portion that is illuminated with the electron beam and emitted is received by the CCD elements on the imaging surface 41. The received light data from each CCD element is A / D converted and then stored in the measurement data storage unit 12. Captured (# 62). Next, the dot D0 is checked from the measurement data. That is, 5 × 5 around each luminance center coordinate (X, Y) obtained in the first calibration work.
The sum Sum 3 of the measurement data for the pixels is calculated (# 6)
4) Further, each total value is corrected by multiplying by a luminance unevenness correction coefficient obtained in the first calibration work (#)
66). After the correction of the uneven brightness, the horizontal synchronizing signal is sequentially delayed by the synchronizing signal delay section 15, and the electron beam is moved in the horizontal direction by a predetermined minute pitch (# 68). At each horizontal minute movement, the delay amount of the horizontal synchronizing signal, that is, the moving distance corresponding to the moving time is calibrated using the calibration constant α obtained in the second calibration work, whereby the accurate moving distance of the electron beam is obtained. Is calculated (# 70). Next, it is determined whether or not the electron beam has been moved by the distance L between the phosphors using the calibrated data of the moving distance (# 72). If it has not been moved, the processing of steps # 62 to # 72 is repeated, and if it has been moved, the electron beam profile calculation is started (# 74). The calculation of the profile of the electron beam is performed by using the total value obtained for each movement of the electron beam at a fine horizontal pitch, so that the electron beam can be accurately moved by the distance L between the phosphors. Accordingly, the entire area of the dot D0 of the electron beam can be secured by any one of the phosphors, and can be secured as a total value without being overlapped with other phosphors. In addition, the magnification is surely equal in the horizontal and vertical directions, and the display of the electron beam profile is not distorted. Then, by using the moving position of the electron beam, the position of 5 × 5 pixels centered on each luminance center coordinate (X, Y) obtained at each moving position, and the total value of the positions, The beam shape of the beam is calculated as the irradiation intensity. The calculation result is led to the personal computer 2, where it is subjected to required three-dimensional graphic processing and displayed on the display unit 22. FIG.
In 2, the bottom plane consists of horizontal and vertical sweep line directions,
The irradiation luminance is a vertical component. In this embodiment,
The measurement time from the first calibration to the display could be suppressed to about 2 seconds. Although the present embodiment has been described with reference to the aperture grill type CRT, the present invention is not limited to this CRT type, but is applicable to dot matrix type and stripe type CRTs. According to the present invention, a correction coefficient for correcting the luminance unevenness of the phosphor is obtained in advance, and at the time of measurement, the emission luminance of the phosphor is corrected using the correction coefficient, and the correction is performed. Since the subsequent data is configured to be treated as measurement data, the shape of the electron beam can be measured more accurately than a conventional measurement device.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子ビーム形状測定装置の本体部
の回路ブロック図を示す。
【図2】本発明に係る電子ビーム形状測定装置の全体構
成図を示す。
【図3】CCDカメラの撮像面を示す図である。
【図4】第1の校正動作である輝度むら補正を説明する
ための図で、(a)は水平掃引中の電子ビーム強度を、
(b)はCRTが単色全点灯された状態のCCDカメラ
の撮像画像を示している。
【図5】第1の校正動作である輝度むら補正を説明する
ための図で、(a)は図4に示す画像の輝度重心を、
(b)は水平方向における蛍光体の発光輝度を示してい
る。
【図6】第1の校正動作を示すフローチャートである。
【図7】第2の校正動作である同期信号の移動時間(位
相(移動制御量))と電子ビームの移動距離との対応付
けを説明するための図で、(a)はCRTにドットD1
とD2とが表示された状態でのCCDカメラの撮像画像
を、(b)は水平方向における蛍光体の発光輝度を示し
ている。
【図8】第2の校正動作において、ドットの水平移動距
離と移動時間との関係を発光輝度と合わせて説明するた
めの図である。
【図9】第2の校正動作を示すフローチャートである。
【図10】電子ビームのプロファイル測定時におけるC
CDカメラによる受光データを示す図である。
【図11】電子ビームのプロファイル測定の動作を示す
フローチャートである。
【図12】電子ビームのプロファイル表示の一例を示す
立体図である。
【符号の説明】
1 本体部
2 パソコン
3 信号発生器
4 CCDカメラ
5 CRT
6 ケーブル
11 A/D変換部
12 測定データ格納部
13 マイコン
14 垂直同期信号検出部
15 同期信号遅延部
16 通信部
17 光学倍率検出部
22 表示部
41 CCDカメラの撮像面
51 蛍光体
D0〜D1 ドット
B1,B2 電子ビームBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit block diagram of a main body of an electron beam shape measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows an overall configuration diagram of an electron beam shape measuring apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating an imaging surface of a CCD camera. 4A and 4B are diagrams for explaining brightness unevenness correction as a first calibration operation, wherein FIG. 4A shows an electron beam intensity during horizontal sweep,
(B) shows a captured image of the CCD camera in a state where the CRT is fully lit in a single color. 5A and 5B are diagrams for explaining luminance unevenness correction which is a first calibration operation. FIG. 5A illustrates a luminance centroid of the image shown in FIG.
(B) shows the emission luminance of the phosphor in the horizontal direction. FIG. 6 is a flowchart showing a first calibration operation. FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the association between the movement time (phase (movement control amount)) of the synchronization signal and the movement distance of the electron beam, which is the second calibration operation, and FIG.
(B) shows the light emission luminance of the phosphor in the horizontal direction when the image captured by the CCD camera is displayed in a state in which and are displayed. FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between a horizontal movement distance and a movement time of a dot together with light emission luminance in a second calibration operation. FIG. 9 is a flowchart showing a second calibration operation. FIG. 10 shows C at the time of electron beam profile measurement.
It is a figure which shows the light reception data by a CD camera. FIG. 11 is a flowchart showing an operation of electron beam profile measurement. FIG. 12 is a three-dimensional view showing an example of a profile display of an electron beam. [Description of Signs] 1 Main body 2 Personal computer 3 Signal generator 4 CCD camera 5 CRT 6 Cable 11 A / D converter 12 Measurement data storage 13 Microcomputer 14 Vertical synchronization signal detector 15 Synchronization signal delay unit 16 Communication unit 17 Optical Magnification detecting unit 22 Display unit 41 Imaging surface 51 of CCD camera Phosphor D0 to D1 Dot B1, B2 Electron beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−223722(JP,A) 特開 平6−162933(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/42 - 9/44 H04N 17/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-223722 (JP, A) JP-A-6-162933 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 9/42-9/44 H04N 17/04
Claims (1)
ともに、この掃引中に電子ビームを照射するようにして
所要の画像を表示するCRTであって、上記CRT表示
面に配列され、上記電子ビームの照射により発光する蛍
光体からの発光輝度の測定データを基に電子ビームの形
状を測定する電子ビーム形状測定装置において、上記C
RTの表示面に対向配置可能にされ、蛍光体の発光輝度
を多数の検知位置で検知する光学的検知手段と、上記光
学的検知手段が対向配置されるCRT表示面の検知範囲
内に含まれる蛍光体に対して等強度の電子ビームを掃引
照射するビーム照射制御手段と、電子ビームを上記CR
T表示面で蛍光体の配列方向に所定のピッチずつ移動さ
せて掃引線を形成する移動制御手段と、上記ビーム照射
制御手段をビーム位置を垂直に上記掃引線の谷間をカバ
ーするような微小ピッチずつ移動させつつ作動させると
ともに上記検知範囲内の蛍光体の発光輝度を検知し、得
られた発光輝度データから蛍光体の上記多数の検知位置
における輝度むらを補正する補正係数を求める補正係数
生成手段と、上記移動制御手段を作動させるとともにピ
ッチ移動の毎に上記検知範囲内の蛍光体の発光輝度を検
知し、得られた発光輝度データからビーム移動制御量と
ビーム移動距離との校正定数を求める校正定数生成手段
と、上記移動制御手段を上記校正定数を用いてビーム移
動距離ずつ移動するように作動させるとともに上記検知
範囲内の蛍光体の発光輝度を移動毎に検知し、得られた
発光輝度データを上記補正係数で補正して上記測定デー
タを生成する測定手段とを備えたことを特徴とする電子
ビーム形状測定装置。(1) A CRT for sweeping a display surface by a deflection signal and displaying a required image by irradiating an electron beam during the sweep. An electron beam shape measuring device arranged on a display surface and measuring the shape of an electron beam based on measurement data of emission luminance from a phosphor that emits light by irradiation with the electron beam,
An optical detecting means for detecting the light emission luminance of the fluorescent substance at a number of detection positions, the optical detecting means being located opposite to the display surface of the RT; Beam irradiation control means for sweeping and irradiating the phosphor with an electron beam of the same intensity;
Movement control means for forming a sweep line by moving a predetermined pitch in the arrangement direction of the phosphors on the T display surface, and covering the beam irradiation control means so as to cover the valley of the sweep line vertically with respect to the beam position.
A correction coefficient for operating while moving by a small pitch at a time, detecting the emission luminance of the phosphor within the detection range, and correcting the luminance unevenness at the plurality of detection positions of the phosphor from the obtained emission luminance data. Operating the movement control means and detecting the light emission luminance of the phosphor within the detection range for each pitch movement, and obtaining a beam movement control amount and a beam movement distance from the obtained light emission luminance data. The calibration constant generation means for determining the calibration constant, and the movement control means are operated to move by the beam movement distance using the calibration constant, and the emission luminance of the phosphor within the detection range is detected for each movement. Measuring means for generating the measurement data by correcting the obtained emission luminance data with the correction coefficient. .
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