La présente invention concerne un dispositif
d'affichage d'image en couleur comprenant un appareil d'affichage plat avec un certain nombre (par exemple quinze) de
cathodes de ligne.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d'affichage d'image en couleur pour
l'affichage d'une image en couleur au moyen d'un écran à
phosphores de couleur et un certain nombre de cathodes de
ligne disposées en parallèle.
Dans l'art antérieur, s'agissant d'un dispositif d'affichage d'images en couleur pour appareil de télévision, on utilise depuis longtemps un tube couleur à rayons cathodiques comportant au moins un canon d'électrons ou un
ensemble unique de canons d'électrons dans une partie du
col d'une enceinte sous vide en forme de cône volumineux. L'inconvénient d'un tube à rayons cathodiques classique est
sa grande profondeur par rapport aux dimensions de la face
de l'écran, ce qui ne permet pas de réaliser un appareil de
télévision plat et compact. Bien qu'on ait développé des
dispositifs d'affichage électroniques, des dispositifs d'affichage par plasma ou par cristaux liquides, ceux-ci sont difficilement utilisables en pratique car ils posent des
problèmes de luminosité, de contraste ou de couleur.
Par conséquent, la présente invention a pour ob-jet un appareil de télévision comportant un dispositif d'affichage plat.
La présente invention permet l'affichage d'une image vidéo de haute qualité sans qu'il y ait irrégularité
de la luminosité ou de la couleur.
Le dispositif d'affichage d'image de la présente invention comprend :
- une source de faisceaux d'électrons destinée à émettre au moins un faisceau d'électrons,
- un écran à phosphores comportant une couche de phosphore émettant de la lumière à la suite de l'impact par le faisceau d'électrons,
- un moyen de convergence de faisceaux d'électrons,
- un moyen de déviation électrostatique permettant de faire dévier le faisceau d'électrons avant son impact sur l'écran à phosphores,
- un moyen de commande de faisceaux d'électrons destiné à commander l'intensité du faisceau d'électron, et par conséquent l'émission de lumière par l'écran à phosphores, et est caractérisé en ce que le moyen de commande de faisceaux d'électrons reçoit un signal de commande qui est modulé en largeur d'impulsion par l'information du signal vidéo devant être affichée.
Le dispositif selon la présente invention permet d'afficher des images de diverses luminosités en réponse à
un changement du signal vidéo sans modification des dimensions du spot.
Dans le dispositif de la présente invention, l'équilibre du blanc de l'affichage peut être réglé sans changement des dimensions du spot de l'écran à phosphores. Cela peut être réalisé en changeant les proportions ou le rapport des temps d'impact du faisceau d'électrons sur le phosphore parmi trois couleurs primaires.
Un circuit de fonctionnement est décrit qui permet d'obtenir un affichage satisfaisant des images vidéo.
La présente invention sera bien comprise lors de
la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels :
La figure 1 est une vue éclatée en perspective d'une partie principale, avec son enceinte sous vide enlevée, d'un dispositif d'affichage d'image vidéo selon la présente invention, les dimensions dans le sens horizontal étant à grande échelle par rapport au sens vertical de façon à faire ressortir les détails de la construction; La figure 2 est une vue avant schématique d'un écran à phosphores du dispositif de la figure 1; La figure 3 est un schéma de circuit sous forme de blocs d'une construction électrique fondamentale permettant le fonctionnement du dispositif de la figure 1, et est un étage non encore décrit de la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe schématique de la déviation horizontale du dispositif de la figure 3;
La figure 5 est une courbe représentant une relation entre la tension du signal de commande et la luminosité de l'écran; La figure 6 est un schéma de circuit sous forme de blocs représentant une construction électrique perfectionnée du dispositif de la figure 1; La figure 7 est un schéma d'un exemple de circuit de modulation de largeur d'impulsion incorporé dans le circuit de la figure 6; La figure 8 est un diagramme de formes d'onde représentant le fonctionnement du circuit de la figure 7; La figure 9 est un schéma d'un exemple de circuit d'équilibre du blanc; La figure 10 est un diagramme de formes d'onde de signal représentant le fonctionnement du circuit de la figure 9; et La figure 11 est un schéma de circuit sous forme de blocs représentant un autre mode de réalisation du circuit électrique perfectionné du dispositif de la figure 1.
Un mode de réalisation recommandé de la présente invention est représenté en figure 1 et comprend entre la partie arrière et la partie avant les composants suivants dans une enveloppe sous vide en forme de boîtier plat (non représenté), réalisée de préférence en verre :
- une électrode arrière 1 comportant des parois horizontales d'isolement 101, 101 ... en saillie dans une direction perpendiculaire à l'électrode et formant des espaces isolés 102, 102
- une rangée d'un nombre prédéterminé (par exemple
15 dans le présent mode de réalisation) de cathodes de ligne horizontales 201, 202, ...
disposées sensiblement dans le sens horizontal dans les espaces isolés 102, 102 ...,
- une électrode 3 de focalisation verticale comportant le nombre prédéterminé (par exemple 15 dans le présent mode de réalisation) de fentes horizontales 10,
- un premier moyen de déviation verticale 4 comportant le nombre prédéterminé de paires d'électrodes de déviation verticale 13', 13..., maintenues par une plaque isolante 12.
Chaque paire d'électrodes de déviation verticale comprend une électrode supérieure 13 et une électrode inférieure
13', disposées toutes deux dans un plan sensiblement horizontal et définissant entre elles un espace de déviation qui est situé devant la fente horizontale 10 correspondante,
- une seconde électrode 3' de focalisation verticale sensiblement similaire à une électrode 6 de focalisation horizontale de faisceau,
- un grand nombre prédéterminé (par exemple 320 dans le présent mode de réalisation) d'électrodes 5 de commande de faisceau constituées d'électrodes verticales en bande
<EMI ID=1.1>
de passage de faisceau qui sont disposées suivant un pas uniforme,
- une électrode 6 de focalisation horizontale de faisceau ayant le nombre prédéterminé (par exemple 320 dans le présent mode de réalisation) de fentes verticales en des endroits situés en regard des fentes 14, 14,... des électrodes 5,5 de commande de faisceau ,
- un moyen de déviation horizontale 7 comprenant le nombre prédéterminé (par exemple 320 dans le présent mode de <EMI ID=2.1> ... définissant le nombre prédéterminé (par exemple 320 dans le présent mode de réalisation) d'interstices de déviation verticalement oblongs;
- un moyen 8 d'accélération de faisceau constitué d'un ensemble d'électrodes 19, 19..., disposées horizontalement, et enfin
- un écran à phosphores 9, qui est normalement prévu sur la paroi intérieure d'une face avant de l'enceinte.
Les cathodes de ligne 201, 202... constituent la source 2 de faisceaux d'électrons,où les cathodes horizontales sont disposées en formant une rangée verticale, des interstices sensiblement uniformes séparant les cathodes. Dans le présent mode de réalisation, comme indiqué ci-dessus, on a prévu 15 cathodes de ligne 201, 202... 215, mais la figure ne représente que quatre d'entre elles. Les cathodes de ligne sont obtenues par revêtement d'un fil en tungs- <EMI ID=3.1>
émetteur d'électrons connu dans l'art. Toutes les cathodes de ligne sont chauffées par passage d'un courant, et la sortie sélective, à tour de rôle, du faisceau d'électrons en forme de feuille horizontale de la cathode de ligne choisie est effectuée par passage du potentiel de cette cathode à une polarité négative par rapport au potentiel de l'électrode 3 de focalisation.
L'électrode arrière 1 sert à supprimer les émissions d'électrons provenant des cathodes de ligne autres que la cathode sélectionnée et propulse également les électrons de la cathode sélectionnée vers l'avant. L'électrode arrière 1 peut êtreréalisée en appliquant une substance conductrice, telle qu'une peinture conductrice, sur la paroi intérieure de la face arrière de l'enceinte sous vide plate. Une cathode de forme plate peut être utilisée à la place
de la rangée d'électrodes de ligne 201, 202...
La première électrode de focalisation verticale de faisceau a ses fentes 10 placées en des endroits en regard des cathodes de ligne 201, 202... et est soumise à une 'tension encourant continu; par conséquent, un faisceau d'électrons en forme de feuille horizontale est émis par
la cathode de ligne sélectionnée. Le faisceau d'électrons
en forme de feuille est alors divisé en un grand nombre
(par exemple 320 dans le présent mode de réalisation) de Faisceaux étroits d'électrons par passage dans la seconde électrode 3' de focalisation verticale de faisceau, l'électrode de commande 5 et l'électrode 6 de focalisation horizontale. En figure 1, on n'a représenté qu'un faisceau d'électrons de façon à la simplifier. Chaque fente 10 peut comporter des nervures de support dans la partie à mi-distance de la longueur, ou en outre être constituée d'un grand nombre
(par exemple 320) d'ouvertures munies de parties très étroites 301 formant nervure.
Les électrodes 13, 13' du moyen de déviation verticale 4 sont disposées sensiblement au milieu de la distance séparant deux fentes horizontales voisines 10, 10 de l'électrode de focalisation verticale 3, et une électrode inférieure 13 et une électrode supérieure 13' sont maintenues sur les deux faces (faces supérieure et inférieure) d'une plaquette isolante 12. Une tension variable (signal de déviation verticale) est appliquée entre l'électrode supérieure
et l'électrode inférieure de chaque paire, ce qui a pour effet de produire un champ électrique variable provoquant une déviation verticale. Dans le présent mode de réalisation, on
a trouvé qu'en appliquant aux électrodes d'une paire, une tension variant en 16 échelons, chaque faisceau d'électrons est dévié de façon à obtenir 16 niveaux. Le même phénomène se produit dans chacun des 15 segments divisés verticalement 221,
222, 223... 235 de l'écran 9 à phosphores. Par conséquent, l'écran 9 comporte au total 240 lignes horizontales (16 lignes x 15 segments = 240 lignes).
Les électrodes 5 de commande de faisceau compre-
<EMI ID=4.1>
que l'électrode 6 de focalisation horizontale divisent le faisceau d'électrons en forme de feuille horizontale en 320 faisceaux d'électrons en forme de tige, et chaque électrode
<EMI ID=5.1>
d'électrons en forme de tige répondant à l'information du si-gnal vidéo. Par conséquent, les 320 électrodes en forme de bande commandent l'information de 320 éléments d'image sur chaque ligne horizontale. Les 320 électrodes de commande de faisceau reçoivent 320 signaux de commande, respectivement, et commandent les 320 faisceaux en forme de tige de façon à permettre, tour à tour, une fois l'irradiation de la couleur rouge, une fois l'irradiation de la couleur verte, et une fois l'irradiation de la couleur bleue. De façon à afficher une image en couleur sur l'écran à phosphores avec les signaux de commande appliqués aux électrodes de commande de faisceau, chaque élément d'image comprend trois zones de couleurs élémentaires, c'est-à-dire une zone en bande rouge, une zone
en bande verte et une zone en bande bleue, qui sont disposées dans la direction horizontale.
La caractéristique du présent mode de réalisation de l'invention est que les 320 électrodes de commande de fais-
<EMI ID=6.1>
faisceau pour afficher l'une des trois couleurs primaires, c'est-à-dire le rouge,le vert ou le bleu,en même temps. C'està-dire que, à un moment donné, toutes les parties d'une ligne horizontale de l'écran affiche une image de la partie de couleur rouge de la ligne, au moment suivant une image de la partie de couleur verte de la ligne et au moment suivant une image de la partie de couleur bleue de la ligne.
L'électrode 6 de focalisation horizontale de faisceau est soumise à une tension en courant continu et focalise les faisceaux d'électrons en forme de tige dans la direction horizontale.
Le moyen de déviation horizontale 7 comprend 320 paires d'électrodes en bande jumelées 18, 18', c'est-à-dire
640 électrodes au total, qui sont disposées chacune en des endroits situés au milieu de la distance séparant des fentes voisines 16, 16 de l'électrode 6 de focalisation horizontale. Chaque paire d'électrodes 18, 18' est soumise à une tension variant en 3 niveaux ou à un signal de déviation horizontale, de sorte que les 320 champs électriques formés par les électrodes font dévier de façon uniforme les 320 faisceaux d'électrons en forme de tige dans la direction horizontale, d'où il résulte que ces faisceaux frappent sélectivement les
zones à phosphore rouge, les zones à phosphore vert, et les zones à phosphore bleu, tour à tour (voir figure 4).
Dans le présent mode de réalisation, où une rangée horizontale de 320 faisceaux d'électrons en forme de tige tombe sur 320 ensembles de zones aux trois couleurs primaires, une plage de déviation horizontale correspond à la largeur d'un élément d'image horizontal.
Les électrodes disposées horizontalement du moyen 8 d'accélération de faisceau sont placées à une hauteur correspondant à celle du corps composite d'électrodes de déviation verticale 13, 13' et sont soumises à une tension en courant continu.
L'écran à phosphores 9 peut comporter une couche arrière en métal connu (non représentée) qui est formée du côté des cathodes et une tension positive en courant continu est appliquée à cette couche. Dans le présent mode de réalisation de l'invention, les zones à phosphores comportent des bandes verticalement oblongues en phosphore de couleur rouge, en phosphore de couleur verte et en phosphore de couleur bleue. Dans la figure 1, les lignes horizontales en pointillé de l'écran 9 représentent des frontières entre des segments voisins divisés verticalement qui seront frappés par les faisceaux d'électrons des cathodes de ligne respectives. Les lignes verticales en trait mixte de l'écran 9 représentent des frontières entre ensembles voisins dans le sens horizontal de bandes en phosphores aux trois couleurs primaires.
Un petit segment 20 qui est défini par deux lignes voisines verticales en trait mixte et deux lignes voisines horizontales en pointillé, est représenté à grande échelle dans une vue schématique en figure 2, où il comporte 16 lignes horizontales dans une rangée verticale. Dans
un exemple réel, un segment a une hauteur de 16 mm dans le sens vertical et une largeur de 1 mm dans le sens horizontal, et dans la figure 1, les cotes sont représentées suivant une grande échelle dans le sens de la largeur, comme cela a été indiqué précédemment.
En dehors de l'exemple cité ci-dessus où 320 ensembles de zones à phosphores des trois couleurs primaires sont formées dans le sens de la largeur de l'écran pour
320 faisceaux d'électrons en forme de tige produits par
320 fentes 14 de l'électrode 5 de commande de faisceau et
320 fentes 16 de l'électrode 6 de focalisation horizontale, une modification peut être apportée de façon que, pour les
320 ensembles de zones à phosphores aux trois couleurs primaires, on ait 160 faisceaux d'électrons en forme de tige, et dans ce cas,le signal de déviation horizontale est une tension variant en 6 niveaux qui provoque la déviation
du faisceau d'électrons en forme de tige pour procéder au balayage de la plage horizontale des zones à phosphores de couleur RVBRVB, et chacune des électrodes 5 de commande
de faisceau reçoit aussi le signal de commande, en séquence, pour deux éléments d'image.
La figure 3 représente un schéma sous forme de blocs d'un circuit électrique fondamental du dispositif de la figure 1. La description commence avec la partie de commande du tube cathodique de façon à former une trame sur l'écran.
Une alimentation 22 permet l'application des tensions nécessaires aux diverses électrodes du tube plat de la figure 1. Les tensions en courant continu suivantes sont appliquées aux électrodes : <EMI ID=7.1>
Une borne d'entrée 23 reçoit un signal vidéo composite ordinaire et le transmet à un séparateur de signal de synchronisation 24 et à un démodulateur de chrominance 30. Le séparateur 24 sépare et émet un signal de synchronisation verticale Vs et un signal de synchronisation horizontale
Hs. Un générateur 25 d'impulsions de commande verticale comprend un compteur qui compte le signal de synchronisation <EMI ID=8.1>
chronisation verticale V , et émet 15 impulsions de comman-
<EMI ID=9.1>
tive du balayage vertical, qui correspond à la durée d'un balayage vertical à l'exclusion du temps de retour vertical et est égale à 240 H. Les impulsions de commande sont alors transmises au contrôleur 26 de cathode de ligne, où leur po-
<EMI ID=10.1>
crête inversée (d'une durée de 16H) et conservant 20 volts pendant l'autre période, et sont appliquées aux cathodes de lignes respectives 201, 202, 203... 215. Les cathodes de ligne sont toujours chauffées par un petit courant continu de façon à émettre des électrons à tout moment, et les électrons sont extraits, lorsque l'impulsion d'une cathode de ligne ,sélectionnée se trouve à sa valeur de crête (OU), au moyen d'un champ électrique positif pour être dirigés vers l'électrode de focalisation verticale 3, puis vers les autres électrodes. Pendant la durée autre que la crête (OU) des impulsions appliquées à une cathode de ligne,par suite du champ électrique négatif formé par l'application d'une tension de +20 volts, les cathodes de ligne n'émettent pas de faisceau d'électrons.
C'est-à-dire que les 15 cathodes de ligne émettent, tour à tour, des faisceaux d'électrons. Par conséquent, les cathodes de ligne sont activées tour à tour
à partir de la cathode supérieure 201 jusqu'à la cathode inférieure 215, chacune pendant une durée de 16H. Les électrons émis sont entraînés vers les électrodes de focalisation verticale 3, 3' et focalisés de façon à former un faisceau horizontal d'électrons en forme de feuille.
Un dispositif de commande de déviation verticale 27 comprend un compteur pour le comptage du signal de synchronisation horizontale Hs et est remis à zéro par les impulsions de sortie pl, p2...p15 du générateur d'impulsions de commande verticale 25 et un convertisseur analogique/numé rique pour la conversion analoqique/numérique de la sortie de comptage. Le dispositif de commande 27 émet une paire de signaux de déviation verticale v, v', qui sont constitués d'une onde en dents de scie s'élevant en 16 échelons,
et d'une onde en dents de scie tombant en 16 échelons, respectivement, toutes deux ayant une tension centrale égale à
<EMI ID=11.1>
qués aux électrodes de déviation verticale supérieures 13 et de déviation verticale inférieures, respectivement. Par conséquent, les faisceaux d'électrons en forme de feuille sont déviés par paliers dans le sens vertical, en 16 étapes, et cela de manière répétée. Par conséquent, une ligne horizontale affichée sur l'écran à phosphores tombe par paliers de la position supérieure à la position inférieure en
16 étapes dans un segment divisé verticalement 221, 222... ou 235 de la figure 1.
Comme l'activation des cathodes de ligne est fait par échelons, une à une, en descendant, toutes les périodes
16H, lorsque la ligne horizontale de l'écran s'abaisse et arrive à la partie inférieure du premier segment divisé verticalement 221, le déplacement suivant de la ligne horizontale sur l'écran commence à la position supérieure du second segment divisé verticalement 222, et le même déplacement descendant de la ligne horizontale se produit jusqu'à ce que cette ligne arrive à la partie inférieure du 15ème segment divisé verticalement 235 (segment le plus bas), et la ligne horizontale revient au sommet du premier segment 221.
C'est-à-dire que la déviation verticale de la ligne horizontale se poursuit en continu depuis le sommet (ligne horizontale n[deg.] 1) jusqu'au bas (n[deg.] 240, c'est-à-dire [(15 x 16)ème] de l'écran 9, formant ainsi une trame de 240 lignes horizontales.
Le faisceau d'électrons en forme de feuille est alors divisé en 320 faisceaux d'électrons en forme de tige ayant sensiblement des sections rondes pendant leur passage dans les fentes verticalement oblongues 14, 14... de
<EMI ID=12.1>
fentes verticalement oblongues 16, 16... de l'électrode de
<EMI ID=13.1> focalisation horizontale 6. Le courant des faisceaux d'électrons en forme de tige est commandé par une tension appliquée sur les électrodes respectives er. bande du moyen de commande de faisceau 5, et les faisceaux sont en outre déviés par le moyen de déviation horizontale 7, de façon
à prendre l'une des trois positions correspondant aux zones R, V et B de l'écran 9, au moyen de signaux de déviation horizontale provenant du dispositif de commande de déviation horizontale 29.
Un générateur d'impulsions de commande horizontale 28 comprend trois étages de multivibrateurs monostables connectés séquentiellement, dont le premier étage est déclenché par le signal de synchronisation horizontale H . Ce générateur émet trois impulsions r, v et b ayant la même largeur. A titre d'exemple, une période effective de
<EMI ID=14.1>
riodes pour les impulsions r, v et b; par conséquent, les impulsions r, v et b ont chacune une largeur de 16,7u seconde. Les impulsions de commande horizontale r, v et b sont appliquées au dispositif de commande de déviation horizontale 29 qui est commuté par ces impulsions de commande horizontale r, v et b et produit une paire de signaux de déviation horizontale h et h'. Ces signaux h et h' sont des signaux croissant en trois échelons et des signaux décroissant en trois échelons, respectivement, et ces deux types de
<EMI ID=15.1>
disposées alternativement dans le moyen de déviation horizontale 7. Il en résulte que 320 faisceaux d'électrons en forme de tige sont déviés au même moment vers les zones R, V ou B d'une même ligne horizontale de l'écran.
Ainsi, la ligne horizontale de l'écran affiche � un moment donné une image rouge, au moment suivant une image verte, au moment suivant une image bleue, et au moment suivant la ligne passe à la ligne inférieure suivante, où le processus est répété.
La commande de l'intensité du faisceau est effectuée de la manière suivante :
Le signal vidéo composite d'entrée reçu à la borne d'entrée 23 est appliqué au démodulateur de chrominance 30 où les signaux différentiels de couleur R-Y et B-Y
<EMI ID=16.1>
matrice connu, et par traitement de ces signaux différentiels de couleur avec un signal de luminance Y, des signaux de couleur primaire R, V et B sont produits. Les signaux de couleur primaire R, V et B sont appliqués à 320 jeux de mo-
<EMI ID=17.1>
chacun trois circuits de maintien d'échantillon pour les signaux de couleur R, V et B. Les signaux de sortie des 960 circuits de maintien d'échantillon sont appliqués à 320
<EMI ID=18.1>
cun trois mémoires pour les signaux de couleur R, V et B.
D'autre part, un générateur de signaux d'horloge
<EMI ID=19.1>
ge de phase, et émet des impulsions d'horloge d'échantillonnage de 6,4 MHz, qui est commandé de façon à avoir une différence de phase prédéterminée par rapport au signal de synchronisation horizontale H . Les impulsions d'horloge sont appliquées à un générateur d'impulsions d'échantillonnage 34, où, grâce à par exemple un registre de décalage de 320 éta-
<EMI ID=20.1>
correspondent à 320 éléments d'image dans la direction horizontale sur l'écran 9, et leur apparition est commandée de façon qu'il y ait une relation constante vis-à-vis du signal de synchronisation horizontale H . Par application des 320 jeux d'impulsions d'échantillonnage aux 320 ensembles respectifs de circuits de maintien d'échantillon, les circuits de maintien d'échantillon 311, 312...31320 pro-cèdent à l'échantillonnage et au maintien de l'information R, V et B des signaux vidéo. A l'issue du maintien d'échantillon pour une ligne horizontale�lors de la réception du signal de transfert St par les mémoires,les-informations contenues par les échantillons sont transférées en une
<EMI ID=21.1>
seconde).
L'information R, V et B du signal vidéo pour la ligne horizontale stockée dans les mémoires 3<2>,, <3><2>2...<3><2>320
<EMI ID=22.1>
<3>5320, lesquels sont des commutateurs électroniques comprenant des circuits de porte analogiques pour l'acheminement sélectif des signaux stockés ayant une couleur R, V ou B, aux électrodes en bande respectives 15,, 152...15320 du moyen de commande de faisceau 5. Les circuits de commutation
<EMI ID=23.1>
par aes impulsions de commutation provenant d'un générateur d'impulsions de commutation 36, qui est lui-même commandé par les impulsions de sortie r, v et b du générateur d'impulsions de commande horizontale 28. Les commutateurs élec-
<EMI ID=24.1>
des (= 50us/3) de façon à communiquer sélectivement l'information du signal vidéo de couleur R, V et B, tour à tour, chacun pendant 16, 7u secondes .
A ce stade, on notera que la distribution (phases)
<EMI ID=25.1>
<3>5320 et le dispositif de commande de déviation horizontale
29 doivent être totalement synchronisés, de façon à éviter une impureté de couleur due à un mélange indésirable d'un signal couleur avec d'autres signaux couleur.
Il résulte du fonctionnement venant d'être décrit, que l'écran à phosphores affiche une image de couleur rouge, d'une ligne horizontale à un moment, affichage suivi par
une image de couleur verte de la ligne horizontale à un moment, puis une image de couleur bleue de la ligne horizontale à un moment; ensuite, le même affichage se produit dans la ligne horizontale suivante (ligne inférieure) et ainsi,l'af--
e fichage d'une trame comportant 240 lignes horizontales est complet. Les affichages des trames sont répétés et l'image de télévision peut être obtenue sur l'écran 9.,
Dans le cas où le nombre d'éléments d'image d'une ligne horizontale est choisi comme étant le double ou le triple du nombre de faisceaux d'électrons en forme de tige, chacun étant commandé individuellement par les électrodes in-
<EMI ID=26.1>
d'image de la ligne et le nombre de mémoires doit également être multiplié de la même manière. Chaque commutateur électronique doit relier sélectivement les sorties en plus grand nombre de mémoires en temps partagé,aux électrodes de commande de faisceau correspondantes.
Les couleurs primaires des zones à phosphores ne sont pas nécessairement limitées à la combinaison du rouge, du vert et du bleu, mais toute autre combinaison de couleur primaire de phosphores peut être utilisée.
Selon le dispositif d'affichage décrit ci-dessus, on obtient un affichage vidéo en couleur. Cependant, le dispositif souffre des problèmes suivants : l'émission de lumière à partir de l'écran à phosphores n'est pas nécessairement proportionnelle au signal vidéo d'entrée, et les dimensions du spot du faisceau sur l'écran sont enclines à être influencées par le signal vidéo; ces problèmes débouchent sur une mauvaise gradation et une mauvaise résolution de l'image affichée. Comme les présents inventeurs l'ont confirmé expérimentalement, les problèmes précédents sont basés sur le fait que, comme représenté en figure 5, la relation entre la tension du signal de commande appliquée à l'électrode 5 de commande de faisceau et le courant du faisceau d'électrons n'a pas une bonne linéarité.
On suppose que la raison de la mauvaise linéarité de la caractéristique du signal de commande en fonction du courant de faisceau est que, lorsque la tension du signal de commande est modifiée, la caractéristique du système de lentille électrostatique est également modifiée, ce qui
se traduit par une détérioration des conditions de convergence des faisceaux d'électrons et par un bombardement inattendu des diverses électrodes par les faisceaux d'électrons. C'est-à-dire que, par suite des variations
du signal vidéo, les répartitions de tension parmi les électrodes de déviation 4, 7 ou les électrodes de convergence
3, 3', 6 peuvent être influencées par la variation du signal vidéo, et la convergence des faisceaux d'électrons peut être perdue, d'où il résulte une perte de la linéarité entre le signal vidéo et la luminosité, ainsi qu'un changement des dimensions du spot des faisceaux d'électrons avec détérioration de la résolution de l'image affichée.
Le dispositif selon la présente invention, décrit ci-après en liaison avec les figures 6 à 10, permet
de résoudre ces problèmes de changement des dimensions des spots affichés des faisceaux et de mauvaise linéarité de
la luminosité en fonction du signal vidéo.
La caractéristique du dispositif représenté dans la figure 6 et les figures suivantes est de produire
un signal de modulation de largeur d'impulsion basé sur le signal vidéo (plus particulièrement, par exemple, le signal R, V et B), ce signal étant appliqué aux électrodes de
<EMI ID=27.1>
Les détails du présent mode de réalisation de l'invention sont décrits en liaison avec le schéma de circuit de la figure 6.
Dans le circuitde la figure 6,la presque totalité des parties ont une construction similaire à celle du circuit de la figure 3 ,mais 320 modulateurs de largeur
<EMI ID=28.1>
pour les couleurs R, V et B est prévu entre les bornes de sortie pour les couleurs respectives des mémoires 32,,
<EMI ID=29.1>
pectives des commutateurs électroniques 35., 352...<3>5320.
Un exemple pratique de modulateur de largeur d'impulsion pouvant être utilisé pour constituer l'un des modu-
<EMI ID=30.1> forme d'onde permettant d'illustrer le fonctionnement de ce circuit est représentée en figure 8. Dans ce circuit,
une sortie A de maintien d 'échantillon représentée en figure 8, en provenance d'une mémoire 32. (j = 1, 2...ou 320), est appliquée à une borne d'entrée 38, et un signal de ré-
<EMI ID=31.1>
scie est appliqué à une autre borne d'entrée 39. La période du signal de référence doit avoir une valeur suffisamment
<EMI ID=32.1>
d'impédance) par des transistors 40 et 41 et synthétisés
sur une résistance 42 de façon à former un signal superposé des deux qui est sorti par l'intermédiaire d'un condensateur
43. recevant une tension de polarisation appropriée à partir d'un transistor 44,1e signal de sortie superposé est appliqué à un circuit d 'écrêtage 49 comprenant des diodes 45 et 46 et des sources de tension 47 et 48. Les tensions El, E2 des sources sont choisies de façon à avoir des valeurs appropriées comme indiqué en C de la figure 8; par conséquent,
par un effet d'écrêtage, un signal ayant une forme d'onde D
(figure 8)est produit et appliqué à la base d'un transistor
49. Le signal est alors prélevé par l'intermédiaire d'un potentiomètre 50 et appliqué à un circuit de commutation comprenant des transistors 51, 52 et 53, où la tension E3 est commutée, d'où il résulte la production, à la borne de sortie
55, d'un signal de sortie modulé en largeur d'impulsion
ayant une tension constante, la largeur d'impulsion ou le rapport cyclique étant modulé en réponse au signal vidéo d'entrée appliqué à la borne 38.
Par application de ces signaux modulés en largeur
<EMI ID=33.1>
faisceaux d'électrons, les faisceaux d'électrons en forme de tige sont amenés à ne passer que pendant la durée des largeurs d'impulsion respectives,et par conséquent les courants moyens des faisceaux d'électrons, donc l'émission de lumière en provenance de l'écran à phosphores, peuvent être commandés en réponse au signal vidéo. Ainsi, par commande
du courant moyen du faisceau d'électron par le signal modulé en largeur d'impulsion, on obtient un affichage vidéo couleur. Comme l'amplitude ou la tension E3 du signal de com-
<EMI ID=34.1>
ceaux d'électrons peut être rendue constante quelle que soit
la largeur d'impulsion, comme représentée en E3 de la figure 8, on peut choisir une tension optimum pour une bonne focalisation du système de lentille électrostatique, afin d'obtenir la résolution la meilleure de l'image affichée.
Pour les circuits de modulation de largeur d'impulsion, on peut utiliser un autre circuit connu faisant appel à des circuits à éléments numériques.
Le dispositif de la figure 6 peut être modifié par changement de la disposition des circuits de modulation de largeur d 'impulsion, pour les placer entre les bornes de sortie
<EMI ID=35.1>
trodes 15,, 152...15320 de commande de faisceaux d'électrons, comme cela est représenté dans la figure 11. Dans cette variante de construction, le nombre de circuits élémentaires de modulation de largeur d'impulsion peut être réduit au tiers de celui de la figure 6.
Dans un dispositif d'affichage couleur lorsqu'il se produit un manque d'uniformité ou une irrégularité de finition des zones à phosphores R, V et B, ou de l'efficacité de leur émission, ou un changement de la température de couleur de l'éclairage d'une pièce autour du dispositif d'affichage, il est nécessaire de réajuster l'équilibre du blanc du dispositif d'affichage.
Un tel ajustage peut être fait en changeant ou modifiant le rapport entre impacts de faisceaux d'électrons
<EMI ID=36.1>
que d'un tel ajustage d'un faisceau d'électrons,des atténuateurs variables permettant le réglage du signal de sortie peuvent être prévus aux bornes de sortie des mémoires R, V et B des 320 ensembles de mémoire pour le réglage de ces atténuateurs variables. Cependant, il n'est pas commode de pré-voir une telle quantité (960) d'atténuateurs à commande manuelle quant au volume, au coût et aux opérations de réglage.
Si les amplitudes de tension du signal vidéo
pour certaines couleurs sont ajustées pour l'équilibre du blanc, comme cela était mentionné en détail, un tel réglage d'amplitude provoque nécessairement la détérioration
de la résolution de l'image affichée.
Au contraire, selon des recherches expérimentales effectuées par les présents inventeurs,le réglage de l'équilibre du blanc peut être exécuté de manière satisfaisante en contrôlant la largeur d'impulsion du signal de commande du faisceau électronique, d'où il résulte un réglage du rapport entre les temps d'impact des faisceaux d'électrons des trois couleurs primaires.
La figure 9 représente un exemple de générateur
28 d'impulsions de commande horizontale et d'un générateur
36 d'impulsions de commutation de la figure 6, qui permettent d'ajuster l'équilibre du blanc au moyen du réglage de la largeur d'impulsion. Le générateur 28 comprend deux multivibrateurs monostables 56x et 56y, qui sont tous deux déclenchés par une impulsion de synchronisation horizontale représentée en H dans la figure 10, et émet une impulsion
x (figure 10) ayant une largeur égale au tiers à la partie
<EMI ID=37.1>
une impulsion y (figure 10) ayant une largeur égale aux
2/3 à la partie arrière du temps de balayage horizontal de
50u seconde. L'impulsion x est ainsi utilisée en impulsion de commande horizontale r pour R, et l'impulsion v pour V est obtenue en synthétisant le signal inversé de x et l'impulsion y dans une porte ET 57v, et l'impulsion b pour B est obtenue en synthétisant l'impulsion x et le signal inversé de y dans une porte ET 57b. Ces signaux d'impulsions r,
v et b ont la même largeur et sont appliqués au dispositif
29 de commande de déviation horizontale.
D'autre part, dans le générateur 36 d'impulsions de commutation, trois multivibrateurs monostables 58r, 58v et 58b sont déclenchés par les fronts des impulsions de commande horizontale r, v et b, et émettent les impulsions de commutation r', v' et b' des figures 9 et 10, respectivement, qui sont appliqués aux commutateurs électroniques
351, 352...
35320' Les largeurs d'impulsion ou rapports cycliques des impulsions de commutation de sortie r', v' et b' des multivibrateurs 58r, 58v et 58b sont réglables entre les mêmes largeurs d'impulsion que celles des impulsions de commande horizontale r, v et b ou à des largeurs légèrement plus courtes que celles-ci (par exemple 20 dû), et peuvent être réglées en ajustant des résistances variables 59r, 59v et 59b, qui sont connectées entre la source d'énergie et les points d'alimentation des multivibrateurs
58r, 58v et 58b, respectivement. Par conséquent,le réglage de l'équilibre du blanc peut être fait en ajustant les largeurs d'impulsion ou les rapports cycliques des impul-
<EMI ID=38.1>
variables 59r, 59v, 59b, respectivement. Par exemple, les bords arrière des impulsions r', v' et/ou b' sont ajustés, comme représenté par r', v' et b' dans la figure 10. Il en résulte que le rapport des largeurs des impulsions de commutation r', v' et b' est ajusté de manière relative, et que, par conséquent, le rapport des émissions de lumière en provenance des phosphores R, V et B se trouve réglé. Par exemple, lorsqu'on veut ajuster l'équilibre du blanc pour qu'il soit un peu rougeâtre, la largeur de l'impulsion de commutation r' est réglée à la largeur maximum de 16,7u seconde et les largeurs des autres impulsions de commutation v' et b' sont rendues plus petites. Le réglage tendant à obtenir un autre type d'équilibre du blanc, verdâtre ou bleuâtre, peut être effectué de la même manière.
Comme cela a été montré, dans le circuit de la figure 9, le seul réglage d'une, de deux ou de trois résistances variables 59r, 59v et 59b, permet d'ajuster facilement l'équilibre du blanc, et le coût
et le volume de l'appareil sont raisonnables.
Une variante de moyen d'équilibrage du blanc peut être obtenue en connectant en cascade (c'est-à-dire par séquences d'étages) les trois multivibrateurs monostables, dont la largeur de l'impulsion de sortie est réglable, en déclenchant le premier multivibrateur monostable par l'impulsion de synchronisation horizontale, et en sortant les impulsions de commutation r', v' et b' aux bornes de sortie
Q des multivibrateurs. Dans ce système, étant donné que les
<EMI ID=39.1>
cascade, les fronts des impulsions de commutation v' et b' peuvent entrer dans la période de distribution pour les autres impulsions, par exemple r' et v', respectivement, d'où il résulte une détérioration de la pureté des couleurs. De façon à faire face au problème précédent,le dispositif 29 décommande de déviation horizontale peut être déclenché par les impulsions de commutation r', v' et b' au lieu des impulsions de déviation horizontale r, v et b.
Le réglage de la largeur d'impulsion cité ci-des-
<EMI ID=40.1>
ple en utilisant des compteurs de façon à produire des impulsions de commutation ayant la largeur d'impulsions désirée, une modification du nombre de comptage établi étant prévue.
Grâce aux modifications de la largeur des impulsions de commutation r', v' et b; décrites ci-dessus,les courants moyens des faisceaux d'électrons peuvent être ajustés librement,d'où un équilibre du blanc avec maintien à
<EMI ID=41.1> conséquent avec maintien des conditions optimum permettant d'obtenir une haute résolution du tube cathodique.
Dans la description précédente, l'expression "horizontal" signifie la direction horizontale d'affichage des lignes sur l'écran, et "vertical" la direction de décalage des lignes affichées vers la ligne suivante de façon à former une trame, et, par conséquent, ces expressions ne sont pas limitées à la relation spatiale absolue de l'écran.
Les couleurs primaires des zones à phosphores ne sont pas nécessairement limitées à la combinaison R, V et 8, mais toute autre combinaison peut être utilisable comme couleurs primaires des phosphores.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.
REVENDICATIONS
1 - Dispositif d'affichage d'image vidéo, comprenant :
- une source de faisceaux d'électrons destinée à émettre au moins un faisceau d'électrons,
- un écran à phosphores comportant une couche de phosphores qui émet de la lumière lors de l'impact par le faisceau d'électrons,
- un moyen de convergence de faisceaux d'électrons,
- un moyen de déviation électrostatique destiné faire dévier le faisceau d'électron avant son impact sur l'écran à phosphores,
- un moyen de commande de faisceaux d'électrons destiné à commander l'intensité du faisceau d'électrons, d'où il résulte une commande de l'émission de lumière à partir de l'écran à phosphores,
caractérisé en ce que le moyen de commande de faisceaux d'électrons reçoit un signal de commande qui est modulé en largeur d'impulsion par l'information du signal vidéo à afficher.
The present invention relates to a device
color image display comprising a flat display apparatus with a number (e.g. fifteen) of
line cathodes.
More particularly, the present invention relates to a color image display device for
the display of a color image by means of a screen
colored phosphors and a number of cathodes of
line arranged in parallel.
In the prior art, in the case of a color image display device for a television apparatus, a color cathode ray tube having at least one electron gun or one has long been used.
unique set of electron guns in part of the
neck of a vacuum chamber in the shape of a large cone. The disadvantage of a conventional cathode ray tube is
its great depth compared to the dimensions of the face
of the screen, which does not make it possible to make a
flat and compact television. Although we have developed
electronic display devices, plasma or liquid crystal display devices, these are difficult to use in practice because they pose
brightness, contrast or color issues.
Consequently, the present invention has for its object a television apparatus comprising a flat display device.
The present invention allows the display of a high quality video image without any irregularity.
brightness or color.
The image display device of the present invention comprises:
a source of electron beams intended to emit at least one electron beam,
- a phosphor screen comprising a phosphor layer emitting light following the impact by the electron beam,
- a means of convergence of electron beams,
an electrostatic deflection means making it possible to deflect the electron beam before its impact on the phosphor screen,
an electron beam control means intended to control the intensity of the electron beam, and consequently the emission of light by the phosphor screen, and is characterized in that the beam control means d The electron receives a control signal which is modulated in pulse width by the information of the video signal to be displayed.
The device according to the present invention makes it possible to display images of various brightnesses in response to
a change in the video signal without modifying the dimensions of the spot.
In the device of the present invention, the white balance of the display can be adjusted without changing the dimensions of the spot of the phosphor screen. This can be done by changing the proportions or the ratio of the impact times of the electron beam on phosphorus among three primary colors.
An operating circuit is described which makes it possible to obtain a satisfactory display of the video images.
The present invention will be well understood during
the following description made in conjunction with the attached drawings in which:
Figure 1 is an exploded perspective view of a main part, with its vacuum enclosure removed, of a video image display device according to the present invention, the dimensions in the horizontal direction being on a large scale relative to vertically so as to bring out the details of the construction; Figure 2 is a schematic front view of a phosphor screen of the device of Figure 1; Figure 3 is a circuit diagram in the form of blocks of a basic electrical construction allowing the operation of the device of Figure 1, and is a stage not yet described of the present invention; Figure 4 is a schematic sectional view of the horizontal deflection of the device of Figure 3;
FIG. 5 is a curve representing a relationship between the voltage of the control signal and the brightness of the screen; Figure 6 is a circuit diagram in the form of blocks showing an improved electrical construction of the device of Figure 1; FIG. 7 is a diagram of an example of a pulse width modulation circuit incorporated in the circuit of FIG. 6; Figure 8 is a waveform diagram showing the operation of the circuit of Figure 7; Figure 9 is a diagram of an example of a white balance circuit; Figure 10 is a signal waveform diagram showing the operation of the circuit of Figure 9; and FIG. 11 is a circuit diagram in the form of blocks representing another embodiment of the improved electrical circuit of the device of FIG. 1.
A recommended embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 and comprises, between the rear part and the front part, the following components in a vacuum envelope in the form of a flat case (not shown), preferably made of glass:
- A rear electrode 1 comprising horizontal isolation walls 101, 101 ... projecting in a direction perpendicular to the electrode and forming isolated spaces 102, 102
- a row of a predetermined number (for example
15 in the present embodiment) of horizontal line cathodes 201, 202, ...
arranged substantially horizontally in the isolated spaces 102, 102 ...,
a vertical focusing electrode 3 comprising the predetermined number (for example 15 in the present embodiment) of horizontal slots 10,
a first vertical deflection means 4 comprising the predetermined number of pairs of vertical deflection electrodes 13 ′, 13, etc., held by an insulating plate 12.
Each pair of vertical deflection electrodes includes an upper electrode 13 and a lower electrode
13 ′, both arranged in a substantially horizontal plane and defining between them a deflection space which is situated in front of the corresponding horizontal slot 10,
a second electrode 3 ′ of vertical focusing substantially similar to an electrode 6 of horizontal beam focusing,
- a large predetermined number (for example 320 in the present embodiment) of beam control electrodes 5 made up of vertical strip electrodes
<EMI ID = 1.1>
beam passage which are arranged in a uniform pitch,
an electrode 6 for horizontal beam focusing having the predetermined number (for example 320 in the present embodiment) of vertical slits at places situated opposite the slits 14, 14, ... of the electrodes 5.5 for controlling beam,
a horizontal deflection means 7 comprising the predetermined number (for example 320 in the present mode of <EMI ID = 2.1> ... defining the predetermined number (for example 320 in the present embodiment) of vertically oblong deflection gaps;
- A beam acceleration means 8 consisting of a set of electrodes 19, 19 ..., arranged horizontally, and finally
- A phosphor screen 9, which is normally provided on the inner wall of a front face of the enclosure.
Line cathodes 201, 202 ... constitute the source 2 of electron beams, where the horizontal cathodes are arranged in a vertical row, substantially uniform interstices separating the cathodes. In the present embodiment, as indicated above, 15 line cathodes 201, 202 ... 215 are provided, but the figure represents only four of them. Line cathodes are obtained by coating a tungsten wire- <EMI ID = 3.1>
electron emitter known in the art. All line cathodes are heated by passing a current, and the selective exit, in turn, of the electron beam in the form of a horizontal sheet from the selected line cathode is carried out by passing the potential of this cathode to a negative polarity with respect to the potential of the focusing electrode 3.
The rear electrode 1 is used to suppress electron emissions from line cathodes other than the selected cathode and also propels the electrons from the selected cathode forward. The rear electrode 1 can be produced by applying a conductive substance, such as a conductive paint, to the inner wall of the rear face of the enclosure under flat vacuum. A flat cathode can be used instead
of the row of row electrodes 201, 202 ...
The first vertical beam focusing electrode has its slots 10 placed in places facing the line cathodes 201, 202 ... and is subjected to a 'direct current voltage; therefore a horizontal sheet-shaped electron beam is emitted from
the selected line cathode. The electron beam
leaf-shaped is then divided into a large number
(for example 320 in the present embodiment) of narrow beams of electrons by passage in the second electrode 3 ′ for vertical beam focusing, the control electrode 5 and the electrode 6 for horizontal focusing. In FIG. 1, only one electron beam has been shown so as to simplify it. Each slot 10 may have support ribs in the part midway along the length, or further be made up of a large number
(for example 320) of openings provided with very narrow parts 301 forming a rib.
The electrodes 13, 13 ′ of the vertical deflection means 4 are arranged substantially in the middle of the distance separating two adjacent horizontal slots 10, 10 from the vertical focusing electrode 3, and a lower electrode 13 and an upper electrode 13 'are maintained on the two faces (upper and lower faces) of an insulating plate 12. A variable voltage (vertical deflection signal) is applied between the upper electrode
and the lower electrode of each pair, which has the effect of producing a variable electric field causing vertical deflection. In the present embodiment,
found that by applying to the electrodes of a pair, a voltage varying in 16 steps, each electron beam is deflected so as to obtain 16 levels. The same phenomenon occurs in each of the 15 vertically divided segments 221,
222, 223 ... 235 of the phosphor screen 9. Consequently, screen 9 has a total of 240 horizontal lines (16 lines x 15 segments = 240 lines).
The beam control electrodes 5 include
<EMI ID = 4.1>
that the horizontal focusing electrode 6 divide the horizontal sheet-shaped electron beam into 320 rod-shaped electron beams, and each electrode
<EMI ID = 5.1>
of rod-shaped electrons responding to the information in the video signal. Therefore, the 320 stripe electrodes control the information of 320 picture elements on each horizontal line. The 320 beam control electrodes receive 320 control signals, respectively, and control the 320 rod-shaped beams so as to allow, in turn, once the irradiation of the color red, once the irradiation of the green color, and once irradiation of blue color. In order to display a color image on the phosphor screen with the control signals applied to the beam control electrodes, each image element comprises three elementary color zones, i.e. a band zone red, an area
in green band and an area in blue band, which are arranged in the horizontal direction.
The feature of this embodiment of the invention is that the 320 beam control electrodes
<EMI ID = 6.1>
beam to display one of the three primary colors, i.e. red, green or blue, at the same time. That is to say that, at a given moment, all the parts of a horizontal line of the screen display an image of the red part of the line, at the next moment an image of the green part of the line and at the next moment a picture of the blue part of the line.
The horizontal beam focusing electrode 6 is subjected to a DC voltage and focuses the rod-shaped electron beams in the horizontal direction.
The horizontal deflection means 7 comprises 320 pairs of twin strip electrodes 18, 18 ′, that is to say
640 electrodes in total, which are each placed in places located in the middle of the distance separating from neighboring slots 16, 16 of the electrode 6 for horizontal focusing. Each pair of electrodes 18, 18 ′ is subjected to a voltage varying in 3 levels or to a horizontal deflection signal, so that the 320 electric fields formed by the electrodes cause the 320 electron beams to uniformly deflect of rod in the horizontal direction, from which it follows that these beams selectively strike the
red phosphorus zones, green phosphorus zones, and blue phosphorus zones, in turn (see Figure 4).
In the present embodiment, where a horizontal row of 320 rod-shaped electron beams falls on 320 sets of areas with three primary colors, a horizontal deflection range corresponds to the width of a horizontal picture element.
The electrodes arranged horizontally of the beam acceleration means 8 are placed at a height corresponding to that of the composite body of vertical deflection electrodes 13, 13 ′ and are subjected to a DC voltage.
The phosphor screen 9 can comprise a rear layer of known metal (not shown) which is formed on the cathode side and a positive DC voltage is applied to this layer. In the present embodiment of the invention, the phosphor zones comprise vertically oblong bands of phosphorus of red color, of phosphorus of green color and of phosphorus of blue color. In Figure 1, the horizontal dotted lines of the screen 9 represent boundaries between neighboring vertically divided segments which will be struck by the electron beams of the respective line cathodes. The vertical lines in dashed lines of the screen 9 represent borders between neighboring sets in the horizontal direction of phosphor bands in the three primary colors.
A small segment 20 which is defined by two neighboring vertical lines in phantom and two horizontal neighboring lines in dotted lines, is shown on a large scale in a schematic view in FIG. 2, where it comprises 16 horizontal lines in a vertical row. In
a real example, a segment has a height of 16 mm in the vertical direction and a width of 1 mm in the horizontal direction, and in figure 1, the dimensions are represented on a large scale in the width direction, like this was previously reported.
Apart from the example cited above where 320 sets of phosphor zones of the three primary colors are formed across the width of the screen to
320 rod-shaped electron beams produced by
320 slots 14 of the beam control electrode 5 and
320 slots 16 of the horizontal focusing electrode 6, a modification can be made so that, for the
320 sets of phosphor zones in the three primary colors, there are 160 rod-shaped electron beams, and in this case, the horizontal deflection signal is a voltage varying in 6 levels which causes the deflection
of the rod-shaped electron beam for scanning the horizontal range of the phosphor zones of RVBRVB color, and each of the control electrodes 5
also receives the control signal, in sequence, for two picture elements.
FIG. 3 represents a block diagram of a fundamental electrical circuit of the device of FIG. 1. The description begins with the control part of the cathode ray tube so as to form a frame on the screen.
A power supply 22 allows the application of the voltages necessary to the various electrodes of the flat tube of FIG. 1. The following direct current voltages are applied to the electrodes: <EMI ID = 7.1>
An input terminal 23 receives an ordinary composite video signal and transmits it to a synchronization signal separator 24 and to a chrominance demodulator 30. The separator 24 separates and transmits a vertical synchronization signal Vs and a horizontal synchronization signal
Hs. A vertical control pulse generator 25 includes a counter which counts the synchronization signal <EMI ID = 8.1>
vertical chronization V, and emits 15 command pulses
<EMI ID = 9.1>
tive of the vertical scan, which corresponds to the duration of a vertical scan excluding the vertical return time and is equal to 240 H. The control pulses are then transmitted to the line cathode controller 26, where their po-
<EMI ID = 10.1>
reverse peak (lasting 16H) and retaining 20 volts during the other period, and are applied to the cathodes of respective lines 201, 202, 203 ... 215. The line cathodes are always heated by a small direct current so as to emit electrons at any time, and the electrons are extracted, when the pulse of a selected line cathode is at its peak value (OU), by means of a positive electric field to be directed towards the vertical focusing electrode 3, then towards the other electrodes. During the period other than the peak (OU) of the pulses applied to a line cathode, as a result of the negative electric field formed by the application of a voltage of +20 volts, the line cathodes do not emit a beam d 'electrons.
That is, the 15 line cathodes emit electron beams in turn. Consequently, the line cathodes are activated in turn
from the upper cathode 201 to the lower cathode 215, each for a period of 16 hours. The emitted electrons are entrained towards the vertical focusing electrodes 3, 3 'and focused so as to form a horizontal beam of sheet-shaped electrons.
A vertical deflection control device 27 comprises a counter for counting the horizontal synchronization signal Hs and is reset to zero by the output pulses pl, p2 ... p15 of the vertical control pulse generator 25 and an analog converter / digital for the analog / digital conversion of the counting output. The control device 27 emits a pair of vertical deflection signals v, v ', which consist of a sawtooth wave rising in 16 steps,
and a sawtooth wave falling in 16 steps, respectively, both having a central tension equal to
<EMI ID = 11.1>
than the upper vertical deflection 13 and lower vertical deflection electrodes, respectively. As a result, the sheet-shaped electron beams are deflected vertically in stages in 16 steps, repeatedly. Consequently, a horizontal line displayed on the phosphor screen falls in stages from the upper position to the lower position in
16 steps in a vertically divided segment 221, 222 ... or 235 of figure 1.
As the activation of line cathodes is done in steps, one by one, going down, all periods
16H, when the horizontal line of the screen lowers and reaches the lower part of the first segment divided vertically 221, the next movement of the horizontal line on the screen begins at the upper position of the second segment divided vertically 222, and the same downward movement of the horizontal line occurs until this line reaches the bottom of the 15th vertically divided segment 235 (lowest segment), and the horizontal line returns to the top of the first segment 221.
That is, the vertical deviation of the horizontal line continues continuously from the top (horizontal line n [deg.] 1) to the bottom (n [deg.] 240, that is, say [(15 x 16) th] of screen 9, thus forming a frame of 240 horizontal lines.
The sheet-shaped electron beam is then divided into 320 rod-shaped electron beams having substantially round sections as they pass through the vertically oblong slots 14, 14 ... of
<EMI ID = 12.1>
vertically oblong slots 16, 16 ... of the electrode
<EMI ID = 13.1> horizontal focus 6. The current of the rod-shaped electron beams is controlled by a voltage applied to the respective er electrodes. strip of the beam control means 5, and the beams are further deflected by the horizontal deflection means 7, so
to take one of the three positions corresponding to the zones R, G and B of the screen 9, by means of horizontal deflection signals originating from the horizontal deflection control device 29.
A horizontal control pulse generator 28 comprises three stages of sequentially connected monostable multivibrators, the first stage of which is triggered by the horizontal synchronization signal H. This generator emits three pulses r, v and b having the same width. For example, an effective period of
<EMI ID = 14.1>
riodes for the pulses r, v and b; therefore, the pulses r, v and b each have a width of 16.7u seconds. The horizontal control pulses r, v and b are applied to the horizontal deflection control device 29 which is switched by these horizontal control pulses r, v and b and produces a pair of horizontal deflection signals h and h '. These signals h and h 'are signals increasing in three steps and signals decreasing in three steps, respectively, and these two types of
<EMI ID = 15.1>
arranged alternately in the horizontal deflection means 7. As a result, 320 rod-shaped electron beams are deflected at the same time towards the zones R, G or B of the same horizontal line of the screen.
Thus, the horizontal line of the screen displays � at some point a red image, at the moment following a green image, at the moment following a blue image, and at the next moment the line goes to the next lower line, where the process is repeated.
The beam intensity is controlled as follows:
The input composite video signal received at the input terminal 23 is applied to the chrominance demodulator 30 where the differential color signals R-Y and B-Y
<EMI ID = 16.1>
known matrix, and by processing these differential color signals with a luminance signal Y, primary color signals R, G and B are produced. The primary color signals R, G and B are applied to 320 sets of mo-
<EMI ID = 17.1>
each three sample hold circuits for color signals R, G and B. The output signals from the 960 sample hold circuits are applied to 320
<EMI ID = 18.1>
no three memories for color signals R, G and B.
On the other hand, a clock signal generator
<EMI ID = 19.1>
phase, and emits 6.4 MHz sampling clock pulses, which is controlled so as to have a predetermined phase difference with respect to the horizontal synchronization signal H. The clock pulses are applied to a sampling pulse generator 34, where, for example by means of a shift register of 320 states
<EMI ID = 20.1>
correspond to 320 picture elements in the horizontal direction on the screen 9, and their appearance is controlled so that there is a constant relationship with respect to the horizontal synchronization signal H. By applying the 320 sets of sampling pulses to the respective 320 sets of sample holding circuits, the sample holding circuits 311, 312 ... 31320 proceed with sampling and maintaining the R, G and B information of video signals. At the end of the sample hold for a horizontal line lors upon reception of the transfer signal St by the memories, the information contained by the samples is transferred in one
<EMI ID = 21.1>
second).
The R, G and B information of the video signal for the horizontal line stored in memories 3 <2> ,, <3> <2> 2 ... <3> <2> 320
<EMI ID = 22.1>
<3> 5320, which are electronic switches comprising analog gate circuits for the selective routing of the stored signals having a color R, G or B, to the respective strip electrodes 15 ,, 152 ... 15320 of the control means 5. The switching circuits
<EMI ID = 23.1>
by switching pulses from a switching pulse generator 36, which is itself controlled by the output pulses r, v and b of the horizontal control pulse generator 28. The electric switches
<EMI ID = 24.1>
of (= 50us / 3) so as to selectively communicate the information of the video signal of color R, G and B, in turn, each for 16.7u seconds.
At this stage, it will be noted that the distribution (phases)
<EMI ID = 25.1>
<3> 5320 and the horizontal deflection control device
29 must be fully synchronized, so as to avoid color impurity due to an undesirable mixing of a color signal with other color signals.
It results from the operation just described, that the phosphor screen displays an image of red color, of a horizontal line at a time, display followed by
a green color image of the horizontal line at a time, then a blue color image of the horizontal line at a time; then the same display occurs in the next horizontal line (bottom line) and thus, the af--
The layout of a frame with 240 horizontal lines is complete. The frame displays are repeated and the television picture can be obtained on the screen 9.,
In the case where the number of picture elements of a horizontal line is chosen to be double or triple the number of rod-shaped electron beams, each one being individually controlled by the electrodes
<EMI ID = 26.1>
image of the line and the number of memories must also be multiplied in the same way. Each electronic switch must selectively connect the outputs in the largest number of time-sharing memories to the corresponding beam control electrodes.
The primary colors of the phosphor zones are not necessarily limited to the combination of red, green and blue, but any other combination of primary phosphor color may be used.
According to the display device described above, a color video display is obtained. However, the device suffers from the following problems: the emission of light from the phosphor screen is not necessarily proportional to the input video signal, and the dimensions of the spot of the beam on the screen are inclined to be influenced by the video signal; these problems lead to poor gradation and poor resolution of the displayed image. As the present inventors have confirmed experimentally, the above problems are based on the fact that, as shown in FIG. 5, the relationship between the voltage of the control signal applied to the beam control electrode 5 and the current of the beam of electrons does not have good linearity.
It is assumed that the reason for the poor linearity of the characteristic of the control signal as a function of the beam current is that, when the voltage of the control signal is changed, the characteristic of the electrostatic lens system is also changed, which
results in a deterioration of the convergence conditions of the electron beams and in an unexpected bombardment of the various electrodes by the electron beams. That is, as a result of variations
of the video signal, the voltage distributions among the deflection electrodes 4, 7 or the convergence electrodes
3, 3 ', 6 can be influenced by the variation of the video signal, and the convergence of the electron beams can be lost, resulting in a loss of linearity between the video signal and the brightness, as well as a change of the dimensions of the electron beam spot with deterioration of the resolution of the displayed image.
The device according to the present invention, described below in conjunction with Figures 6 to 10, allows
to solve these problems of changing the dimensions of the spotlights displayed of the beams and of poor linearity of
the brightness as a function of the video signal.
The characteristic of the device shown in Figure 6 and the following figures is to produce
a pulse width modulation signal based on the video signal (more particularly, for example, the signal R, G and B), this signal being applied to the electrodes of
<EMI ID = 27.1>
The details of this embodiment of the invention are described in connection with the circuit diagram in FIG. 6.
In the circuit of figure 6, almost all the parts have a construction similar to that of the circuit of figure 3, but 320 width modulators
<EMI ID = 28.1>
for colors R, G and B is provided between the output terminals for the respective colors of memories 32 ,,
<EMI ID = 29.1>
of electronic switches 35., 352 ... <3> 5320.
A practical example of a pulse width modulator which can be used to constitute one of the modul
<EMI ID = 30.1> waveform to illustrate the operation of this circuit is shown in Figure 8. In this circuit,
a sample holding output A represented in FIG. 8, coming from a memory 32. (j = 1, 2 ... or 320), is applied to an input terminal 38, and a signal of re-
<EMI ID = 31.1>
saw is applied to another input terminal 39. The period of the reference signal must have a value sufficient
<EMI ID = 32.1>
impedance) by transistors 40 and 41 and synthesized
on a resistor 42 so as to form a superimposed signal of the two which is output via a capacitor
43. receiving an appropriate bias voltage from a transistor 44.1 superimposed output signal is applied to a clipping circuit 49 comprising diodes 45 and 46 and voltage sources 47 and 48. The voltages El, E2 sources are chosen so as to have appropriate values as indicated in C of FIG. 8; Therefore,
by a clipping effect, a signal having a D waveform
(figure 8) is produced and applied to the base of a transistor
49. The signal is then taken via a potentiometer 50 and applied to a switching circuit comprising transistors 51, 52 and 53, where the voltage E3 is switched, from which production results, to the terminal Release
55, an output signal modulated in pulse width
having a constant voltage, the pulse width or the duty cycle being modulated in response to the input video signal applied to terminal 38.
By applying these width modulated signals
<EMI ID = 33.1>
electron beams, the rod-shaped electron beams are caused to pass only for the duration of the respective pulse widths, and therefore the average currents of the electron beams, therefore the emission of light from of the phosphor screen, can be controlled in response to the video signal. So by order
of the average current of the electron beam by the signal modulated in pulse width, a color video display is obtained. As the amplitude or voltage E3 of the com-
<EMI ID = 34.1>
electron skins can be made constant whatever
the pulse width, as shown in E3 of FIG. 8, an optimum voltage can be chosen for good focusing of the electrostatic lens system, in order to obtain the best resolution of the displayed image.
For the pulse width modulation circuits, it is possible to use another known circuit using circuits with digital elements.
The device of FIG. 6 can be modified by changing the arrangement of the pulse width modulation circuits, to place them between the output terminals.
<EMI ID = 35.1>
15, 152 ... 15320 electron beam control trodes, as shown in FIG. 11. In this construction variant, the number of elementary pulse width modulation circuits can be reduced to a third of the one in figure 6.
In a color display device when there is a lack of uniformity or an irregularity in the finish of the phosphor zones R, G and B, or the efficiency of their emission, or a change in the color temperature of lighting of a room around the display device, it is necessary to readjust the white balance of the display device.
Such an adjustment can be made by changing or modifying the ratio between impacts of electron beams
<EMI ID = 36.1>
that such an adjustment of an electron beam, variable attenuators allowing the adjustment of the output signal can be provided at the output terminals of the memories R, G and B of the 320 sets of memories for the adjustment of these variable attenuators . However, it is not convenient to anticipate such a quantity (960) of attenuators with manual control as for the volume, the cost and the operations of adjustment.
If the video signal voltage amplitudes
for some colors are adjusted for white balance, as mentioned in detail, such an amplitude adjustment necessarily causes deterioration
of the resolution of the displayed image.
On the contrary, according to experimental research carried out by the present inventors, the adjustment of the white balance can be carried out satisfactorily by controlling the pulse width of the control signal of the electron beam, from which results an adjustment of the relationship between the impact times of the electron beams of the three primary colors.
Figure 9 shows an example of a generator
28 horizontal control pulses and generator
36 of switching pulses of Figure 6, which adjust the white balance by adjusting the pulse width. The generator 28 comprises two monostable multivibrators 56x and 56y, which are both triggered by a horizontal synchronization pulse represented at H in FIG. 10, and emits a pulse
x (figure 10) having a width equal to a third of the part
<EMI ID = 37.1>
a pulse y (FIG. 10) having a width equal to
2/3 at the back of the horizontal scan time of
50u second. Pulse x is thus used as a horizontal control pulse r for R, and pulse v for V is obtained by synthesizing the inverted signal of x and the pulse y in an AND gate 57v, and the pulse b for B is obtained by synthesizing the pulse x and the inverted signal of y in an AND gate 57b. These pulse signals r,
v and b have the same width and are applied to the device
29 horizontal deflection control.
On the other hand, in the switching pulse generator 36, three monostable multivibrators 58r, 58v and 58b are triggered by the edges of the horizontal control pulses r, v and b, and emit the switching pulses r ', v' and b 'of Figures 9 and 10, respectively, which are applied to electronic switches
351, 352 ...
35320 'The pulse widths or duty cycles of the output switching pulses r', v 'and b' of the multivibrators 58r, 58v and 58b are adjustable between the same pulse widths as those of the horizontal control pulses r, v and b or at slightly shorter widths than these (e.g. 20 due), and can be adjusted by adjusting variable resistors 59r, 59v and 59b, which are connected between the power source and the power points multivibrators
58r, 58v and 58b, respectively. Therefore, the adjustment of the white balance can be done by adjusting the pulse widths or the duty cycles of the pulses.
<EMI ID = 38.1>
variables 59r, 59v, 59b, respectively. For example, the trailing edges of the pulses r ', v' and / or b 'are adjusted, as shown by r', v 'and b' in Figure 10. As a result, the ratio of the widths of the switching pulses r ', v' and b 'is adjusted relatively, and therefore the ratio of light emissions from phosphors R, G and B is adjusted. For example, when you want to adjust the white balance to be a little reddish, the width of the switching pulse r 'is set to the maximum width of 16.7u second and the widths of the other pulses of switching v 'and b' are made smaller. Adjustment for a different type of white, greenish or bluish balance can be done in the same way.
As shown, in the circuit of Figure 9, the only adjustment of one, two or three variable resistors 59r, 59v and 59b, allows to easily adjust the white balance, and the cost
and the volume of the device are reasonable.
A variant of white balancing means can be obtained by connecting in cascade (that is to say by sequence of stages) the three monostable multivibrators, the width of the output pulse of which is adjustable, by triggering the first monostable multivibrator by the horizontal synchronization pulse, and by outputting the switching pulses r ', v' and b 'at the output terminals
Q of multivibrators. In this system, since the
<EMI ID = 39.1>
cascade, the edges of the switching pulses v 'and b' can enter the distribution period for the other pulses, for example r 'and v', respectively, resulting in a deterioration in the purity of the colors. In order to face the previous problem, the device 29 for controlling horizontal deflection can be triggered by the switching pulses r ', v' and b 'instead of the horizontal deflection pulses r, v and b.
The pulse width setting mentioned above
<EMI ID = 40.1>
ple by using counters so as to produce switching pulses having the desired pulse width, provision is made for a change in the number of counts established.
Thanks to the modifications of the width of the switching pulses r ', v' and b; described above, the average currents of the electron beams can be freely adjusted, resulting in a white balance with maintenance at
<EMI ID = 41.1> consistent with maintaining optimum conditions to obtain a high resolution of the cathode ray tube.
In the preceding description, the expression "horizontal" means the horizontal direction of display of the lines on the screen, and "vertical" the direction of shifting of the lines displayed towards the next line so as to form a frame, and, by therefore, these expressions are not limited to the absolute spatial relationship of the screen.
The primary colors of the phosphor zones are not necessarily limited to the combination R, G and 8, but any other combination can be used as primary colors of the phosphors.
The present invention is not limited to the embodiments which have just been described, it is on the contrary liable to modifications and variants which will appear to those skilled in the art.
CLAIMS
1 - Video image display device, comprising:
a source of electron beams intended to emit at least one electron beam,
- a phosphor screen comprising a phosphor layer which emits light upon impact by the electron beam,
- a means of convergence of electron beams,
an electrostatic deflection means intended to deflect the electron beam before its impact on the phosphor screen,
an electron beam control means intended to control the intensity of the electron beam, from which there results a control of the emission of light from the phosphor screen,
characterized in that the electron beam control means receives a control signal which is modulated in pulse width by the information of the video signal to be displayed.