JP2005050650A - 陰極線管、投影型表示装置の制御方法及び投影型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタ用の単色陰極線管における輝度及び解像度の向上を図る。
【解決手段】 ２つのカソードが設けられ、無偏向のとき、カソード１０ａ，１０ｂから出射した２つの電子ビーム１２ａ，１２ｂが水平走査線間隔の２倍以上の間隔に分離した２つのスポット１７ａ，１７ｂを形成するビーム軌道をとるようにして成る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、陰極線管、この陰極線管を備えた投影型表示装置の制御方法及び投影型表示装置に関する。

近年、投影型表示装置、いわゆる３管式プロジェクタは解像度の増加とともに輝度の増加が求められている。これらの要求を満たすため、複数の電子ビームを用いて一つの電子ビーム当りの電流値を大きくせずに、スポットの大きさを小さくして解像度を増加させると共に、複数の電子ビームを利用することにより電子ビームの電流値の合計を大きくして輝度を増加させるという技術が知られている。特許文献１には、プロジェクタに用いられる単色の陰極線管において、２本の電子ビームを蛍光面で一致させるのではなく、画面の上下方向に時間的にずらして走査させることにより、電流密度上昇を抑え、輝度飽和起こりにくくさせることが記載されている。

また、同一色に対して２つの電子ビームを出射させるようにした従来技術の例としては、次のようなものが挙げられる。
第１は、特許文献２、特許文献３に示されているように、蛍光面上において垂直方向に略走査線間隔の１／２の間隔だけ離れた位置を保って同時に走査する、という技術である。
第２は、特許文献４に示されているように、複数の電子ビームを陰極線管内の所定の蛍光面体に重畳する、という技術である。
特開２００２−２７０１１２号公報 特公平４−３０２３６号公報 特公平４−３０２３７号公報 特開平１１−６７１２１号公報

赤、緑、青の各単色陰極線管を用いた３管式プロジェクタにおいて、上述の従来技術を適用した場合で、特に青色の陰極線管に適用した場合に、複数電子ビームの電流値の合計を例えば２倍にしたとしても、輝度は１．５倍程度にしか増加しない。これは、蛍光体の輝度飽和特性のためであり、特に青色蛍光体の飽和が大きい。

すなわち、後述する２つのビームスポット間隔と輝度比の関係を示す図５から分るように、横軸のスポット間隔０のとき、つまり２つのビームスポットを重ね合わせてたときの輝度比は、略１．５程度にしか増加しない。

また、２つの電子ビームを時間をずらして走査する場合でも、時間差が小さいと十分な輝度増加が得られない。すなわち、電子ビームにより励起した蛍光体からの光は残光特性を有する。従って蛍光面のポイントＡについて見ると、第１の電子ビームで励起し発光した後に、残光量が十分残っている状態で次の第２の電子ビームでポイントＡ を励起しても、単なる足し算にならず、輝度は倍増しない。

本発明は、上述の点に鑑み、輝度と解像度の向上を可能にした単色用の陰極線管、この陰極線管を備えた投影型表示装置の制御方法及び投影型表示装置を提供するものである。

本発明に係る陰極線管は、２つのカソードが設けられ、無偏向のとき、カソードから出射した２つの電子ビームが、蛍光面上の略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に分離した２つのスポットを形成するビーム軌道をとるようにした構成とする。

上記陰極線管においては、無偏向のとき、蛍光面上の分離した２つのスポットが水平方向に互いに所要間隔だけ離れるように構成することができる。
上記陰極線管においては、無偏向のとき、蛍光面上の分離した２つのスポットが水平方向に関して同じ位置に存するよう構成することができる。

本発明の陰極線管では、２つのカソードを設け、無偏向時に蛍光面上で２つのスポットの間隔が水平走査線間隔の２倍以上にすることにより、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避される。２つのカソードを有するので、１つの電子ビーム当りの電流値を大きくせずに、スポットを小さくすることができ、解像度が上がる。

本発明に係る投影型表示装置の制御方法は、２つのカソードが設けられた電子銃と、カソードから出射された電子ビームの軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段とを有した陰極線管を備え、投影スクリーン上に画像を投影する投影型表示装置の制御方法であって、電子ビームの偏向時に、偏向に同期した制御電圧又は制御電流を電子ビーム軌道調整手段に供給し、投影スクリーン上に結像した２つのスポットの間隔を全走査領域に亘って垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に保つようにする。

上記投影型表示装置の制御方法においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号を供給する。
上記投影型表示装置においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号を供給する。

本発明の投影型表示装置の制御方法では、電子ビームの偏向時に、偏向に同期した制御電圧又は制御電流を電子ビーム軌道調整手段に供給するので、投影スクリーン上で歪みのない走査パターンが得られる。また、投影スクリーン上に結像した２つのスポットの間隔を全走査領域に亘って垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に保つようにするので、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避される。
２つのカソードに対して、水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号を供給する、または水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号を供給することにより、２つの電子ビームによる映像が重畳頂上されて１枚の画像が形成される。

本発明に係る投影型表示装置は、２つのカソードが設けられた電子銃、カソードから出射された電子ビームの軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段及び電子ビーム軌道調整手段を駆動する駆動手段を有した陰極線管と、投影レンズ系と、陰極線管の画像を投影レンズ系を介して投影する投影スクリーンとを備え、動作時に、全走査領域に亘って投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定された構成とする。

上記投影型表示装置においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給されるように構成することができる。
上記投影型表示装置においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給されるように構成することができる。

本発明の投影型表示装置では、動作時に、全走査領域に亘って投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定された構成であるので、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避される。
２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給される、または２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給されるので、２つの電子ビームによる映像が重畳頂上されて１枚の画像が形成される。

本発明に係る投影型表示装置は、赤色、緑色及び青色の単色陰極線管を備え、青色の単色陰極線管にのみ、２つのカソードが設けられ、動作時に、全走査領域に亘って投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定された構成とする。

上記投影型表示装置においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給されるように構成することができる。
上記投影型表示装置においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給されるように構成することができる。

本発明の投影型表示装置では、青色の単色陰極線管の動作時に、全走査領域に亘って投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定された構成であるので、青色蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避される。従って、赤、緑及び青の輝度のバランスがとれる。
青色の単色陰極線管においては、２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給される、または２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給されるので、２つの電子ビームによる映像が重畳頂上されて１枚の画像が形成される。

本発明に係る陰極線管によれば、蛍光体の輝度飽和が起り難く明るい画像を得ることができる。特に輝度飽和し易い青色蛍光体の輝度向上を図ることができる。同時に解像度の向上を図ることができる。

本発明に係る投影型表示装置の制御方法によれば、投影スクリーン上で歪みのない画像を得ることができると共に、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避され、明るい画像が得られる。２つのカソードに対して、時間差を持たせて映像信号を供給するので、２つの電子ビームによる映像を重畳して１枚のフィールド（フレーム）の画像が得られる。

本発明に係る投影型表示装置によれば、投影スクリーン上で歪みのない画像を表示することができると共に、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避され、明るい画像を表示することができる。２つのカソードに対して、時間差を持たせて映像信号を供給するので、２つの電子ビームによる映像を重畳して１枚のフィールド（フレーム）の画像を表示することができる。

本発明に係る投影型表示装置によれば、青色の単色陰極線管において、青色蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化が回避され、投影型表示装置として、赤、緑及び青のバランスがとれ、明るい画像を表示することができる。青色の単色陰極線管では、２つのカソードに対して、時間差を持たせて映像信号を供給するので、２つの電子ビームによる映像を重畳して１枚のフィールド（フレーム）の画像を表示することができる。

本発明の実施の形態の特徴は、単色の陰極線管において２つのカソードを配置して２つの電子ビームを出射し、この電子ビームが電子銃を通過した後、蛍光面に２つのビームスポット（以下、スポットという）を形成し、この蛍光面上に形成された２つのスポットを投射レンズにて投影スクリーン上に結像させる。このとき、全走査領域に亘ってスクリーン上に結像した２つのスポットの垂直方向の距離を略走査線間隔の２倍以上の略一定間隔に保ち、且つ全走査領域に亘ってスクリーン上に結像した２つのスポットの水平方向の距離が略一定間隔に保持するように制御する。また、２つのカソードには、スポット間隔に応じた時間差を持つ映像信号を供給する。
ここで、２つのスポット間隔を規定する走査線間隔とは、厳密な走査線間隔、及び許容範囲内、つまり多少のずれがあっても、２つのスポットで描画される画像が重なって見える範囲を含めて、略走査線間隔と定義する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に適用される３管式プロジェクタに用いられる単色陰極線管の概略構成を示す。このプロジェクタ用の陰極線管１は、パネル２、ファンネル３及びネック４ｋらなるガラス管体５を有し、パネル２の内面に単色蛍光面６が形成され、ネック４内に２つのカソード１０ａ、１０ｂを有し２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂを出射する電子銃１１が配置されて成る。ガラス管体５の外側には２つの電子ビーム１０ａ、１０ｂを水平、垂直方向に偏向・走査させるための偏向ヨーク１４が配置される。

図２は、本発明に係る陰極線管、即ち３管式プロジェクタに用いられる単色陰極線管の第１実施の形態を示す。同図は要部のみを示し、他の構成は図１と同様であるので、重複説明を省略する。
第１実施の形態に係る単色の陰極線管１０１は、２つのカソード１０ａ、１０ｂを有する電子銃１１１を備え、２つのカソード１０ａ、１０ｂから夫々出射した２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが電子銃１１を通過した後に途中で交差することなく蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するように成す。すなわち、電子銃１１１を通過した後に蛍光面６に至るまでの２つの電子ビーム１０ａ、１０ｂの軌道が交差しないように構成される。カソード１０ａと１０ｂは主走査方向（水平走査方向）に対して垂直に並んで配置される。そして、２つのカソード１０ａ、１０ｂから出射された電子ビーム１２ａ、１２ｂで形成される２つのスポット、即ち主走査方向に対して垂直に離れて並ぶ２つのスポット１７ａと１７ｂは、互いに略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍以上の間隔に設定される。

ここで、陰極線管１０１をプロジェクタに適用したとき、光学系（投影レンズ系）の歪みのため、投影されたスクリーン上で画像が真四角になるということは、陰極線管上では画像がたる型に歪むことになる。従って２つのスポット間隔を設定する際の水平走査線間隔はスクリーン上で定義する。陰極線管で水平走査線間隔を定義する場合は、電子ビームが無偏向のとき、つまり電子ビームが画面中心に照射されるときが正確に定義できる。

また、２つのカソード１０ａ、１０ｂには同じ映像信号を供給するが、いずれか一方のカソード、本例では」カソード１０ａには他方のカソード１０ｂに供給される映像信号より遅延した映像信号が供給される。即ち、カソード１０ａには、カソード１０ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間だけ遅延した映像信号が供給される。カソード１０ａへの映像信号の入力は、遅延回路を介して行う。遅延時間は１０Ｈ〜２０Ｈ（Ｈは水平走査時間）程度が好ましく、例えば実際の使用には１０Ｈ遅延させることができる。

次に、第１実施の形態に係る陰極線管１０１の動作を説明する。
１フィールド（フレーム）期間について考える。２つのスポット１７ａと１７ｂ間の間隔を主走査線に対して垂直方向に略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍だけ離すことにより、蛍光面６上の任意の１箇所にある蛍光体は、電子ビーム１２ａと１２ｂによって水平走査時間のＮ倍の時間差をもって励起される。最初に励起された蛍光体の発光は、蛍光体の発光減衰時間（Ｄｅｃａｙ Ｔｉｍｅ：通常は輝度のピークの１／１０となる時間で定義される）によって減衰する。次に励起されるまでの時間が長いほど蛍光体の輝度飽和が起こり難い。

この現象を輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体について実測したグラフを図５に示す。図
５において、横軸は２つのスポット１０ａ、１０ｂの間隔、即ち水平走査線間隔を単位として表す。縦軸は２つのカソード１０ａ、１０ｂのうち、１つのカソードのみから電子ビームを出射して走査したときの輝度を基準にして２つのカソードに同じ電流値の電子ビームを出射して走査したときの輝度を基準輝度との比で表す。図５のグラフから２つのスポット１７ａ、１７ｂの間隔を、水平走査線間隔の略２倍以上にすると、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。２つのスポット間隔の上限は、水平走査線間隔の略２０倍程度が好ましい。

また、後述で明らかになるが、２つのカソード１０ａ、１０ｂのうち、一方のカソード１０ｂに水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間だけ遅延した映像信号を供給することにより、電子ビーム１２ａが蛍光面６上に形成する映像と、電子ビーム１０ｂが蛍光面６上に形成する映像とが重畳されて１枚のフィールド（フレーム）の画像を形成することができる。この場合、例えば映像信号の入力端子から一方のカソード１０bに遅延回路を介して遅延した映像信号を供給し、他方のカソード１０aには入力端子からそのまま遅延しない映像信号を供給するようになす。

上述の第１実施の形態に係る単色の陰極線管１０１によれば、２つのカソード１０ａ、１０ｂを設けた電子銃１１１を備え、蛍光面６上に形成される２つのスポット１７ａと１７ｂとの間隔を垂直方向に関して水平走査線間隔の略２倍以上に設定し、一方のカソード１０ａには他方のカソード１０ｂより水平走査時間の２倍以上の時間だけ遅延した映像信号を供給することにより、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。また、２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビームあたりの電流値を大きくせず、スポット１７ａ、１７ｂの径を小さくすることで、解像度を向上することができる。

図３は、本発明に係る陰極線管、即ち３管式プロジェクタに用いられる単色陰極線管の第２実施の形態を示す。同図は要部のみを示し、他の構成は図１と同様であるので、重複説明を省略する。
第２実施の形態に係る単色の陰極線管１０２は、２つのカソード１０ａ、１０ｂを有する電子銃１１２を備え、２つのカソード１０ａ、１０ｂから夫々出射した２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが電子銃１１を通過した後に途中で交差して蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するように成す。すなわち、電子銃１１１を通過した後に蛍光面６に至るまでの２つの電子ビーム１０ａ、１０ｂの軌道が交差するように構成される。カソード１０ａと１０ｂは主走査方向に対して垂直に並んで配置される。そして、２つのカソード１０ａ、１０ｂから出射された電子ビーム１２ａ、１２ｂで形成される２つのスポット、即ち主走査方向に対して垂直に離れて並ぶ２つのスポット１７ａと１７ｂは、互いに略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍以上の間隔に設定される。

また、２つのカソード１０ａ、１０ｂには同じ映像信号を供給するが、いずれか一方のカソード、本例では」カソード１０bには他方のカソード１０aに供給される映像信号より遅延した映像信号が供給される。即ち、カソード１０bには、カソード１０aに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間だけ遅延した映像信号が供給される。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、重複説明を省略する。

上述の第２実施の形態に係る単色の陰極線管１０２によれば、２つのカソード１０ａ、１０ｂを設けた電子銃１１２を備え、蛍光面６上に形成される２つのスポット１７ａと１７ｂとの間隔を垂直方向に関して水平走査線間隔の略２倍以上に設定し、一方のカソード１０bには他方のカソード１０aより水平走査時間の２倍以上の時間だけ遅延した映像信号を供給することにより、前述の第１実施の形態で説明したと同様に、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。また、２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビームあたりの電流値を大きくせず、スポット１７ａ、１７ｂの径を小さくすることで、解像度を向上することができる。

図４は、本発明に係る陰極線管、即ち３管式プロジェクタに用いられる単色陰極線管の第３実施の形態を示す。同図は要部のみを示し、他の構成は図１と同様であるので、重複説明を省略する。
第３実施の形態に係る単色の陰極線管１０３は、２つのカソード１０ａ、１０ｂを有する電子銃１１２を備え、２つのカソード１０ａ、１０ｂから夫々出射した２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが電子銃１１を通過した後に途中で交差せず、又は交差して、本例では交差せずに蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するように成す。すなわち、電子銃１１１を通過した後に蛍光面６に至るまでの２つの電子ビーム１０ａ、１０ｂの軌道が交差するように構成される。カソード１０ａと１０ｂは主走査方向に対して傾斜するように斜めに配置され、２つのカソード１０ａ、１０ｂから出射された電子ビーム１２ａ、１２ｂで形成される２つのスポットが、主走査方向に対して斜め方向に離れて形成される。そして、２つのスポット１７ａと１７ｂは、互いに略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍以上の間隔に設定される。

また、２つのカソード１０ａ、１０ｂには同じ映像信号を供給するが、いずれか一方のカソード、本例では」カソード１０ａには他方のカソード１０ｂに供給される映像信号より遅延した映像信号が供給される。即ち、カソード１０ａには、カソード１０ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間＋αだけ遅延した映像信号が供給される。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、重複説明を省略する。

なお、図４では蛍光面６上における２つのスポットを、２つのスポット１７ａ、１７ｂの結ぶ線と垂直線とのなす角が＋θとなるように斜め配列したが、逆に２つのスポット１７ａ、１７ｂの結ぶ線と垂直線とのなす角が−θとなるように斜め配列することもできる。この場合は、カソード１０ａには、カソード１０ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間−αだけ遅延した映像信号が供給される。

上述の第３実施の形態に係る単色の陰極線管１０３によれば、２つのカソード１０ａ、１０ｂを設けた電子銃１１２を備え、蛍光面６上に形成される２つのスポット１７ａと１７ｂとの間隔を垂直方向関して水平走査線間隔の略２倍以上に設定し、一方のカソード１０ａには他方のカソード１０ｂより水平走査時間の２倍以上の時間±αだけ遅延した映像信号を供給することにより、前述の第１実施の形態で説明したと同様に、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。また、２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビームあたりの電流値を大きくせず、スポット１７ａ、１７ｂの径を小さくすることで、解像度を向上することができる。

図６及び図７は、夫々図２及び図３の陰極線管１０１及び１０２をプロジェクタに適用し、且つ電子ビーム軌道調節手段がない場合の、投影スクリーン上における電子ビームの走査パターンを示す。
図６は、２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが交差しないで蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成した場合である。図７は、２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが交差して蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成した場合である。これら２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが偏向ヨーク１４により走査され、蛍光面６上で得られた画像が投影レンズ（図示せず）を介して投影スクリーン２０上に投影される。

図６では、投影スクリーン２０上に結像したスポット２１ａで走査パターン２２ａが描かれ、同様に結像したスポット２１ｂで走査パターン２２ｂが描かれる。画面の中心においては、スポット２１ａと２１ｂ間が垂直方向に水平走査線間隔の略２倍以上の間隔になっている。しかし、例えば画面中心から画面右及び左側においては、間隔が狭まり、上下の関係が逆転する場所もあり、また主走査線に対して垂直な位置関係が画面全体では保たれないことを示している。

図７では、投影スクリーン２０上に結像したスポット２１ａで走査パターン２２ａが描かれ、同様に結像したスポット２１ｂで走査パターン２２ｂが描かれる。画面の中心においては、スポット２１ａと２１ｂ間が垂直方向に水平走査線間隔の略２倍以上の間隔になっている。しかし、例えば画面中心から画面右及び左側においては、間隔が広がり、また主走査線に対して垂直な位置関係が画面全体では保たれないことを示している。

図８及び図９は、夫々図２及び図３の陰極線管１０１及び１０２を備えた本発明に係る投影型表示装置、すなわち３管式プロジェクタの実施の形態を示す。なお、同図は要部のみを示す。
図８は、図２に示す２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが交差しないで蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するようにした陰極線管１０１を備えた第４実施の形態である。図９は、図３に示す２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが交差して蛍光面６上に２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するようにした陰極線管１０２を備えた第５実施の形態である。

第４実施の形態及び第５実施の形態に係るプロジェクタは、いずれも陰極線管１０１、１０２を備えると共に、陰極線管の画像を拡大投影するための投影レンズ（図示せず）、投影スクリーン２０を備えて成る。さらに、陰極線管１０１，１０２の偏向ヨーク１４の電子銃側の近傍に電子ビーム軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段２５が設けられる。電子ビーム軌道調整手段２５としては、例えば静電偏向電極または四重極磁界発生コイルで構成される。電子ビーム軌道調整手段２５に四重極磁界発生コイル２５を用いるときは、図８、図９に示すように、ガラス管体の外側において偏向ヨーク１４の電子銃側の近傍に四重極磁界は発生コイルを配置することができる。この四重極磁界発生コイルによる電子ビーム軌道調整手段２５は、電子ビーム軌道を垂直方向（又は水平方向）のみの場合派軌道調整手段を１つの四重極コイルで構成する。実際には、垂直、水平方向共に電子ビームを軌道調整するので、垂直方向に調整する四重極磁界発生コイルと水平方向に調整する四重極磁界発生コイルの2つを具備する。
電子ビーム軌道調整手段２５に静電偏向電極を用いるときは、電子銃の蛍光面側に静電偏向電極を配置して構成することができる。例えば、垂直方向の軌道調整用の静電偏向電極は、電子銃の蛍光面側の前段に3枚の偏向電極板を配置し、中央の偏向電極板に調整信号を印加し、両側の外側偏向電極板に夫々アノード電圧を印加して構成される。一方の外側偏向電極板と中央の偏向電極板間に２つのうちの一方の電子ビームが透過され、他方の外側偏向電極板と中央の偏向電極板間に他方の電子ビームが透過され、垂直軌道調整される。電子ビームが主走査方向に対し垂直に並ぶ場合の水平方向軌道調整手段には四重極磁界発生コイルを用いる場合もある。

そして、プロジェクタの動作時、すなわち電子ビームの偏向時には、電子ビーム軌道調整手段２５（例えば静電偏向電極の場合）に偏向に同期した制御電圧を印加し、あるいは電子ビーム軌道調整手段２５（例えば四重極磁界発生コイルの場合）に偏向に同期した制御電流を供給する。投影スクリーン２０上に結像した２つのスポット２１ａと２１ｂとの間隔は、全走査領域に亘って水平方向には間隔が０（いわゆる２つのスポット２１ａ、２１ｂが主走査方向に対して垂直に並ぶ）となり、垂直方向には略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍以上の略一定間隔に保たれる。２つのカソード１０ａ、１０ｂに供給する映像信号は、水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせるようになす。

上述の実施の形態のプロジェクタとしては、赤、緑、青の輝度バランスを考えて、赤色及び緑色の単色陰極線管には通常の１つのカソードの電子銃を用い、青色の単色陰極線管には上記の２つのカソードの電子銃を用いて構成することができる。

本実施の形態のプロジェクタによれば、図８及び図９に示すように、電子ビーム軌道調節手段２５である例えば四重極磁界発生コイルに偏向に同期した制御電流を流すことにより、投影スクリーン２上でのスポット１７ａ、１７ｂの走査パターンの歪みが補正され、２つのスポット１７ａと１７ｂの間隔を全走査領域に亘って水平方向には略０とし、垂直方向には略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の略一定間隔を保った走査パターン２２ａ及び２２ｂが得られる。そして、２つのカソードのうち、図８ではカソード１０aに対してカソード１０ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間だけ遅延した映像信号を供給し、図９ではカソード１０bに対してカソード１０aに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間だけ遅延した映像信号を供給するので、２つのスポット１７ａ、１７ｂで描画される画像を重ね合わせることができる。

従って、３管式プロジェクタにおいて、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に青色陰極線管における輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。また、２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビームあたりの電流値を大きくせず、スポット１７ａ、１７ｂの径を小さくすることで、解像度を向上することができる。

図１０は、図３の陰極線管１０３を備えた本発明に係る投影型表示装置、すなわち３管式ポロジェクタの実施の形態を示す。なお、同図は要部のみを示す。図１０は、図３に示す２つの電子ビーム１２ａ、１２ｂが蛍光面６上で斜め配列となる２つのスポット１７ａ、１７ｂを形成するようにした陰極線管１０１を備えた第６実施の形態である。

第６実施の形態に係るプロジェクタは、陰極線管１０３を備えると共に、陰極線管の画像を拡大投影するための投影レンズ（図示せず）、投影スクリーン２０を備えて成る。さらに、陰極線管１０３の偏向ヨーク１４の電子銃側の近傍に電子ビーム軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段２５が設けられる。電子ビーム軌道調整手段２５としては、例えば静電偏向電極または四重極磁界発生コイルで構成される。本例では前述と同様に四重極磁界発生コイル２５が用いられる。

そして、プロジェクタの動作時、すなわち電子ビームの偏向時には、電子ビーム軌道調整手段２５（例えば静電偏向電極の場合）に偏向に同期した制御電圧を印加し、あるいは電子ビーム軌道調整手段２５（例えば四重極磁界発生コイルの場合）に偏向に同期した制御電流を供給する。投影スクリーン２０上に結像した２つのスポット２１ａと２１ｂとの間隔は、全走査領域に亘って水平方向には所要の間隔となり、垂直方向には略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍以上の略一定間隔に保たれる。２つのカソード１０ａ、１０ｂに供給する映像信号は、水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間±α、本例では水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間＋αの時間差を持たせるようになす。

第６実施の形態のプロジェクタによれば、図１０に示すように、電子ビーム軌道調節手段２５である例えば四重極磁界発生コイルに偏向に同期した制御電流を流すことにより、投影スクリーン２上でのスポット１７ａ、１７ｂの走査パターンの歪みが補正され、２つのスポット１７ａと１７ｂの間隔を全走査領域に亘って水平方向には所定の間隔を保ち、垂直方向には略水平走査線間隔のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の略一定間隔を保った走査パターン２２ａ及び２２ｂが得られる。そして、２つのカソード１０ａには、カソード１０ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の時間＋αの時間だけ遅延した映像信号を供給するので、２つのスポット１７ａ、１７ｂで描画される画像を重ね合わせることができる。

従って、３管式プロジェクタにおいて、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に青色陰極線管における輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。これにより、赤、緑、及び青の輝度をのバランスさせることができ、明るく、画質のよい画像が得られる。また、２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビームあたりの電流値を大きくせず、スポット１７ａ、１７ｂの径を小さくすることで、解像度を向上することができる。

上述では、１つの電子銃において２つのカソードを設ける構成としたが、その他、２つ以上の複数のカソードを設けることも可能である。但し、上例では２つの電子ビームに各々速度変調をかけているが、電子ビームが３つになると各々に独立に速度変調をかけることが極めて困難になる。従って、カソードは２つが好ましい。

本発明に適用される単色陰極線管の概略構成図である。 本発明の陰極線管に係る第１実施の形態を示す要部を示す概略構成図である。 本発明の陰極線管に係る第２実施の形態を示す要部を示す概略構成図である。 本発明の陰極線管に係る第３実施の形態を示す要部を示す概略構成図である。 本発明の説明に供するスポット間隔と輝度比の関係を示すグラフである。 本発明の説明に供する投影スクリーン上における走査パターンの説明図である。 本発明の説明に供する投影スクリーン上における走査パターンの説明図である。 本発明の投影型表示装置に係る第４実施の形態を示す要部の構成図である。 本発明の投影型表示装置に係る第５実施の形態を示す要部の構成図である。 本発明の投影型表示装置に係る第６実施の形態を示す要部の構成図である。

符号の説明

１、１０１、１０２、１０３・・陰極線管、２・・パネル、３・・ファンネル、４・・ネック、５・・ガラス管体、６・・蛍光面、１０ａ，１０ｂ・・過祖、１１、１１１、１１２，１１３・・電子銃、１２ａ，１２ｂ・・電子ビーム、１４・・偏向ヨーク、１７ａ，１７ｂ・・スポット、２０・・投影スクリーン、２２ａ，２２ｂ・・走査パターン、２５・・電子ビーム軌道調整手段

Claims (12)

1. ２つのカソードが設けられ、
   無偏向のとき、前記カソードから出射した２つの電子ビームが、蛍光面上の略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に分離した２つのスポットを形成するビーム軌道をとるようにして成る
   ことを特徴とする陰極線管。
2. 無偏向のとき、前記蛍光面上の分離した２つのスポットが、水平方向に互いに所要間隔だけ離れるようにして成る
   ことを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
3. 無偏向のとき、前記蛍光面上の分離した２つのスポットが、水平方向に関して同じ位置に存するようにして成る
   ことを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
4. ２つのカソードが設けられた電子銃と、前記カソードから出射された電子ビームの軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段とを有した陰極線管を備え、投影スクリーン上に画像を投影する投影型表示装置の制御方法であって、
   前記電子ビームの偏向時に、偏向に同期した制御電圧又は制御電流を前記電子ビーム軌道調整手段に供給し、前記投影スクリーン上に結像した２つのスポットの間隔を全走査領域に亘って垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に保つようにする
   ことを特徴とする投影型表示装置の制御方法。
5. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号を供給する
   ことを特徴とする請求項４記載の投影型表示装置の制御方法。
6. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号を供給する
   ことを特徴とする請求項４記載の投影型表示装置の制御方法。
7. ２つのカソードが設けられた電子銃、前記カソードから出射された電子ビームの軌道をダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手及び前記電子ビーム軌道調整手段を駆動する駆動手段を有した陰極線管と、
   投影レンズ系と、
   前記陰極線管の画像を前記投影レンズ系を介して投影する投影スクリーンとを備え、
   動作時に、全走査領域に亘って前記投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定されて成る
   ことを特徴とする投影型表示装置。
8. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給される
   ことを特徴とする請求項７記載の投影型表示装置。
9. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給される
   ことを特徴とする請求項７記載の投影型表示装置。
10. 赤色、緑色及び青色の単色陰極線管を備え、
    前記青色の単色陰極線管にのみ、２つのカソードが設けられ、動作時に、全走査領域に亘って投影スクリーン上に形成される２つのスポットの間隔が、垂直方向に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定されて成る
    ことを特徴とする投影型表示装置。
11. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍±αの時間差を持たせて映像信号が供給される
    ことを特徴とする請求項１０記載の投影型表示装置。
12. 前記２つのカソードに水平走査時間Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍の時間差を持たせて映像信号が供給される
    ことを特徴とする請求項１０記載の投影型表示装置。

Images