JP2000032485A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各単位ラスターの回転を制御する機能を付加
し、環境磁界のスクリーン面に垂直な成分により発生す
る単位ラスターの回転に起因する画質劣化を抑えること
ができる画像表示装置を提供する。 【解決手段】 スクリーン面上で電子ビームを水平及び
垂直方向にに走査する電極を有し、スクリーン面に垂直
な磁界成分を検出する磁気センサ３１と、その検出出力
に応じて垂直走査信号の振幅を制御する可変利得増幅器
３２，３３と、振幅を制御された垂直走査信号を水平走
査信号に加算して得た新たな水平走査信号を水平偏向電
極６に印加する加算回路３４，３５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビジョ
ン受像機、計算機の端末ディスプレイ等に用いられる画
像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来技術に係る画像表示装置の
分解斜視図を示している。この従来技術に係る画像表示
装置は、後方（図中左側）から前方（図中右側）に向か
って順に、背面電極１、ビーム源としての線陰極群２、
ビーム引き出し電極３、制御電極４、集束電極５、水平
走査電極６、垂直走査電極７及びスクリーン８が配置さ
れ、これらの各構成要素が真空容器（図示省略）の内部
に収納されて構成されている。

【０００３】ビーム源としての線陰極群２は、水平方向
に線状に分布する電子ビームを発生するように水平方向
に架張された複数の線陰極からなり、これらの線陰極が
垂直方向に所定のピッチで設けられている。一例とし
て、垂直方向の各線陰極間のピッチは５．５ｍｍであ
り、線陰極の数は１９本である。各線陰極の符号を２ａ
〜２ｓとする。ただし、図４では見やすさのために４本
の線陰極２ａ〜２ｄのみを描いている。これらの線陰極
２ａ〜２ｓは、例えば、直径が１０〜３０μｍのタング
ステン線の表面に酸化物陰極材料を塗布して構成されて
いる。そして、上方の線陰極２ａから下方の２ｓまで順
に一定時間（例えば１２水平走査期間）ずつ、電子ビー
ムを放出するように制御されている。

【０００４】背面電極１は、駆動中の線陰極以外の線陰
極からの電子ビームの発生を抑止すると共に、電子ビー
ムをアノード方向のみに押し出す機能を有している。ま
た、図４に真空容器は描かれていないが、背面電極１が
真空容器の背面を兼ねる構造とすることもできる。

【０００５】ビーム引き出し電極３は、貫通孔１０が複
数個形成された導電板１１を用いて構成されており、線
陰極群２から放出された電子ビームを貫通孔１０を通し
て水平方向に複数に区分して取り出す機能を有してい
る。したがって、導電板１１の貫通孔１０は、線陰極２
ａ〜２ｓのそれぞれと対向する位置で、かつ、水平方向
に一定間隔で設けられている。一例として、１０７個の
貫通孔１０が水平方向のピッチ１．２８ｍｍで設けられ
ている。

【０００６】制御電極４は、ビーム引き出し電極３の各
貫通孔１０と対向する位置に貫通孔１４を有する垂直方
向に長い導電板１５を１０７本用いて構成されている。
ただし、図４では見やすさのために、９本の導電板１５
のみが描かれている。この制御電極４は、水平方向に１
０７区分された電子ビームの通過量を各区分に対応する
映像信号に基づいて一斉に変調する。

【０００７】なお、１区分当たり２画素を割り当て、各
画素はＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３原色
（蛍光体）で構成されるので、各区分に対応する２（画
素）×３（原色）の６種類の信号が、後述する水平偏向
と同期して１水平走査期間内に時分割で順次加えられ
る。

【０００８】集束電極５は、複数の貫通孔１６を有する
導電板１７を用いて構成されており、電子ビームを集束
させる機能を有している。この導電板１７は、制御電極
４に設けられた各貫通孔１４に対向する位置に貫通孔１
６を備えている。

【０００９】水平走査電極６は、集束電極５に形成され
ている貫通孔１６の縦方向の並びを挟むように配置され
た一対の垂直方向に延びる櫛状の導電板１８，１８’を
用いて構成されている。水平走査電極６は、水平方向に
１０７区分された電子ビームを一斉に水平方向に走査
し、１水平走査期間内にスクリーン８上のＲ，Ｇ，Ｂの
原色蛍光体ストライプ２組分を６段階に順次照射し発光
させるように機能する。

【００１０】垂直走査電極７は、集束電極５に形成され
ている貫通孔１６の横方向の並びを挟むように配置され
た一対の水平方向に延びる櫛状の導電板１９，１９’を
用いて構成されている。両導電板１９，１９’には垂直
偏向用電圧が印加され、これによって垂直走査電極７は
電子ビームを垂直方向に走査させる。例えば、１９本の
線陰極２ａ〜２ｓから放出される電子ビームを各々１２
段階、すなわち１２水平走査線分ずつ走査し、スクリー
ン８上に垂直方向に２２８本の水平走査ラインを描いて
いる。

【００１１】上記のように、従来技術に係る画像表示装
置は、１９本の線陰極２ａ〜２ｓに対応して垂直方向に
１９本、制御電極４を構成する複数本の導電板１５に対
応して水平方向に１０７本配列された計１９×１０７本
の電子ビームをスクリーン上の所定領域、すなわち垂直
方向に１９本の線陰極の配列ピッチ相当、水平方向にビ
ーム引き出し電極３の貫通孔１０の配列ピッチ相当の領
域にわたって走査する。これにより、１９×１０７個の
単位ラスターをスクリーン上で一つに合成して画像を表
示する。１本の電子ビームの偏向量が少なくてよいので
スクリーン８までの距離を小さくすることができ、薄型
の表示装置を実現することができる。

【００１２】スクリーン８は、ガラス板を用いて構成さ
れており、このガラス板の裏面には、電子ビームの照射
により発光するＲ，Ｇ，Ｂの原色蛍光体が、黒色ガード
バンドを介してストライプ状に塗布されており、これら
の上にはメタルバックが付加されている（図示省略）。
図４において、スクリーン８に描かれた破線及び二点鎖
線で仕切られた１つの区画は１本の電子ビームの走査領
域を示している。破線は、複数本の線陰極２ａ〜２ｓの
それぞれに対応し、二点鎖線は、制御電極４を構成して
いる複数本の導電板１５の各々に対応する。

【００１３】これらの破線及び二点鎖線で仕切られた１
つの区画、すなわち１本の電子ビームの走査領域には、
図５の拡大図に示すように、垂直方向に延びるＲ，Ｇ，
Ｂの原色蛍光体ストライプ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが、
水平方向に黒色ガードバンド２２を挟んで２組形成され
ている。垂直方向には、水平方向に延びるラインが１２
ライン分形成されている。１区画の大きさは例えば、水
平方向に１．０ｍｍ、垂直方向に４．４ｍｍである。な
お、図５の縦横比は実際の縦横比とは異なっている。

【００１４】つぎに、図６を用いてこの画像表示装置の
駆動方法を説明する。図６は画像表示装置の各電極の駆
動信号波形を示している。信号Ｋａ〜Ｋｓは１９本の線
陰極２ａ〜２ｓのそれぞれに対応する１９個の線陰極駆
動パルスである。各パルスは、１２水平期間だけがＬレ
ベルであり、この期間のみ、対応する線陰極から電子ビ
ームが照射される。１２水平期間に相当するＬレベル期
間は線陰極２ａから線陰極２ｓまで順に１２水平走査期
間ずつずれている。

【００１５】信号Ｖ，Ｖ’は垂直走査信号であり、線陰
極駆動パルスによって各線陰極が電子ビームを放出して
いる期間（１２水平期間）内において、１水平期間ごと
に電位が順次上昇又は下降する１２段の階段波形を有す
る。１９本の線陰極２ａ〜２ｓから放出される電子ビー
ムを各々１２段階、すなわち１２水平走査線分づつ走査
することにより、スクリーン８上に垂直方向に合計２２
８本の水平走査ラインを描く。

【００１６】信号Ｈ，Ｈ’は水平走査信号であり、１水
平期間内において、電位が６段階に順次上昇又は下降す
る６段の階段波形であり、水平方向に１０７区分された
電子ビームを一斉に水平方向に走査し、スクリーン８上
のＲ，Ｇ，Ｂの原色蛍光体ストライプ２組分を順次照射
する。以上のような駆動によりスクリーン上に１９×１
０７個の単位ラスターが描かれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像表示装置において、設置場所の地磁気
等の環境磁界により各電子ビームにずれが生じ画質が劣
化するという問題がある。特に環境磁界のスクリーン面
に垂直な成分により、１９×１０７個の単位ラスターに
回転が生じ各単位ラスター間の境界が目立つといった通
常のＣＲＴには見られない特有の画像劣化が生ずること
がある。

【００１８】その様子を図７及び８を用いて説明する。
図７は、画像表示装置における電子ビームに対する磁界
の影響を模式的に示した説明図である。図７において、
ＶＤは垂直偏向電極面、ＳＣはスクリーン面をそれぞれ
示している。また、スクリーン面の水平方向及び垂直方
向をＨ及びＶで示し、スクリーン面に垂直な方向をＺで
示している。Ｔｏ，Ｔｕ及びＴｄは、垂直偏向を受けて
いない電子ビーム、上方向に偏向走査された電子ビー
ム、及び下方向に偏向走査された電子をビームをそれぞ
れ示している。Ｂｚは環境磁界のスクリーン面に垂直な
成分を示し、スクリーン面から線陰極への向きを有す
る。

【００１９】上記のような条件下で磁界Ｂの電子ビーム
への影響を考えると、電子ビームＴｏについては、磁界
Ｂｚの方向と一致しているので、磁界Ｂｚの影響は受け
ない。電子ビームＴｕについては、電子ビームの上方向
の速度成分Ｖｖと磁界Ｂｚの積に比例する左方向ローレ
ンツ力Ｆｈが発生するので、電子ビームは左方向に曲げ
られる。電子ビームＴｄについては、電子ビームの下方
向の速度成分Ｖｖ’と磁界Ｂｚの積に比例した右方向ロ
ーレンツ力Ｆｈ’が発生し、電子ビームは右方向に曲げ
られる。すなわち電子ビームが垂直方向に走査される
と、スクリーン上に描かれるラスターは環境磁界のスク
リーン面に垂直な成分に比例した量の時計回りの回転を
受けることになる。

【００２０】図８はスクリーン面の拡大図であり、単位
ラスターに上記のような回転が生じ、上下端部で電子ビ
ームの一部が黒色ガードバンドにかかっている状態を示
している。この場合、上下端部で電子ビームの一部が発
光に寄与しないので、輝度低下が生ずる。更に電子ビー
ムの回転が大きくなって、隣接する蛍光体ストライプに
まで照射されると混色が発生し、スクリーン全体では各
単位ラスター間の垂直方向境界部に横縞模様が入ったよ
うに見える。

【００２１】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、各単位ラスターの回転を制御
する機能を付加し、環境磁界のスクリーン面に垂直な成
分により発生する単位ラスターの回転に起因する画質劣
化を抑えることができる画像表示装置を提供することを
目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像表示装
置は、複数の電子ビーム源より照射された複数の電子ビ
ームがスクリーン上のそれぞれの所定領域内を水平方向
及び垂直方向に走査することにより複数の単位ラスター
を描き、前記複数の単位ラスターがスクリーン上で合成
されることによりスクリーン全体として１つの画像を表
示する画像表示装置において、スクリーン面に垂直な環
境磁界成分を検出する磁気センサと、前記複数の電子ビ
ームを水平方向に走査するための走査信号及び垂直方向
に走査するための走査信号のうちの一方の振幅を前記磁
気センサの出力に応じて制御する手段と、振幅が制御さ
れた走査信号を他方の走査信号に加算してスクリーン上
に描かれる各単位ラスターの回転を制御する手段とを有
することを特徴とする。

【００２３】上記の構成によれば、スクリーン面に垂直
な磁界成分を検出する磁気センサの出力に基づいて、ス
クリーン上に描かれる各単位ラスターの回転が補正さ
れ、従来の課題であった環境磁界により発生する単位ラ
スターの回転に起因する画質劣化を抑えることができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る
画像表示装置を示している。図１の上部に画像表示装置
の分解斜視図が描かれ、その下に、磁気センサ３１の出
力に基づいて各単位ラスターの回転を制御するための回
路構成がブロック図で示されている。また、図１に示さ
れた各回路ブロックの信号波形を各電極の基本駆動信号
波形と共に図２に示す。本実施形態の画像表示装置は、
従来技術として図４等を用いて説明した画像表示装置
に、環境磁界のスクリーン面に垂直な成分により発生す
る１９×１０７個の単位ラスターの回転を補正するため
の構成を付加したものである。

【００２５】図１において、磁気センサ３１は、スクリ
ーン面に垂直な磁界成分に比例した信号Ｖｍを出力す
る。磁気センサ３１として、例えば地磁気等の微弱な磁
界の検出に優れたフラックスゲート方式のセンサを用い
ることが好ましい。３２，３３は、垂直走査信号Ｖ，
Ｖ’の振幅を磁気センサ３１の出力に応じて制御する手
段に相当する可変利得増幅器である。可変利得増幅器３
２，３３は、利得制御信号すなわち磁気センサ３１の出
力Ｖｍに比例した利得で垂直走査信号Ｖ，Ｖ’を増幅し
たラスター回転制御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’を出力す
る。３４，３５は加算回路であり、ラスター回転制御信
号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’を水平走査信号Ｈ，Ｈ’に加算
して得た新たな水平走査信号Ｈｒｏｔ，Ｈｒｏｔ’を水
平走査電極６に印加する。

【００２６】上記のようなラスター回転補正回路による
スクリーン面上のラスターの動きを図３に模式的に示
す。上記の構成によれば可変利得増幅器３２，３３より
出力されるラスター回転制御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’
の振幅は磁気センサ３１により検出されたスクリーン面
に垂直な磁界成分に比例する。このようなラスター回転
制御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’を水平走査信号Ｈ，Ｈ’
に加算して得られた新たな水平走査信号Ｈｒｏｔ，Ｈｒ
ｏｔ’を水平走査電極６に印加した場合、各線陰極より
照射される電子ビームは、元の水平走査信号Ｈ，Ｈ’に
よるＲ，Ｇ，Ｂの原色蛍光体ストライプ２組分６段階の
水平方向の走査と、垂直走査信号Ｖ，Ｖ’による垂直方
向の１２水平走査線分の走査に加えて、ラスター回転制
御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’による１２水平走査期間周
期の水平方向の走査成分を受けることになる。その結
果、各電子ビームがスクリーン上に描く各単位ラスター
は、図３に示すような回転を受ける。その回転量はスク
リーン面に垂直な磁界成分に比例している。

【００２７】したがって、磁気センサ３１の感度調整等
により、回路ループのゲイン、すなわち、Ｖｒｏｔ及び
Ｖｒｏｔ’の振幅と磁気センサ３１により検出されるス
クリーン面に垂直な磁界成分との比を適切な値に調整す
ることにより、ラスター回転制御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏ
ｔ’による単位ラスターの回転（図３）と環境磁界のス
クリーン面に垂直な成分により発生する単位ラスターの
回転（図８）とを相殺することができる。

【００２８】以上のように、本実施形態に係る画像表示
装置によれば、磁気センサ３１がスクリーン面に垂直な
磁界成分を検出し、その検出出力に基づいて可変利得増
幅器３２，３３が垂直走査信号Ｖ，Ｖ’の振幅を制御し
てスクリーン面に垂直な磁界に比例した振幅のラスター
回転制御信号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’を得、加算回路３
４，３５が水平走査信号Ｈ，Ｈ’にラスター回転制御信
号Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’を加算して得た新たな水平走査
信号Ｈｒｏｔ，Ｈｒｏｔ’を水平走査電極６に印加す
る。これにより、各単位ラスターにスクリーン面に垂直
な磁界成分の強度に比例した回転を与えることができ、
この回転により環境磁界のスクリーン面に垂直な成分に
より発生する１９×１０７個の単位ラスターの回転を補
正することができる。

【００２９】なお、本実施形態では、スクリーン面に垂
直な磁界成分に応じて垂直走査信号の振幅を制御して水
平走査信号に加算する構成としたが、これは垂直方向の
走査範囲４．４ｍｍが水平方向の走査範囲１ｍｍに比べ
て大きいからである。つまり、単位ラスターの回転が実
質的に、垂直方向の走査に伴う水平方向の位置ずれ現象
として画質に影響するので、この位置ずれを解消するこ
とを目的としている。

【００３０】しかしながら、本発明はこの実施形態の構
成に限定されるわけではなく、例えば、水平方向の走査
範囲が垂直方向の走査範囲に比較して相対的に大きく設
定された画像表示装置の場合は、スクリーン面に垂直な
磁界成分に応じて水平方向の走査信号の振幅を制御して
垂直走査信号に加算する構成が有効になる。また、この
構成と実施形態の構成の両方を備えた画像表示装置も考
えられる。

【００３１】また、磁気センサは、前述のように、地磁
気等の微弱な磁界の検出に優れたフラックスゲート方式
のセンサを用いることが好ましいが、これに限らず他方
式の磁気センサ、例えば、ホール素子等を用いることも
可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
装置によれば、スクリーン面に垂直な磁界成分を磁気セ
ンサが検出し、その検出出力に応じて水平走査信号及び
垂直走査信号の一方の振幅を制御して他方の走査信号に
加算することによって、スクリーン上に描かれる各単位
ラスターの回転が補正される。これにより、環境磁界の
スクリーン面に垂直な成分に起因する画質劣化を抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置の構成図

【図２】図１の画像表示装置における各回路ブロックの
信号波形を示す図

【図３】図１の画像表示装置におけるスクリーン面上で
のビームスポットの回転を説明するための模式図

【図４】従来技術に係る画像表示装置の分解斜視図

【図５】図４の画像表示装置を構成するスクリーンの一
区画を示す拡大図

【図６】図４の画像表示装置の駆動信号波形を示す図

【図７】図４の画像表示装置の電子ビームに対する磁界
の影響を説明するための図

【図８】図４の画像表示装置の磁界の影響によるスクリ
ーン面上でのビームスポットの回転を説明するための模
式図

【符号の説明】

１ 背面電極 ２ 陰極線群 ２ａ〜２ｄ 陰極線 ３ ビーム引き出し電極 ４ 制御電極 ５ 集束電極 ６ 水平走査電極 ７ 垂直走査電極 ８ スクリーン １０，１４，１６ 貫通孔 １１，１５，１７ 導電板 １８，１８’ 櫛状導電板 １９，１９’ 櫛状導電板 ２０Ｒ Ｒ（赤）の原色蛍光体ストライプ ２０Ｂ Ｇ（緑）の原色蛍光体ストライプ ２０Ｇ Ｂ（青）の原色蛍光体ストライプ ２２ 黒色ガードバンド ３１ 磁気センサ ３２，３３ 可変利得増幅器 ３４，３５ 加算回路 Ｖｍ スクリーン面に垂直な磁界成分に比例した信号 Ｖ，Ｖ’ 垂直走査信号 Ｖｒｏｔ，Ｖｒｏｔ’ ラスター回転制御信号 Ｈｒｏｔ，Ｈｒｏｔ’ 水平走査信号 Ｈ，Ｈ’ 元の水平走査信号 Ｔｕ，Ｔｏ，Ｔｄ ビーム軌道 Ｂｚ 環境磁界のスクリーン面に素直な成分 Ｖｖ ビームの上方向の速度成分 Ｖｖ’ ビームの下方向の速度成分 Ｆｈ 左方向ローレンツ力 Ｆｈ’ 右方向ローレンツ力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C060 AA01 BA02 BA07 BC01 BD03 BE03 BE09 CA07 HA00 HB16 5C082 AA21 BA34 BC05 BD01 CA81 CA85 DA76 MM10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電子ビーム源より照射された複数
   の電子ビームがスクリーン上のそれぞれの所定領域内を
   水平方向及び垂直方向に走査することにより複数の単位
   ラスターを描き、前記複数の単位ラスターがスクリーン
   上で合成されることによりスクリーン全体として１つの
   画像を表示する画像表示装置において、 スクリーン面に垂直な環境磁界成分を検出する磁気セン
   サと、前記複数の電子ビームを水平方向に走査するため
   の走査信号及び垂直方向に走査するための走査信号のう
   ちの一方の振幅を前記磁気センサの出力に応じて制御す
   る手段と、振幅が制御された走査信号を他方の走査信号
   に加算してスクリーン上に描かれる各単位ラスターの回
   転を制御する手段とを有する画像表示装置。