JP2005026111A - Index color cathode-ray tube - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー陰極線管に係り、特に蛍光面にビーム位置を把握するためのインデックス用蛍光体を配置したインデックス型のカラー陰極線管に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管は、ほぼ矩形状の有効部を有したパネルと、このパネルに連接されたファンネルと、ファンネルの小径部に連接された円筒状のネックとからなる真空外囲器を備えている。パネルの有効部内面には、青、緑、赤に発光するドット状またはストライプ状の3色蛍光体層、および遮光層からなる蛍光体スクリーンが形成されている。また、真空外囲器内には、この蛍光体スクリーンに対向してシャドウマスクが配置され、このシャドウマスクには、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔が形成されている。ネック内には、3電子ビームを放出する電子銃が配設されているとともに、ネック外周からファンネルの外周面にかけて偏向ヨークが装着されている。
【0003】
上記構成のカラー陰極線管では、電子銃から放出された3電子ビームを偏向ヨークの発生する水平、垂直偏向磁界により水平、垂直方向に偏向するとともに、シャドウマスクの電子ビーム通過孔により電子ビームを選別し、蛍光体スクリーンの蛍光体層に入射させることにより、カラー画像を表示する。
【0004】
このようなカラー陰極線管の課題として、エネルギー利用効率がある。上記のように、カラー陰極線管では、電子銃から出たビームを色選別電極であるシャドウマスクに配置された多数の開孔を通過させ、蛍光面を発光させる。ところが、電子銃から発射された電子ビームのうち約80%はシャドウマスクに衝突し、残りの約20%のみがシャドウマスクの開孔を通過し、蛍光面を発光させているにすぎない。シャドウマスクに衝突した電子ビームのエネルギーの大部分は熱に変化し、シャドウマスクの熱膨張を引き起こしている。シャドウマスクに衝突し熱に変化したエネルギー分を蛍光面の発光に利用できれば、輝度の大幅な向上が見込め、更にダイナミックな映像や、屋外での使用など、利用範囲が大幅に拡大する。
【0005】
このような課題を解決するための一つの方法として、インデックス管と呼ばれるシステムのカラー陰極線管が知られている。このインデックス管は、通常のカラー陰極線管と略同一の外形を有し、パネル、ファンネル、ネックからなり、ネック内には電子銃が配置されている。パネル内面には、ストライプ状の赤、緑、青の3色の蛍光体が配置され、そのストライプは画面の短軸方向に延びている。各色の蛍光体の間には黒色の非発光体からなるストライプ状の非発光層が設けられている。蛍光面の電子銃側には、通常はアルミで膜からなるメタルバックと呼ばれる金属蒸着膜が配置されている。このアルミ膜は金属光沢を有しているため、鏡の様に蛍光体からの光および、後述するインデックス蛍光体からの光をそれぞれの方向に反射させる。
【0006】
インデックス管の場合、アルミ層の電子銃側に、インデックス蛍光体が更に形成され、ストライプ状の非発光層上にあたる場所に配置されている。そして、インデックス管では、通常のカラー陰極線管に配置されるシャドウマスクは配置されていない。
【0007】
このようなインデックス管において、電子銃から発射された電子ビームはファンネルに取り付けられた偏向ヨークにより偏向され蛍光面に向かう。この電子ビームがインデックス蛍光体に衝突した場合にはインデックス蛍光体が発光し、その光はアルミ膜により反射され画面上には向かわず、ファンネル側に向かう。この光はファンネル外に設けられたフォトダイオードなどで構成されたピックアップ装置により受光される。ピックアップ装置はその他の回路と連動し、現在の電子ビーム位置を検出することができる。検出された現在の電子ビーム位置に基づいて、次に発光させる蛍光体に合わせて電子ビームを発射することで、さまざまな画像を表示することが可能となる。このような縦ストライプ型のインデックス管は古くから開発されてきたが、大型化、高精細化が困難であり、現在主流となっていない。
【0008】
近年、横ストライプ型のインデックス管が開発されつつある。この横ストライプ型のインデックス管において、赤、緑、青のストライプ状の蛍光体およびストライプ状の非発光層は、その方向が画面の横方向(水平軸方向)に伸びるように配置されている。そして、蛍光面の電子銃側にはメタルバック層が配置され、その電子銃側にインデックス蛍光体が配置されている。このインデックス蛍光体はストライプ状の非発光部の上に配置されている。そのため、このインデックス蛍光体も画面横方向に伸びている。インデックス蛍光体は2種類あり、それぞれが交互に配置されている。
【0009】
電子銃からは1本または3本の電子ビームが発射され、画面横方向に偏向ヨークにより偏向される。偏向された電子ビームは横方向に伸びる赤、緑、青の蛍光体の上を走査され、画面の位置に応じて電子ビームの電流量を変化させることで画像を描き出す。
【0010】
この際、電子ビームが所定の蛍光体上に位置していると、非発光層上に配置された2種類のインデックス蛍光体にはほぼ同程度の電子ビームが衝突し、両方のインデックス蛍光体が同程度発光する。しかし、電子ビームの位置が所定の蛍光体層の位置からずれると、いずれか一方のインデックス蛍光体に多くの電子ビームが衝突することになる。これら2種類のインデックス蛍光体からの発光量の大小に応じて、所定の蛍光体に対する電子ビームのズレを感知し、そのずれ量に応じて電子ビーム位置を補正する。電子ビーム位置は、偏向ヨーク近傍または内部に配置された多極子の磁界を発生するコイルなどからなるビーム位置補正装置によって補正することが可能である(例えば、非特許文献1、2、3参照)。
【0011】
【非特許文献1】
エッチ.ビー.ヴァン・デン・ブリンク(H.B. van den Brink)、オー.エッチ.ウィレムセン(O.H. Willemsen)著、「トラッキング システム オブ ファスト インテリジェント トラッキング(F!T)チューブ (Tracking system of the Fast Intelligent Tracking (F!T) tube)」 、情報表示協会、フィリップス リサーチ 研究所、2002年12月、p571〜574
【0012】
【非特許文献2】
エイ.エッチ.バーグマン (A.H. Bergman)、エッチ.ビー.ヴァン・デン・ブリンク(H.B. van den Brink)、エフ.ピー.エム.ブゼラー (F.P.M Budzelaar) 、ピー.ジェー.エンゲラー (P.J.Engelaar) 、エイ.エッチ.エム.ホルツラグ (A.H.M.Holtslag) 、ダブル.エル.アイゼーマン(W.L.IJzerman) 、エム.ピー.シー.エム.クリジン (M.P.C.M.Krijn) 、ピー.ジェー.ジー.ヴァン・リエショット (P.J.G.van Lieshout) 、エイ.ノタリ (A. Notari) 、オー.エッチ.ウィレムセン(O.H. Willemsen)著、「44.1:ファスト インテリジェント トラッキング(F!T)チューブ: シャドウマスク無しシーアールティ (44.1: The Fast Intelligent Tracking (F!T) tube: A CRT without a Shadow Mask)」 、オランダ、エインドホヴェン (Eindhoven) 、情報表示協会、フィリップス リサーチ 研究所、2002年5月、p1210〜1213
【0013】
【非特許文献3】
レムコ.ホーン (Remko Horne) 著、「44.2:スケーイリングアップ (F!T)シーアールティ テクノロジー (44.2: Scaling−up the F!T CRT Technology)」 、オランダ、エインドホヴェン (Eindhoven) 、情報表示協会、エルジー.フィリップス ディスプレイ、2002年5月、p1214〜1217
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなインデックス管において次のような問題があった。上記した横ストライプ型のインデックス管においては、電子ビームの位置を知るためにはビームにより発光したインデックス蛍光体の光が必要となる。一般に、電子銃から放出され蛍光面に射突した電子ビームの径は、高電流時に大きくなり、低電流時に小さくなる。そのため、高電流時、電子ビームは、所定の蛍光体位置に射突すると、蛍光体の上下にあるインデックス蛍光体にも射突し、これらのインデック蛍光体を発光させることができる。しかし、低電流時には、電子ビームが所定の蛍光体に射突しても、インデックス蛍光体まで十分発光させることは難しい。従って、電子ビームの位置を正確に検出するためには、常に、ある程度の電流量の電子ビームを放出しなければならない。
【0015】
そのため、黒画像を表現する場合でも、インデックス蛍光体を発光させるために、ある程度の電流量の電子ビームを放出しつづけなければならない。その結果、本システムでは、黒画像表示時でも蛍光面は若干発光してしまい、コントラストが低下してしまう。
【0016】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、コントラスト性能が高く画像品位の向上したインデックス型カラー陰極線管を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るインデックス型カラー陰極線管は、管軸と直交した長軸および短軸を有したパネル、ファンネルおよびネックを具備した外囲器と、それぞれ上記長軸方向に沿って延びているとともに短軸方向に隙間を置いて並んだ赤、青、緑のストライプ状の蛍光体層と、それぞれ上記長軸方向に沿って延びているとともに蛍光体層間に位置した複数の遮光層とを有し、上記パネルの内面に設けられた蛍光体スクリーンと、上記ネック内に設けられ、上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃と、上記蛍光体スクリーンに重ねて形成されたメタルバックと、上記メタルバックの上記電子銃側の表面に設けられ、それぞれ上記遮光層に重なって位置しているとともに上記長軸方向に沿って延びた第1および第2インデックス蛍光体と、上記ファンネルの外側に設けられ、上記電子ビームを上記長軸方向および短軸方向に偏向走査する偏向ヨークと、上記外囲器の外部に設けられ、上記第1および第2インデックス蛍光体からの発光を検知する検知装置と、上記検知装置により検知された発光に応じて上記電子ビームの位置を少なくとも上記短軸方向に沿って移動させ、上記電子ビームを所望の蛍光体層上に位置決めするとともに、黒画像表示時、上記電子ビームの中心が上記第1および第2インデックス蛍光体上のいずれかに位置するよう上記電子ビームを移動させるビーム位置補正装置と、を備えたことを特徴としている。
【0018】
上記構成のインデックス型カラー陰極線管によれば、黒画像を描く際、画像を描くための蛍光体を不要に発光させることなく、かつ、インデックス蛍光体を発光させ、電子ビームの位置を把握することが可能となる。これにより、インデックス管の利点を損なうことなく良好なコントラスト特性を有したインデックス型カラー陰極線管を提供することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管について詳細に説明する。
図1および図2に示すように、カラー陰極線管はガラスで形成された外囲器10を備え、この外囲器は、周縁部にスカート部2を有した矩形状のパネル1と、パネル1のスカート部2に接合されたファンネル3と、ファンネル3の小径部から伸びたネック4とを有している。外囲器10は、パネル1の中心およびネック4の中心を通る管軸Z、管軸と直交して延びた長軸(水平軸)X、並びに、管軸および長軸と直交して延びた短軸(垂直軸)Yを有している。
【0020】
画面アスペクト比16対9で画面有効径76cmの32インチワイドタイプのカラー陰極線管を一例とした場合、パネル1の外面は、曲率半径が100,000mm以上であり実質的に平坦となっている。ネック4内には長軸X方向に沿ってインライン配列された3本の電子ビーム9R、9G、9Bを放出する電子銃8が配置されている。
【0021】
図3および図4に示すように、パネル1の内面には蛍光体スクリーン5が形成されている。蛍光体スクリーン5は、ストライプ状に形成された赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の蛍光体層、ストライプ状に形成された複数の黒色遮光層11により構成されている。蛍光体層R、G、Bは、それぞれ長軸X方向に沿って延びているとともに短軸Y方向に隙間を置いて並んでいる。黒色遮光層11は、それぞれ上記長軸方向に沿って延びているとともに蛍光体層間に位置している。蛍光体スクリーンに重ねて形成された例えばアルミニウムからなるメタルバック12が形成されている。
【0022】
メタルバック12の電子銃側、つまり、ネック側の表面には、それぞれ複数の第1および第2インデックス蛍光体14a、14bが設けられている。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bはそれぞれストライプ状に形成され、遮光層11に重なって位置しているとともに長軸X方向に沿って延びている。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bは短軸Y方向に対して交互に設けられ、各蛍光体層R、G、Bの両側に位置している。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bは、長軸X方向に沿った長さが蛍光体層R、G、Bよりも長く形成され、蛍光体層の長軸方向両端から外側に延出している。また、第1および第2インデックス蛍光体14a、14bは互いに発光波長の異なる蛍光体層により形成されている。
【0023】
図1ないし図3に示すように、ファンネル3の外側には、電子銃8から放出された電子ビーム9R、9G、9Bを長軸および短軸方向に偏向する偏向ヨーク16、および電子ビームの位置を少なくとも短軸Y方向に沿って移動させるビーム位置補正コイル18が設けられている。また、ファンネル3の外側には、後述するように第1および第2インデックス蛍光体14a、14bからの光を検知する検知装置20が設けられている。この検知装置は、第1インデックス蛍光体14aからの光を検知する一対の第1検知部22a、および第2インデックス蛍光体14bからの光を検知する第2検知部22bを備えている。
【0024】
第1および第2検知部22a、22bは、インデックス蛍光体からの光を波長に応じて分離するフィルタ、増幅する波長変換素子、および受光した光をその光量に応じた電気信号に変換するフォトダイオード等により構成されている。一対の第1検知部22aを構成したフォトダイオードは、ネック4の両側でファンネル3上に設けられ、それぞれ長軸Xとほぼ平行な方向に沿って延びている。同様に、一対の第2検知部22bを構成したフォトダイオードは、ネック4の両側でファンネル3上に設けられ、それぞれ長軸Xとほぼ平行な方向に沿って延びている。
【0025】
図5に示すように、カラー陰極線管の制御回路は、画像入力データおよび第1、第2検知部22a、22bからの検知信号に応じて画像処理する画像処理回路30を備えている。画像処理回路30には、画像入力データに応じて電子銃8に印加する電流量を制御する電流量制御回路32、偏向ヨーク16、およびビーム位置補正回路34が接続されている。ビーム位置補正回路34は、画像処理回路30からの制御信号に応じてビーム位置補正コイル18に電流を供給し、ビーム位置を補正する。このビーム位置補正回路34およびビーム位置補正コイル18はビーム位置補正装置を構成している。
【0026】
次に、横ストライプのインデックス型カラー陰極線管の動作原理に関して説明する。図3に示すように、電子銃から放出された電子ビームは偏向ヨーク16により長軸および短軸方向に偏向され、蛍光体スクリーンを画面左上から画面右下へ向かって順じ走査する。蛍光体スクリーン上に射突した電子ビームの形状は基本的に横長、つまり、長軸X方向に長い楕円形状となる。この横長な電子ビームは蛍光面に到達すると、目的とする蛍光体層のほかに、蛍光体層の両側に配置された第1および第2インデックス蛍光体14a、14bにも射突し、これらのインデックス蛍光体も同時に発光させる。画像表示用の3色の蛍光体層R、G、B画像用蛍光体からの光は、画面上に画像を描き出す。
【0027】
第1および第2インデックス蛍光体14a、14bからの光は、メタルバックにより反射されパネル1とは反対方向のファンネル方向に向かう。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bは互いに異なる発光波長で発光し、ファンネル3の外側に配置された第1および第2検知部22a、22bにより取り込まれる。受光した光は、その光量に応じた電気信号に変換され画像処理回路30へ送られる。なお、補正動作速度の観点から、2つのインデックス蛍光体14a、14bは、例えばY2Si05:Ceからなる登録番号P47と呼ばれる蛍光体や、Y2Al5012:Ceからなる登録番号P46と呼ばれる短残光の蛍光体を用いるのが好ましい。
【0028】
図6に示すように、電子ビーム9Gが所望の蛍光体層、例えば、緑の蛍光体層G上に正しい位置で衝突した場合、蛍光体層Gは電子ビームにより励起されて発光し、画面上に緑の画像を描く。この際、電子ビーム9Gは蛍光体層Gの上下に配置された第1および第2インデックス蛍光体14a、14bにも衝突し、これらのインデックス蛍光体はそれぞれの波長で発光する。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bからの発光を第1および第2検知部22a、22bでそれぞれ検知し、これらの光が予め設定された光量と同じであれば、電子ビーム9Gの位置が所定の蛍光体層G上にあることが分かる。
【0029】
第1および第2インデックス蛍光体14a、14bは、画像表示用の3色の蛍光体層R、G、Bよりも長いストライプを形成していることが望ましい。第1および第2インデックス蛍光体14a、14bが3色の蛍光体層R、G、Bよりも、特に走査開始側に長く伸びるように形成することにより、電子ビームが蛍光体層R、G、Bにあたる前に、インデックス蛍光体からの発光に応じて電子ビームの位置を推定し、調整することが可能になる。そのため、走査開始側の画面においても正確な色の画像を再現することが可能となる。
【0030】
図7に示すように、電子ビームの位置が所定の蛍光体層からずれた場合、例えば、第1インデックス蛍光体14a側にずれた場合、第1インデックス蛍光体からの光が増加、第2インデックス蛍光体14bからの光が減少し、それぞれ予め決められた光量からずれた光量となる。この場合、画像処理回路30は、ビーム位置補正回路34を介してビーム位置補正コイル18に補正電流を印加し、あるいは、偏向ヨーク16に補正電流を印加し、電子ビームの射突位置を下側にずらし、所定の蛍光体層上に位置するようにビーム位置を補正する。
【0031】
一方、インデックス型カラー陰極線管では、電子ビームの位置をインデックス蛍光体からの光により把握する。そのため、インデックス蛍光体からの発光が無ければ、電子ビームの位置が分からなくなってしまう。例えば、図8に示すような、画面の大部分が黒画像Aで、一部に通常の発光画像Bがある場合、黒画像の部分では電子ビームを放出しなければ黒部分を表現できるが、その間は電子ビームの位置を把握できない。そのため、黒画像Aから発光画像Bに移る境界では、電子ビームの位置を正確に検知することがでず、この境界部分で所定の色の画像を表現することが困難となる。実際には、直前までの表示画像での電子ビーム位置情報をメモリ等に保存しておくことにより、ある程度、電子ビーム位置を推定することは可能であるが、画像によってはTVセットの高圧変化などがあり、前回画面までの電子ビーム位置と偏向ヨークの電流量及びビーム位置補正装置への制御入力とが一致するとは限らない。
【0032】
そこで、本実施形態に係るインデックス型カラー陰極線管によれば、黒画像を表現する場合、電子銃8から電子ビームを放出するとともに、偏向ヨーク16あるいはビーム位置補正装置により、電子ビームの射突位置を短軸Y方向に沿って上又は下に微小移動させ、第1あるいは第2インデックス蛍光体14a、14b上に電子ビームが位置するように補正している。図9に示すように、ここでは、電子ビーム9Gを上に微小移動させている。
【0033】
すなわち、通常の画像を表示する場合、所定の蛍光体層の上下にある第1および第2インデックス蛍光体14a、14bからの光を第1および第2検知部22a、22b受光し、電気信号に変換する。画像処理回路30は第1および第2検知部22a、22bからの検知信号に基づいて、電子ビームの位置を把握する。黒画面表示の場合には、現在の電子ビーム位置から、上又は下の第1又は第2インデックス蛍光体14a、14bの上に電子ビームが位置するよう、偏向ヨーク16およびビーム位置補正装置の少なくとも一方に電子ビーム位置を調整する。
【0034】
図10(a)、10(b)は、図8に示した画像を表示する場合に円形の発効部分Bを横切る長軸X方向の走査線1本(C)に対して印加する画像信号と補正電流との関係を示している。図10(a)において、横軸は画面の水平位置(長軸方向位置)を、縦軸は電子ビームの量をコントロールするカソード電圧(カソード電流)を示している。図10(b)において、横軸は画面の水平位置(長軸方向位置)を、縦軸は電子ビーム位置を補正するための補正電流量を示している。
【0035】
これらの図から分かるように、黒画像Aの領域を表示する際、カソード電流がほぼゼロとなるようにカソード電圧を調整し、その際、位置補正電流を初期値から+側の所定値に変更し、電子ビームの射突位置を上側に微小移動させ第2インデックス蛍光体14b上に調整する。また、発光画像Bの領域では、カソード電流が画像入力データに応じた値となるようにカソード電圧を調整するとともに、位置補正電流を通常表示時の初期値に戻し、電子ビーム射突位置を蛍光体層G上に戻す。このように、カソード電圧の高低に同期してビーム補正電流量を調整することで、電子ビーム位置をコントロールすることは可能となる。
【0036】
上記のように構成されたインデックス型カラー陰極線管によれば、黒画像表示時、電子ビームを出しつづけてもインデックス蛍光体は発光するが、画像表示用の蛍光体層を発光させることはない。そのため、表示画面上では、電子ビームを放出していない画面状態とほぼ同一の状態を再現することができる。この際、黒画面表示であることは画像処理回路30で判別でき、予め決められた電子ビーム量を出し、それに応じたインデックス光を受光することにより、電子ビームの上下方向の位置を問題なく把握することができる。すなわち、所定量の電子ビームを放出しながらインデックス蛍光体からの発光を検知し、その光量が所定値よりも少ない場合には、電子ビームの位置がインデックス蛍光体からズレていることを検知できる。そして、この場合、ビーム位置補正装置により電子ビーム位置を上又は下へ補正すればよい。
【0037】
このように、本インデックス型カラー陰極線管によれば、黒画像表示時において、コントラストを低下させることなく、電子ビームの位置が検知することができる。そして、黒画像表示から通常の発光画像表示への切り替えは、黒画像表示用に補正していた電子ビームの位置を通常の位置に補正することで、円滑に切り替えることができる。
【0038】
なお、上述した実施の形態では、説明を簡略化するため、電子銃から放出される3本の電子ビームのうち緑用の電子ビーム9Gについて説明したが、他の電子ビーム9R、9Bについても同様に位置補正することができる。すなわち、3本の電子ビーム位置をビーム位置補正装置により、同時に第1あるいは第2インデックス蛍光体上に調整することで、画面上で不要な発光が出ることは無い。この際、3本の電子ビームを同一のインデックス蛍光体に位置するよう調整してもよいし、また別々のインデックス蛍光体上に位置するように調整してもよい。いずれの場合においても、それぞれの電子ビーム電流量を予め決めて、それに応じたインデックス光が受光できているかを否か検知装置で検知することにより、3本の電子ビームの位置を検知することができる。
【0039】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、電子ビームの位置を正確に検知して高品位な画像表示が可能であり、かつ、良好な黒画像を描くことができコントラスト性能の向上したインデックス型カラー陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るインデックス型カラー陰極線管の長軸を含む断面図。
【図2】上記インデックス型カラー陰極線管の背面側を示す斜視図。
【図3】上記インデックス型カラー陰極線管における蛍光体スクリーン、インデックスス蛍光体、偏向ヨーク、ビーム位置補正コイル、検知部を概略的に示す斜視図。
【図4】上記蛍光体スクリーンおよびインデックスス蛍光体を示す断面図。
【図5】上記インデックス型カラー陰極線管の制御回路を示すブロック図。
【図6】上記蛍光体スクリーン、インデックスス蛍光体、および正常な位置に射突した電子ビームの位置関係を概略的に示す図。
【図7】上記蛍光体スクリーン、インデックスス蛍光体、およびズレた位置に射突した電子ビームの位置関係を概略的に示す図。
【図8】黒画面表示の一例を概略的に示す正面図。
【図9】黒画面表示時における電子ビーム位置の補正状態を概略的に示す図。
【図10】図8に示した黒画面表示時におけるカード電圧とビーム位置補正電流との関係を示す図。
【符号の説明】
1…パネル、 3…ファンネル、 5…蛍光体スクリーン、
8…電子銃、 9B、9G、9R…電子ビーム、
12…メタルバック、 14a…第1インデックス蛍光体、
14b…第2インデックス蛍光体、 16…偏向ヨーク、
18…ビーム位置補正コイル、22a…第1検知部、 22b…第2検知部、
30…画像処理回路、 34…ビーム位置補正回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color cathode ray tube, and more particularly to an index type color cathode ray tube in which an index phosphor for grasping a beam position is arranged on a phosphor screen.
[0002]
[Prior art]
In general, a color cathode ray tube includes a vacuum envelope including a panel having a substantially rectangular effective portion, a funnel connected to the panel, and a cylindrical neck connected to a small diameter portion of the funnel. Yes. On the inner surface of the effective portion of the panel, there is formed a phosphor screen comprising a dot- or stripe-shaped three-color phosphor layer that emits blue, green, and red, and a light shielding layer. A shadow mask is disposed in the vacuum envelope so as to face the phosphor screen, and a number of apertures functioning as electron beam passage holes are formed in the shadow mask. An electron gun that emits three electron beams is disposed in the neck, and a deflection yoke is mounted from the outer periphery of the neck to the outer peripheral surface of the funnel.
[0003]
In the color cathode ray tube having the above configuration, the three electron beams emitted from the electron gun are deflected horizontally and vertically by the horizontal and vertical deflection magnetic fields generated by the deflection yoke, and the electron beams are selected by the electron beam passage holes of the shadow mask. A color image is displayed by being incident on the phosphor layer of the phosphor screen.
[0004]
The problem of such a color cathode ray tube is energy utilization efficiency. As described above, in the color cathode ray tube, the beam emitted from the electron gun is allowed to pass through a large number of apertures arranged in the shadow mask which is the color selection electrode, and the phosphor screen emits light. However, about 80% of the electron beam emitted from the electron gun collides with the shadow mask, and only the remaining about 20% passes through the aperture of the shadow mask and only emits the phosphor screen. Most of the energy of the electron beam that collided with the shadow mask is changed to heat, which causes thermal expansion of the shadow mask. If the amount of energy that has changed into heat when it collides with the shadow mask can be used for light emission from the phosphor screen, the brightness can be significantly improved, and the range of use can be greatly expanded for dynamic images and outdoor use.
[0005]
As one method for solving such a problem, a color cathode ray tube of a system called an index tube is known. This index tube has substantially the same external shape as a normal color cathode ray tube, and includes a panel, a funnel, and a neck, and an electron gun is disposed in the neck. Striped three-color phosphors of red, green, and blue are arranged on the inner surface of the panel, and the stripes extend in the short axis direction of the screen. A stripe-shaped non-light emitting layer made of a black non-light emitting material is provided between the phosphors of the respective colors. On the electron gun side of the phosphor screen, a metal vapor deposition film called a metal back, usually made of aluminum, is disposed. Since the aluminum film has a metallic luster, it reflects light from the fluorescent material and light from an index fluorescent material, which will be described later, in the respective directions like a mirror.
[0006]
In the case of an index tube, an index phosphor is further formed on the electron gun side of the aluminum layer, and is disposed at a location on the non-light-emitting layer in the stripe shape. In the index tube, a shadow mask that is disposed in a normal color cathode ray tube is not disposed.
[0007]
In such an index tube, the electron beam emitted from the electron gun is deflected by a deflection yoke attached to the funnel and travels toward the phosphor screen. When this electron beam collides with the index phosphor, the index phosphor emits light, and the light is reflected by the aluminum film and does not go on the screen but goes to the funnel side. This light is received by a pickup device constituted by a photodiode or the like provided outside the funnel. The pickup device can detect the current electron beam position in conjunction with other circuits. Based on the detected current electron beam position, it is possible to display various images by emitting an electron beam in accordance with a phosphor to be emitted next. Such vertical stripe type index tubes have been developed for a long time, but are difficult to increase in size and definition, and are not currently mainstream.
[0008]
In recent years, horizontal stripe type index tubes are being developed. In this horizontal stripe type index tube, the red, green and blue stripe phosphors and the stripe non-light emitting layer are arranged so that the direction thereof extends in the horizontal direction (horizontal axis direction) of the screen. A metal back layer is arranged on the electron gun side of the phosphor screen, and an index phosphor is arranged on the electron gun side. The index phosphor is disposed on the striped non-light emitting portion. Therefore, this index phosphor also extends in the horizontal direction of the screen. There are two types of index phosphors, which are alternately arranged.
[0009]
One or three electron beams are emitted from the electron gun and deflected by the deflection yoke in the horizontal direction of the screen. The deflected electron beam is scanned on the red, green, and blue phosphors extending in the lateral direction, and an image is drawn by changing the amount of electron beam current in accordance with the position of the screen.
[0010]
At this time, if the electron beam is positioned on a predetermined phosphor, the two types of index phosphors arranged on the non-light emitting layer collide with almost the same electron beam, and both index phosphors It emits the same amount of light. However, when the position of the electron beam deviates from the position of the predetermined phosphor layer, many electron beams collide with one of the index phosphors. A deviation of the electron beam with respect to a predetermined phosphor is detected according to the amount of light emitted from these two types of index phosphors, and the electron beam position is corrected according to the amount of deviation. The electron beam position can be corrected by a beam position correction device including a coil that generates a magnetic field of a multipole arranged near or in the deflection yoke (for example, see Non-Patent
[0011]
[Non-Patent Document 1]
Etch. Bee. Van den Brink, Oh. Etch. Willemsen, “Tracking system of the Fast Intelligent Tracking (FT! Tube)”, Information Display Association, Philips Research Institute, 2002. December, p571-574
[0012]
[Non-Patent Document 2]
A. Etch. A. Bergman, Etch. Bee. Van den Brink, F.V. Pee. M. FP M Budzelaar, P.P. Je. Engeler (PJ Engelaar), A. Etch. M. Holzlag, double. El. E.I. Zerman, M.M. Pee. Sea. M. Klysine (M.P.C.M.Krijn), P.I. Je. Gee. Van Rieshot (PJG van Lieshout), A. A. Notari, Oh. Etch. WH Willemsen, “44.1: Fast Intelligent Tracking (F! T) Tube: CRT Without Shadow Mask (44.1: The Fast Intelligent Tracking (FT) tube: A CRT without a) “Shadow Mask” ”, Eindhoven, The Netherlands, Information Display Association, Philips Research Institute, May 2002, p1210-1213
[0013]
[Non-Patent Document 3]
Remco. Horn (Remko Horne), "44.2: Scaling Up (F! T) CRT Technology (44.2: Scaling-up the F! T CRT Technology"), Eindhoven, Netherlands Association, Elgie. Philips Display, May 2002, p1214-1217
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are the following problems in such an index tube. In the horizontal stripe type index tube described above, in order to know the position of the electron beam, the light of the index phosphor emitted by the beam is required. In general, the diameter of an electron beam emitted from an electron gun and hitting a phosphor screen increases at a high current and decreases at a low current. Therefore, at high current, when the electron beam strikes a predetermined phosphor position, it also strikes the index phosphors above and below the phosphor, and these index phosphors can emit light. However, at a low current, even if the electron beam hits a predetermined phosphor, it is difficult to sufficiently emit the index phosphor. Therefore, in order to accurately detect the position of the electron beam, an electron beam having a certain amount of current must always be emitted.
[0015]
Therefore, even when a black image is expressed, an electron beam having a certain amount of current must be continuously emitted in order to cause the index phosphor to emit light. As a result, in this system, even when a black image is displayed, the phosphor screen emits light slightly, and the contrast is lowered.
[0016]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an index type color cathode ray tube having high contrast performance and improved image quality.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an index type color cathode ray tube according to an aspect of the present invention includes a panel having a major axis and a minor axis perpendicular to the axis of the tube, an envelope having a funnel and a neck, and the major axis. The phosphor layers in the form of stripes of red, blue, and green that extend along the direction and have a gap in the minor axis direction, and extend along the major axis direction and are positioned between the phosphor layers A phosphor screen provided on the inner surface of the panel; an electron gun provided in the neck for emitting an electron beam toward the phosphor screen; and the phosphor screen. A metal back formed in an overlapping manner, and provided on the surface of the metal back on the electron gun side, are positioned so as to overlap the light shielding layer and extend along the major axis direction. A first and a second index phosphor; a deflection yoke provided outside the funnel, for deflecting and scanning the electron beam in the major axis direction and the minor axis direction; provided outside the envelope; A detecting device for detecting light emitted from the first and second index phosphors, and moving the position of the electron beam along at least the minor axis direction in accordance with the light emission detected by the detecting device; A beam position correction device that moves the electron beam so that the center of the electron beam is positioned on one of the first and second index phosphors when displaying a black image. It is characterized by having.
[0018]
According to the index type color cathode ray tube having the above configuration, when drawing a black image, the phosphor for drawing the image is not caused to emit light unnecessarily, and the index phosphor is emitted to grasp the position of the electron beam. Is possible. As a result, it is possible to provide an index type color cathode ray tube having good contrast characteristics without impairing the advantages of the index tube.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the color cathode ray tube includes an
[0020]
When a 32-inch wide type color cathode ray tube having a screen aspect ratio of 16: 9 and an effective screen diameter of 76 cm is taken as an example, the outer surface of the panel 1 has a curvature radius of 100,000 mm or more and is substantially flat. An
[0021]
As shown in FIGS. 3 and 4, a
[0022]
A plurality of first and
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 3, on the outside of the
[0024]
The first and
[0025]
As shown in FIG. 5, the control circuit of the color cathode ray tube includes an
[0026]
Next, the operation principle of the horizontal stripe index type color cathode ray tube will be described. As shown in FIG. 3, the electron beam emitted from the electron gun is deflected in the major axis and minor axis directions by the
[0027]
The light from the first and
[0028]
As shown in FIG. 6, when the
[0029]
The first and
[0030]
As shown in FIG. 7, when the position of the electron beam deviates from a predetermined phosphor layer, for example, when it deviates toward the
[0031]
On the other hand, in the index type color cathode ray tube, the position of the electron beam is grasped by the light from the index phosphor. Therefore, if there is no light emission from the index phosphor, the position of the electron beam will not be known. For example, as shown in FIG. 8, when most of the screen is a black image A and a part of a normal light-emitting image B is present, the black portion can be expressed if the electron beam is not emitted in the black image portion. During that time, the position of the electron beam cannot be grasped. For this reason, the position of the electron beam cannot be accurately detected at the boundary from the black image A to the light emission image B, and it is difficult to express an image of a predetermined color at this boundary portion. Actually, it is possible to estimate the electron beam position to some extent by storing the electron beam position information in the display image up to the previous time in a memory or the like. Therefore, the electron beam position up to the previous screen does not always match the current amount of the deflection yoke and the control input to the beam position correction device.
[0032]
Therefore, according to the index-type color cathode ray tube according to the present embodiment, when a black image is expressed, the electron beam is emitted from the
[0033]
That is, when displaying a normal image, the light from the first and
[0034]
10 (a) and 10 (b) show image signals applied to one scanning line (C) in the major axis X direction crossing the circular effective portion B when the image shown in FIG. 8 is displayed. The relationship with the correction current is shown. In FIG. 10A, the horizontal axis indicates the horizontal position (position in the long axis direction) of the screen, and the vertical axis indicates the cathode voltage (cathode current) that controls the amount of the electron beam. In FIG. 10B, the horizontal axis indicates the horizontal position (position in the long axis direction) of the screen, and the vertical axis indicates the correction current amount for correcting the electron beam position.
[0035]
As can be seen from these figures, when displaying the area of the black image A, the cathode voltage is adjusted so that the cathode current becomes almost zero, and at that time, the position correction current is changed from the initial value to a predetermined value on the + side. Then, the projecting position of the electron beam is slightly moved upward and adjusted on the
[0036]
According to the index type color cathode ray tube configured as described above, the index phosphor emits light even when the electron beam is continuously emitted during black image display, but the phosphor layer for image display does not emit light. Therefore, it is possible to reproduce almost the same state on the display screen as the screen state where the electron beam is not emitted. At this time, it can be determined by the
[0037]
Thus, according to the index type color cathode ray tube, the position of the electron beam can be detected without lowering the contrast when displaying a black image. The switching from the black image display to the normal light emission image display can be smoothly switched by correcting the position of the electron beam corrected for the black image display to the normal position.
[0038]
In the embodiment described above, the
[0039]
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the position of the electron beam can be accurately detected to display a high-quality image, and a good black image can be drawn and an index with improved contrast performance. Type color cathode ray tube can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view including a major axis of an index type color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a back side of the index type color cathode ray tube.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a phosphor screen, an index phosphor, a deflection yoke, a beam position correction coil, and a detector in the index type color cathode ray tube.
FIG. 4 is a sectional view showing the phosphor screen and the index phosphor.
FIG. 5 is a block diagram showing a control circuit of the index type color cathode ray tube.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a positional relationship between the phosphor screen, the index phosphor, and an electron beam that has hit a normal position.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a positional relationship among the phosphor screen, the index phosphor, and an electron beam that has been projected to a shifted position.
FIG. 8 is a front view schematically showing an example of a black screen display.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a correction state of an electron beam position when a black screen is displayed.
10 is a diagram showing a relationship between a card voltage and a beam position correction current when the black screen shown in FIG. 8 is displayed.
[Explanation of symbols]
1 ... Panel, 3 ... Funnel, 5 ... Phosphor screen,
8 ... electron gun, 9B, 9G, 9R ... electron beam,
12 ... metal back, 14a ... first index phosphor,
14b ... second index phosphor, 16 ... deflection yoke,
18 ... Beam position correction coil, 22a ... First detector, 22b ... Second detector,
30 ...
Claims (4)
それぞれ上記長軸方向に沿って延びているとともに短軸方向に隙間を置いて並んだ赤、青、緑のストライプ状の蛍光体層と、それぞれ上記長軸方向に沿って延びているとともに蛍光体層間に位置した複数の遮光層とを有し、上記パネルの内面に設けられた蛍光体スクリーンと、
上記ネック内に設けられ、上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃と、
上記蛍光体スクリーンに重ねて形成されたメタルバックと、
上記メタルバックの上記電子銃側の表面上に設けられ、それぞれ上記遮光層に重なって位置しているとともに上記長軸方向に沿って延びた第1および第2インデックス蛍光体と、
上記ファンネルの外側に設けられ、上記電子ビームを上記長軸方向および短軸方向に偏向走査する偏向ヨークと、
上記外囲器の外部に設けられ、上記第1および第2インデックス蛍光体からの発光を検知する検知装置と、
上記検知装置により検知された発光に応じて上記電子ビームの位置を少なくとも上記短軸方向に沿って移動させ、上記電子ビームを所望の蛍光体層上に位置決めするとともに、黒画像表示時、上記電子ビームの中心が上記第1および第2インデックス蛍光体上のいずれかに位置するよう上記電子ビームを移動させるビーム位置補正装置と、
を備えたことを特徴とするインデックス型カラー陰極線管。An envelope comprising a panel having a major axis and a minor axis perpendicular to the tube axis, a funnel and a neck;
Each of the phosphor layers in the form of red, blue, and green stripes extending along the major axis direction and spaced apart in the minor axis direction, and the phosphor layers extending along the major axis direction, respectively. A plurality of light shielding layers located between the layers, and a phosphor screen provided on the inner surface of the panel;
An electron gun provided in the neck and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A metal back formed over the phosphor screen;
First and second index phosphors provided on a surface of the metal back on the electron gun side, each positioned overlapping the light shielding layer and extending along the major axis direction;
A deflection yoke provided on the outside of the funnel for deflecting and scanning the electron beam in the major axis direction and the minor axis direction;
A detection device provided outside the envelope and detecting light emitted from the first and second index phosphors;
The position of the electron beam is moved along at least the minor axis direction according to the light emission detected by the detection device, the electron beam is positioned on the desired phosphor layer, and the electron beam is displayed when displaying a black image. A beam position correcting device for moving the electron beam so that the center of the beam is positioned on any of the first and second index phosphors;
An index type color cathode ray tube characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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