JP2630935B2 - 画像表示方法及び画像表示装置 - Google Patents

画像表示方法及び画像表示装置

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JP2630935B2 JP61178666A JP17866686A JP2630935B2 JP 2630935 B2 JP2630935 B2 JP 2630935B2 JP 61178666 A JP61178666 A JP 61178666A JP 17866686 A JP17866686 A JP 17866686A JP 2630935 B2 JP2630935 B2 JP 2630935B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子発生源を用いた画像表示方法及び画像
表示装置に関する。
[従来の技術] 従来より、例えば特公昭54−30274号公報、特開昭54
−111272号公報(USP4259678)、特開昭56−15529号公
報(USP4303930)、特開昭57−38528号公報などに開示
されている固体電子ビーム発生装置は、電子放射密度が
高く、高集積化が可能であるなどの特長から、これを画
像表示装置に応用する様々な提案がなされてきた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは上記画像表示装置において、固体電子ビ
ーム発生装置から放出される電子量のアナログ的な制御
方法について検討の結果、集積化された電子ビーム発生
装置の各素子の電子放出密度のばらつきが表示画像の品
位に重大な影響を与えるので、素子間の高い均一性が要
求されるという大きな問題点が存在することを知見し
た。
更に、アナログ的な制御を行うためには、固体素子ビ
ーム発生装置の周辺回路にアナログ素子が多数必要にな
り、回路の複雑化とコストアップを招く欠点があった。
第2図は固体電子ビーム発生装置の印加電圧−放出電
流密度の特性を示す曲線図である。この種の固体電子ビ
ーム発生装置は半導体のp−n接合を利用しているた
め、印加電圧が閾値電圧V0に達するまでは、電子は放出
されず、閾値電圧V0を越えると、放出電流は指数関数的
に増大し、更に電圧値を増加させると、電子放出面や引
き出し電極近傍の空間電荷効果の影響により、放出電流
密度は飽和現象を示す。
このような特性のもとで、固体電子ビーム発生装置に
電圧を印加し、中間調の再現を試みる場合、輝度は電流
にほぼ対応するので、電圧−電流特性の急峻なA−B間
を使用しなければならず、僅かな電圧のズレによって発
光輝度が大きく異なり、中間調の良好な再現は困難とな
る。
又、この種の固体電子ビーム発生装置は、多数の電子
発生源を1つの基板上に集積し、いわゆるMEB(マルチ
・エレクトロン・ビーム)方式として、単なる熱放出型
カソードよりも高い利用度を評価されているものである
が、各電子発生源の特性は、第2図の破線A′−B′や
一点鎖線A″−B″で示されるようにばらつき、従っ
て、集積化された複数の電子源が同一の条件で駆動でき
ず、まして印加電圧を変えることにより中間調の再現を
行うなど更に困難となる。
しかも、このような固体電子ビーム発生装置を多数生
産すると、個々の固体電子ビーム発生装置が更に特性が
ランダムに異なり、これらを用いて印加電圧の調整によ
る中間調の再現を行うような画像表示装置を多数生産す
る場合、個々の画像表示装置毎に印加電圧と蛍光輝度の
調節が必要となり、産業的に大変なコストアップにな
る。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
で、固体電子ビーム発生装置内の各素子間での高い均一
性を必要としない、簡便な中間調再現の方法、及び該方
法を実施し得る画像表示装置を提供することを目的とす
る。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通り
である。
即ち、本発明の第一は、複数の電子発生源から放出さ
れる電子ビームを発光部材に照射することで画像表示を
行う画像表示方法において、入力画像信号の各画素の輝
度レベルに応じて、各画素毎に、複数の電子発生源から
の電子ビームの放出パターンと放出時間を制御し、且
つ、該電子発生源を、放出電流密度が飽和する領域での
印加電圧にて駆動することを特徴とする画像表示方法に
ある。
上記本発明第一の画像表示方法は、さらにその特徴と
して、 「前記制御された放出電子ビームは、集束されて前記
発光部材に照射される」こと、 「前記制御された放出電子ビームを、前記発光部材上
で走査する」こと、 「前記電子発生源は、冷陰極型の電子発生源である」
こと、 をも含むものである。
また、本発明の第二は、複数の電子発生源と、該電子
発生源から放出される電子ビームの照射により発光する
発光部材とを有する画像表示装置において、1画素の複
数の輝度レベルの各々に対応して設定された複数の電子
発生源からの電子ビームの放出パターン及び放出時間の
情報を記憶したメモリーと、前記メモリーから入力画像
信号の各画素の輝度レベルに応じて、前記電子ビームの
放出パターン及び放出時間の情報を読み出すためのアド
レス発生手段と、前記メモリーから読み出された前記電
子ビームの放出パターン及び放出時間の情報に基づき前
記発光部材上に電子ビームを照射するための手段とを備
え、且つ、前記発光部材上に電子ビームを照射するため
の手段は、前記電子発生源を、放出電流密度が飽和する
領域での印加電圧にて駆動する手段を有することを特徴
とする画像表示装置にある。
上記本発明第二の画像表示装置は、さらにその特徴と
して、 「前記発光部材上に電子ビームを照射するための手段
は、前記メモリーから読み出された前記電子ビームの放
出パターン及び放出時間の情報に基づき放出された電子
ビームを集束する手段を有する」こと、 「前記発光部材上に電子ビームを照射するための手段
は、前記電子発生源を駆動するための手段と、電子ビー
ムを偏向するための手段とを有する」こと、 「前記電子発生源は、冷陰極型の電子発生源である」
こと、 をも含むものである。
[作 用] 本発明によれば、入力画像信号の各画素の輝度レベル
に応じて、各画素毎に、複数の電子発生源からの電子ビ
ームの放出パターンと放出時間を制御する、具体的には
例えば、電子ビームを放出させる電子発生源の数を制御
し、しかもその放出時間に長短を設定することにより、
多数段階の中間調の表示を制御する。さらに、このと
き、電子発生源のオン−オフ動作のオン時(駆動時)
に、放出電流が飽和する領域での電圧を印加する、即ち
第2図に示す印加電圧−放出電流特性における飽和特性
領域(B−C間)での印加電圧にて駆動する。このた
め、印加電圧−放出電流特性における急峻な領域(A−
B間)での印加電圧を用いて中間調を表示する場合のよ
うに、個々の電子発生源間の特性のばらつきに影響され
ることがなく、良好な中間調の再現が可能となる。
[実施例] 以下本発明の実施例を、図面と共に詳細に説明する。
第1図は、本発明により画像を表示する画像表示装置
の基本的な構成を示す斜視図である。第1図において、
画像表示装置は、固体電子ビーム発生装置の9個の電子
源1を垂直面に3×3に配列し、各電子源1から放出さ
れた電子ビームが、電子源1近傍の集束電極2によっ
て、前記垂直面と対向する蛍光面3上に所望の1点に集
束されるように構成され、その所望の集束点は水平偏向
手段4と垂直偏向手段5とによって制御され、前記蛍光
面3上の各画素6を走査するようになっている。
前記9個の電子源1は、各電子源1毎に電子の放出−
非放出とその放出時間を制御されるようになっていて、
1画素に注入される電子の量を変えることにより中間調
の再現を行うことができる。本実施例においては、9個
の電子源をオン−オフし、放出時間を長短の2段階に切
り替えることにより、下記表1に示すように19段階の中
間調が再現できる。
第3図(a)は、本実施例における集積化された固体
電子発生源の平面図であり、第3図(b)は第3図
(a)のX−Xにおける縦断面図、第3図(c)は第3
図(a)のY−Yにおける縦断面図である。これらの各
図において、30はn形基板で、内部に共通電極として低
オーミックp形通路31が形成され、更にこの共通電極と
交差する選択電極として高ドープn形表面層32(A,B,C
…I)が形成されている。pn接合部33は基板壁面に露呈
しないが、このpn接合による空乏層が9つの開口部34と
して露出している。尚、第3図(a)では、低オーミッ
クp形通路31は破線で示され、高ドープn形表面層32は
鎖線で示され、9つの開口部34(A,B,C…I)内には、
前記高ドープn形表面層32とシリコン本体のn形基板30
とが、V字形凹所の壁面に沿って示されている。
前記低オーミックp形通路31は、接点領域35及びコン
タクト窓36j,36k,36lを介して、接続用電極37j,37k,37l
に接続され、高ドープn形表面層32は、コンタクト窓36
a,36b,36cを介して、接続用電極37a,37b,37cに接続され
ている。そして、絶縁層38上に、前記開口部34を囲むよ
うに加速電極39が配設されている。
このような構成において、アバランシェ増幅作用がpn
接合で生ずるような電圧を、マトリクス構成の接続用電
極37j〜37l及び37a〜37cに印加し同時に前記加速電圧39
に所要の電圧を与えることにより、所望の陰極(A,B,C
…I)を選択的に動作させて、電子放出を行わせること
ができる。尚、この電子放出の詳細な機構については、
前記特許に開示されている。
第4図は、本実施例の画像表示装置の制御部の一例を
示す構成図である。第4図において、入力ビデオ信号S
は同期分離回路41で映像信号Sgと同期信号Stとに分離さ
れ、同期信号Stによりタイミングパルス発生回路42がト
リガーされて、A/D変換回路43へサンプリングパルスが
出力され、映像信号Sgは、そのサンプリングパルスに掃
引されてA/D変換回路43でデジタル化されたのち、ROMテ
ーブル44及び45に入力される。
ROMテーブル44,45には、電子源数に対応させて(A,B,
C…I),(a,b,c…i)の合計18個のアドレスが用意さ
れ、下表のような内容が格納されている。
このROMテーブル44,45のデータは、タイミングパルス
発生回路42からの入力及びA/D変換回路43からの入力に
基いて記憶情報に参照され、各画素の強度に従って、電
子源1のオン−オフ・タイミング信号が出力される。
このタイミング信号は、タイマー回路46に入力され、
ROMテーブル44及び45の出力が双方共に“1"、即ちAと
a,Bとb,Cとc,…Iとiが共に“1"であればタイマー回路
46からパルス幅2Twが出力され、片方のみが“1"であれ
ばタイマー回路46からは幅1Twのパルスが出力される。
この信号は、電子源ドライバー47で、蛍光体の蛍光強
度が飽和する電圧に増幅されたのち固体電子ビーム発生
装置に入力され、電子源1をオン−オフし、電子源1か
ら放出された電子は集束電極2によって蛍光面3上に集
束される。
垂直偏向駆動回路48は、前記同期信号Stから抽出され
る垂直同期信号Svに従って所望の駆動電圧を垂直偏向電
極5に印加し、一方、水平偏向駆動回路49は、前記同期
信号Stから抽出される水平同期信号Shに従って所望の駆
動電圧を水平偏向電極4に印加する。このように制御さ
れつつ、固体電子ビーム発生装置から放射された電子
は、蛍光面3上を走査され、画像表示が行われる。
尚、本実施例においては、複数の電子源により一画素
の表示を行っているが、更に多数の電子源により多数画
素の表示を行うことも可能であり、その場合には水平走
査周期を長くすることが可能となって、一画素当たりの
電子ビーム照射時間を長くとれるため一層高精密な画像
表示装置が実現できる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、入力画像信号
の各画素の輝度レベルに応じて、各画素毎に、複数の電
子発生源から電子ビームの放出パターンと放出時間を制
御し、さらに、電子発生源のオン−オフ動作のオン時
(駆動時)に、放出電流が飽和する領域での電圧を印加
することによって中間調を表示するものであるため、個
々の電子発生源間の特性のばらつきに左右されることな
く良好な中間調を簡便に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は固体電子
ビーム発生装置の電圧−電流の曲線図、第3図は電子源
の平面図および縦断面図、第4図は本発明の制御機構の
構成図である。 1;電子源、2;集束電極、3;蛍光面、 4;水平偏向手段、5;垂直偏向手段、 6;画素、41;同期分離回路、 42;タイミングパルス発生回路、 47;ドライバー、S;入力画像信号、 Sg;映像信号、St;同期信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間島 敏彰 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−98930(JP,A) 特開 昭48−85074(JP,A) 特開 昭49−102238(JP,A) 特開 昭52−106737(JP,A) 特開 昭60−49540(JP,A) 特開 昭62−296340(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電子発生源から放出される電子ビー
    ムを発光部材に照射することで画像表示を行う画像表示
    方法において、 入力画像信号の各画素の輝度レベルに応じて、各画素毎
    に、複数の電子発生源からの電子ビームの放出パターン
    と放出時間を制御し、且つ、該電子発生源を、放出電流
    密度が飽和する領域での印加電圧にて駆動することを特
    徴とする画像表示方法。
  2. 【請求項2】前記制御された放出電子ビームは、集束さ
    れて前記発光部材に照射される特許請求の範囲第1項に
    記載の画像表示方法。
  3. 【請求項3】前記制御された放出電子ビームを、前記発
    光部材上で走査することを含む特許請求の範囲第1項又
    は第2項に記載の画像表示方法。
  4. 【請求項4】前記電子発生源は、冷陰極型の電子発生源
    である特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記
    載の画像表示方法。
  5. 【請求項5】複数の電子発生源と、該電子発生源から放
    出される電子ビームの照射により発光する発光部材とを
    有する画像表示装置において、 1画素の複数の輝度レベルの各々に対応して設定された
    複数の電子発生源からの電子ビームの放出パターン及び
    放出時間の情報を記憶したメモリーと、 前記メモリーから入力画像信号の各画素の輝度レベルに
    応じて、前記電子ビームの放出パターン及び放出時間の
    情報を読み出すためのアドレス発生手段と、 前記メモリーから読み出された前記電子ビームの放出パ
    ターン及び放出時間の情報に基づき前記発光部材上に電
    子ビームを照射するための手段とを備え、 且つ、前記発光部材上に電子ビームを照射するための手
    段は、前記電子発生源を、放出電流密度が飽和する領域
    での印加電圧にて駆動する手段を有することを特徴とす
    る画像表示装置。
  6. 【請求項6】前記発光部材上に電子ビームを照射するた
    めの手段は、前記メモリーから読み出された前記電子ビ
    ームの放出パターン及び放出時間の情報に基づき放出さ
    れた電子ビームを集束する手段を有する特許請求の範囲
    第5項に記載の画像表示装置。
  7. 【請求項7】前記発光部材上に電子ビームを照射するた
    めの手段は、前記電子発生源を駆動するための手段と、
    電子ビームを偏向するための手段とを有する特許請求の
    範囲第5項又は第6項に記載の画像表示装置。
  8. 【請求項8】前記電子発生源は、冷陰極型の電子発生源
    である特許請求の範囲第5項乃至第7項のいずれかに記
    載の画像表示装置。
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