JP3366424B2 - カラー陰極線管ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はシャドウマスクを有す
るカラー陰極線管を用いたディスプレイ装置に関し、詳
しくはインライン電子銃型カラー陰極線管とその電子ビ
ーム走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、シャドウマスク式カラー
陰極線管は、蛍光面の電子銃側に無数の透孔が規則正し
い配列で形成されたシャドウマスクが配置されていて、
電子ビームはこの透孔を通過して蛍光面に到達するよう
に構成されている。他方、電子ビーム自身もほぼ等間隔
の走査線を形成しているため、これら２種類の規則模様
が干渉しあって蛍光面上に見苦しい干渉縞いわゆるモア
レ縞が現れることがある。

【０００３】以下に先ずシャドウマスク式陰極線管とそ
れを用いた従来のディスプレイ装置におけるモアレ縞の
発生について説明する。図１２はシャドウマスク式陰極
線管の要部斜視図である。図において、１は蛍光面、２
は蛍光面１に向かい合って配置された色選択電極である
シャドウマスク、３は電子銃、４は電子銃３からの電子
ビームを偏向するための偏向ヨークである。

【０００４】以下の説明には、図のごとく互いに直交す
るＸＹ２方向を定めておく。シャドウマスク２には無数
の規則正しい電子ビーム透孔１０が設けられている。こ
の透孔には種々のタイプのものがあるが、ここでは透孔
の長辺がＹ方向に平行に配置されたほぼ長方形の場合に
ついて説明する。このような電子ビーム透孔１０は、Ｙ
方向に等間隔（孔ピッチ）に配置された電子ビームの不
透過部であるブリッジ１１を介して連なって列をなし、
複数個の列がＸ方向にほぼ等間隔に配置されてシャドウ
マスク２の全面を覆っている。ここで、相隣合う列上で
はブリッジ１１の位置が上記孔ピッチの２分の１だけず
れている。

【０００５】電子銃３はＸ軸に平行に一列に配置された
複数本（一般に３本）の電子ビームを発射させることが
できる。このような電子銃をインライン電子銃という。
電子銃３を出た電子ビーム１００（図１２（Ｂ）参照）
の一部は、シャドウマスク透孔１０を通り抜け蛍光面１
に到達し、ここを発光させる。この発光部分を２０とす
ると、これはシャドウマスク透孔１０の配置模様の拡大
された模様で生じ、ブリッジ１１の影としての非発光部
２１をＹ方向に等間隔に生ずる。

【０００６】偏向ヨーク４は電子ビームを偏向させ蛍光
面全体を走査させるための磁界を発生する。磁界発生用
にＸ偏向コイル４１及びＹ偏向コイル４２が設けられ、
それぞれ必要な電流が流される（図ではコイル類は模式
的に描いている）。Ｘ偏向コイル４１の電流は電子ビー
ムをＸ方向に高速に往復走査させ、蛍光面上に走査線を
描かせる。またＹ偏向コイル４２の電流は電子ビームを
Ｙ方向に比較的ゆっくり往復させフレームを描かせる。

【０００７】さて、蛍光面１上にはこのような発光部２
０と非発光部２１が交互に配列されているため、これを
平均化したＹ値とともに変化する平均発光効率分布のよ
うなものを考えることができる。これはブリッジ１１の
配列から明かなごとく、相隣合う２列の平均発光効率を
もって代表することができる。これをＴＡ（Ｙ）とす
る。このＴＡ（Ｙ）は図１３に示すような形をなし、こ
れをフーリエ級数展開すると次の式（１）で表すことが
できる。

【０００８】

【数式１】 ここで、ＰＡはこの関数のＹ方向の周期（ピッチ）であ
って、図１３に示すように、同じ列に属する相隣合う透
孔間隔（孔ピッチ）の２分の１である。そしてこのＰＡ
は平均発光効率の実効値的な意味を有するので、以下実
効ピッチと称するものとする。

【０００９】一方、電子ビームは、もしシャドウマスク
がないものとすればそのまま蛍光面に射突し、ここの小
さい範囲を刺激する。この刺激点は偏向ヨーク４の働き
によって蛍光面１全面を走査する。即ち、刺激点はＸ方
向に移動して走査線を形成し、これが繰り返されること
によって画像が形成される。従って蛍光面上にＹ値とと
もに変化する刺激密度（電子ビーム密度）分布を考える
ことができる。これをＴＢ（Ｙ）（図１４参照）とす
る。先ほどＴＡ（Ｙ）を考えた場所で、Ｘ方向に狭い一
定幅の帯状部分を考えると、ＴＢ（Ｙ）はＹ方向に周期
性を有している。これをフーリエ級数展開すると次の
（２）式のように表すことができる。

【００１０】

【数式２】 ここで、ＰＢは等間隔に配置されている走査線間隔であ
る。実際の蛍光面では、その手前にシャドウマスクが配
置されているので、今考えている場所でＹ値と共に輝度
が変化するが、その分布（輝度分布）Ｌ（Ｙ）は、
（１）式で表される平均発光率と（２）式で表される刺
激密度分布の積であって、次の（３）式で表すことがで
きる。

【００１１】

【数式３】

【００１２】この（３）式で、第２項は発光部分２０の
モザイク模様そのものであり、第３項は走査線模様その
ものの成分を表す。また、第４項はさらに次の（４）式
に変形することができる。

【数式４】

【００１３】この（４）式の第１項は発光部分２０のモ
ザイク模様及び走査線模様のいずれよりも小さいピッチ
の周期関数であるため問題にならないが、第２項は非常
に大きな空間周期（ピッチ）になる可能性のある周期関
数であり、ピッチと振幅によっては肉眼ではっきり分か
る大きな縞模様になって非常に見苦しいものとなる。こ
の模様をモアレ縞と称し、この第２項をモアレの項と称
する。このモアレの項を取り出すと、次の（５）式で表
すことができる。

【００１４】

【数式５】

【００１５】即ち、光の強弱の振幅がＡｍＢｎ／２であ
り、ピッチがＰＡＰＢ／（ｍＰＢ−ｎＰＡ）である。こ
の模様はｍとｎの値によって異なり、（ｍ、ｎ）が決め
られたとき一つ定まる。今、あるｍ、ｎの組に対応する
モアレ縞をモード（ｍ、ｎ）のモアレ縞と称することと
する。モアレ縞が目立って見苦しくなる条件の一つは、
このピッチが大きくなることであって、そのためにはｍ
ＰＢ−ｎＰＡが小さな値になる。即ち、ｍＰＢ＝ｎＰＡ
が大ざっぱにでも成り立つことが条件である。他方、Ａ
ｍ、Ｂｎの値はｍ＋ｎ≦５に対して特に大きいのが普通
である。

【００１６】従って、通常のカラー陰極線管装置にあっ
ては、これらのｍ、ｎに対してｍＰＢ＝ｎＰＡが近似的
にでも成り立たないように、与えられた走査線間隔ＰＢ
に対して、ＰＡの値、即ち蛍光面モザイクのＹ方向の間
隔及びシャドウマスクの透孔のピッチを選び、どのモー
ドモアレ縞もそのピッチ（空間周期）が大きくならない
ように留意するのが普通である。

【００１７】しかし、走査線数がまちまちに設計されて
いるコンピュータに共用することを前提としているディ
スプレイ装置などにあっては、走査線間隔ＰＢを必ずし
も一定と考えることができない。このようなディスプレ
イ装置にあっては、使用予定走査線数、即ち走査線間隔
の全てに対して、たとえｍ＋ｎ≦５の範囲であっても、
いずれの組み合わせモードのモアレ縞も目立たないよう
にするには、シャドウマスクの透孔のピッチＰＡが著し
く小さくなって暗い画面になるか、逆に著しく大きくな
ってモザイク模様そのものが粗くなり（（３）式の第２
項が問題になりはじめる）、著しく画面が汚くなった
り、シャドウマスクの必要な強度の維持ができなくなる
などの問題が生じてくる。

【００１８】この対策として本来等しい幅であるべき走
査線配置を一本おきには同じであるが、相隣合うもの同
士では僅かに異なるように本来の幅から僅かにずらせ、
特定のモードのモアレ縞のみを消去する方法が考え出さ
れた。この方法は米国特許第４８８７０１０号にＤｉｓ
ｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｓｈａｄｏｗｍ
ａｓｋ ＣＲＴとして公開されている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公知文献記
載の方法は、走査線を所定の位置からずらせ、走査線間
隔を不均一にするものである以上、僅かとはいえ当該デ
ィスプレイ装置の（モアレ縞以外で評価される）画質の
劣化を伴うことが避けられず、また、走査線を所定の位
置からずらせる方法については原理的な説明しかなされ
ておらず、さらに、場合によっては非常に周波数帯域の
広い電流源回路装置を必要とする等の問題点があった。

【００２０】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、蛍光面上でモアレが大きく出やす
いがＹ方向領域の解像度は十分にある領域で、重点的に
走査線の位置を本来予定してしていた場所から僅かにず
らせることを提案すると共に、それを実現する周波数帯
域の比較的狭くて済む回路を提供するものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によるシャドウマ
スク式カラー陰極線管を用いたディスプレイ装置にあっ
ては、走査線を少なくとも蛍光面上の一部で等間隔から
ずらせるように配置し（以下「オフセット」を与えると
呼ぶ）、このオフセット量を蛍光面上の場所によって異
ならせたもので、特に、インライン電子銃型カラー陰極
線管にあっては、かかる効果の得られる場所が蛍光面上
｜Ｘ｜の比較的大きい部分であることから、この場所で
オフセット量を大きくするようにしている。

【００２２】さらに、オフセット量を｜Ｙ｜の比較的大
きい部分では、そうでない部分よりも減らすようにし、
またその実現を具体化したものである。

【００２３】また、インライン型カラー陰極線管にあっ
て、上のオフセットを実現するために、電子ビームのＸ
方向走査周波数の０．５倍と１．５倍の周波数成分を有
する微少な電流リップルを、相互の位相を特定な関係に
保って、Ｙ方向の偏向電流中に混合させることを提案す
るものである。

【００２４】

【作用】本発明では、走査線のオフセットは蛍光面の必
要部分に重点的に与えられるので、モアレ縞の発生を抑
えると共にディスプレイ装置の（モアレ以外で評価され
る）画質の損失を最小限にとどめることができる。

【００２５】また、モアレの出やすい部分はＹ方向の解
像度が十分にあるという現象に着目してオフセット量を
定めているので、オフセットを与えたために最も問題に
なるＹ方向の解像度の損失が小さくなる。

【００２６】さらに、インライン電子銃型カラー陰極線
管において、上記の特徴を有する蛍光面上の場所を偏向
の原理に関連して特定したので、オフセットを与えるた
めに最も問題となるＹ方向の解像度の損失が具体的に小
さくできる。

【００２７】また、インライン電子銃型カラー陰極線管
において、上記を実現するために電子ビームのＸ方向の
走査線の０．５倍と１．５倍の周波数成分を有する微少
な電流リップルを、Ｙ方向の偏向電流中に混合させるよ
うにしたため、回路の帯域問題が小さくその実現が容易
である。

【００２８】

【実施例】実施例１． 図１はこの発明の一実施例を示すカラー陰極線管の要部
斜視図及び走査線装置のブロック図を示す。カラー陰極
線管は基本的には図１２に示したものと同じである。偏
向ヨーク４はＸ偏向コイル４１及びＹ偏向コイル４２を
有する。Ｘ偏向コイル４１には、電子銃３からの電子ビ
ームをＸ方向に偏向し走査線を描かせるための高速の鋸
歯状の繰り返し電流（Ｘ偏向電流）がＸ偏向電源４３か
ら供給される。以下この繰り返し周波数をｆｘとする。

【００２９】一方、Ｙ偏向コイル４２には、同じく電子
ビームをＹ方向に偏向しフレームを描かせるための比較
的周波数の低い鋸歯状の繰り返し電流（Ｙ偏向電流）が
Ｙ偏向電源４４から供給される。以下この繰り返し周波
数をｆｙとする。５０は本発明で新たに追加した波形発
生装置である。波形発生装置５０には適当なルートでＸ
偏向電流の位相を検知するための信号が取り込まれ、こ
れに同期した少なくとも０．５ｆｘ及び１．５ｆｘの周
波数成分を含む波形の電流を発生することができる。こ
の電流は結合装置５１によってＹ偏向電流中にリップル
として混合され、電子ビームのＹ方向偏向量に僅かなず
れ（オフセット）を与える。

【００３０】以下では、Ｙ偏向電流中に混合される上記
０．５ｆｘ及び１．５ｆｘの周波数成分の電流をそれぞ
れ第１電流、及び第２電流と呼ぶこととする。これらの
電流は典型的にはそれぞれが同じピーク値を有してお
り、且つ第１電流のピークがこれと逆符号の第２の電流
のピークに一致する位相関係に保たれている。

【００３１】図２はＸ偏向電流、第１の電流、及び第２
の電流の間の位相関係をＸ偏向電流の２サイクルにわた
って示した図である。Ｘ偏向電流の２周期（時間２／ｆ
ｘ）の間に第１の電流は１サイクルの正弦波状の増減を
行い、同じ周期に第２の電流は３サイクルの正弦波状の
増減を繰り返す。Ｘ偏向電流１周期（時間１／ｆｘ）は
走査線の描かれる描画時間Ｔの中央に第１及び第２の電
流の正または負の半サイクルの中央がくるようになされ
ている。第１の電流及び第２の電流はＹ偏向電流に混合
され、これによってＹ偏向電流は図３に示すように微妙
なリップルを含んだものとされる。なお、図３にはその
リップルの一部しか描いていない。

【００３２】このような偏向電流で描かれる走査線の様
子を図４に示す。蛍光面１には従来は点線で示すよう
に、その全面にわたって、間隔ＰＢの走査線が等間隔に
描かれていたものである。このＹ偏向電流に図３に示す
ように第１及び第２の電流によるリップルが含まれてい
る結果、個々の走査線１０１は元の位置（点線）からず
れる（オフセットする）。このオフセットは図４から明
らかなごとく、相隣合う走査線同士は元の位置から互い
に逆方向でる。

【００３３】図４から相隣合う２本の走査線部分を取り
出し拡大したものを図５に示す。いずれの走査線におい
ても、蛍光面のＸ＝０付近では第１の電流と第２の電流
が打ち消し合う結果オフセットは起きていないが、｜Ｘ
｜の増加と共にオフセットが生じ、｜Ｘ｜＝０．７５Ｘ
ｍａｘ（ただしＸｍａｘは蛍光面１のＸ端）の付近で最
大値αになり、｜Ｘ｜＝Ｘｍａｘのところでは０．７α
程度のオフセットとなる。ここで、０．７５とか０．７
といった数字がでてくるのは、先に述べたＸ偏向電流、
第１の電流及び第２の電流の間の関係と、Ｘ偏向の１周
期（＝Ｔ＋Ｔ１）の中で描画時間（Ｔ）の占める割合が
普通の動作装置では０．８前後の数値であるためであ
る。オフセットが最大値αとなっている付近の走査線配
置は局部的には図６の実線のようになされている。

【００３４】次に、モード（ｍ、ｎ）で発生するモアレ
縞は、ｎの値に対してαを適当に選ぶことによって、少
なくとも蛍光面上のオフセットαを生じさせている部分
（図６）では消去できることを説明する。走査線が等間
隔に配置されているとき、モード（ｍ、ｎ）のモアレ縞
が問題になるのは、（１）〜（４）式の考察から、Ｙの
周期関数である平均発光効率ＴＡ（Ｙ）（基本周期Ｐ
Ａ）の第ｍ高調波成分と、同じくＹの周期関数である走
査線により蛍光面に与えられる刺激密度（電子ビーム密
度）ＴＢ（Ｙ）（基本周期ＰＢ）の第ｎ高調波成分が干
渉し合って、（５）式のような光の強弱模様が生じるか
らである。本実施例において相隣合う走査線を互いに逆
方向にαだけオフセットさせるのは、そうすることによ
ってＴＢ（Ｙ）の第ｎ高調波の大きさ、即ちＢｎを消滅
させることができるからである。

【００３５】このことを、今、具体例としてｎ＝２の場
合について考察する。Ｂ２が０でないということは、図
１４に示した刺激密度ＴＢ（Ｙ）を（２）式に示すよう
にフーリエ級数展開を行ったとき、その中に図７に示す
ような周期ＰＢ ／２、振幅±Ｂ２なる高調波としての
余弦波成分が含まれていることを示している。ところ
で、今、ＰＢの間隔で並んでいる走査線の配列から走査
線を一本おきに取り出し、この中に含まれている周期Ｐ
Ｂ／２の高調波成分を考えてみると、図のようにその振
幅は、±Ｂ２／２になるはずである。なぜなら、図に示
した本来の走査線の配列は、図８に示した一本おきの走
査線の配列を２組Ｙ方向にＰＢだけずらせて重ね合わせ
たものに相当し、このとき周期ＰＢの高調波成分である
余弦波は位相が同じになるため重なり合って、図７に示
すように振幅±Ｂ２の余弦波となるためである。

【００３６】そこで、図８に示した一本おきの走査線の
配列を２組、Ｙ方向にＰＢだけオフセットさせた位置、
即ち図１４に示した従来の位置から図６に示すようにα
＝ＰＢ／８だけ互いに逆方向にオフセットさせて重ね合
わせたとすると、先に述べた周期ＰＢ／２の高調波成分
はちょうど打ち消し合って０となる。従ってＢ２の関係
するモアレ縞即ちモード（ｍ、２）のモアレ縞は少なく
とも蛍光面上のこの部分では消滅する。この重ね合わせ
の際、各走査線にオフセットを与える方向は、相隣合う
２本の走査線同士で互いに逆でさえあればＹ方向の正負
はどちらでもよい。以上はｎ＝２の場合について述べた
が、これを他のｎの値についても調べると、先と同様な
考察から、 ｎ＝１ ； α＝ＰＢ／４ ｎ＝２ ； α＝ＰＢ／８ ｎ＝３ ； α＝ＰＢ／１２ となり、一般のｎに対してはα＝ＰＢ／４ｎとすればよ
いことになる。

【００３７】次に、本実施例では、蛍光面１上の｜Ｘ｜
＝０．７５Ｘｍａｘ付近でオフセットαを最大とし、他
の部分ではこれよりオフセットを小さくし、特に蛍光面
の中央部では０としている。これは、インライン型カラ
ー陰極線管にあっては蛍光面１の上記部分でモアレ縞が
特に目立ち易く、総合的な画質の点から、この部分のモ
アレ消去が特に効果が大きいためである。このことを説
明する。

【００３８】図９において、（Ａ）はインライン型カラ
ー陰極線管の中心軸を含むＸ方向断面図、（Ｂ）は同じ
くＹ方向断面を示す。なお、図において、５はカラー陰
極線管本体の真空容器である。また、これらの図では説
明に必要のないその他の部材は描くのを省略している。
図９（Ａ）において、電子銃３から発せられる３本の電
子ビーム１００Ｂ、１００Ｇ、１００Ｒは、蛍光面１の
中心Ｏで集中する（コンバージェンスがとれる）ように
作られている。今、偏向ヨークが一様で均一な磁界を作
り出すものとし、この磁界で電子ビームをＸ方向に偏向
するものとする。

【００３９】電子ビームは偏向ヨークの実効的な中心で
あるＳ点（偏向中心と呼ぶ）付近で曲げられ、蛍光面１
の方向に向かうが、偏向磁界が一様分布であると蛍光面
１のかなり手前のＣ点で集中してしまう。このため画面
にはいわゆるミスコンバージェンスが生じてしまう。こ
れを防ぐため、電子ビームをＸ方向に偏向するための偏
向磁界を、一様でなく、今考えている偏向面内で発散作
用のあるピンクッション分布にすることが行われてい
る。

【００４０】電子ビームを図９（Ｂ）のようにＹ方向偏
向した場合でも、偏向磁界が一様分布であると、電子ビ
ームは蛍光面１の手前Ｃ’で集中してしまい、そのまま
では画面上にミスコンバージェンスが生じてしまう。こ
のため電子ビームをＹ方向に偏向する偏向磁界を、一様
分布でなく、偏向方向と直角の方向に発散作用のあるバ
レル分布とすることが行われている。Ｃ、Ｃ’は共にパ
ネル２の内面中心を通る軌跡を描くが、高次の項を省略
した近似計算によってＣは図に示すごとく半径Ｌ／２の
円を描き、Ｃ’は同じく半径Ｌの円を描くことを示すこ
とができる。ただしここでＬは偏向中心Ｓから蛍光面１
の中心Ｏまでの距離である。

【００４１】このことは、一様分布の偏向磁界によって
生じるミスコンバージェンスはたとえ偏向角が同じであ
ってもＸ方向（即ち３本の電子ビームが並んでいる方
向）の偏向の場合の方がＹ方向の偏向の場合よりも相当
に大きいことを示している。上記ミスコンバージェンス
をなくするために偏向磁界をピンクッション分布及びバ
レル分布とするわけであるが、もしこのピンクッション
の程度とバレルの程度を同じスケールで表現するならば
（この表現方法はここでは述べない）、Ｘ方向の偏向の
ためのピンクッションの程度はＹ方向の偏向のためのバ
レルの程度よりも（絶対値どうしの比較において）相当
に強くせねばならないことが分かる。

【００４２】ところで、偏向磁界をピンクッション分布
やバレル分布とすることはコンバージェンスとは別に個
々の電子ビームのフォーカス特性に微妙な影響を与えて
しまう。電子銃からの電子ビームが蛍光面上にフォーカ
ススポットを作る様子を図１０に示す。蛍光面上のフォ
ーカススポット１００Ｓは、電子銃３の中の電子発生源
近くに形成される見かけのクロスオーバー１００Ｃの像
である。従って、フォーカススポットの大きさを決定す
る大きな因子は、像を作り出す電子光学系の倍率であ
る。この倍率は、電子ビームが偏向を受けていないとき
はｂ／ａで計算できる（図１０（Ａ））。ただしここで
ａは見かけのクロスオーバー１００Ｃから（電子銃３の
中の）電子レンズ３Ａまでの距離、ｂは電子レンズ３Ａ
から蛍光面１までの距離である。

【００４３】しかし、この電子ビームが偏向されると、
この電子銃中の電子レンズに偏向磁界のレンズ作用が加
わり、偏向方向とスポット径を問題にする方向によって
は著しく像倍率、従ってスポット径が異なってしまうの
である。偏向ヨークによるこのレンズ作用を示すための
仮想レンズを図１０中に４Ａで示す。

【００４４】具体的に、（ＸＸ） 電子ビームをＸ方向
に偏向したときのフォーカススポット１００ＳのＸ方向
の径は、偏向磁界が発散作用を有し、凹レンズとして働
くため、倍率ｍはｂ／ａより大きくなる（図１０
（Ｂ））。ここで発散作用を示すことはＸ偏向磁界がピ
ンクッション分布とされているためである。

【００４５】（ＸＹ） 電子ビームをＸ方向に偏向した
ときのフォーカススポットのＹ方向の径は、偏向磁界が
集束作用を有し、凸レンズとして働くため、倍率はｂ／
ａより小さくなる（図１０（Ｃ））。ここで集束作用を
示すことは、この直角方向に上で述べた発散作用をもた
せた結果として本質的に避けられない現象である。

【００４６】（ＹＸ） 電子ビームをＹ方向に偏向した
ときにフォーカススポットのＸ方向の径は、偏向磁界が
発散作用を有し、凹レンズとして働くため、倍率はｂ／
ａより大きくなる（図１０（Ｂ））。ここで発散作用を
示すことはＹ偏向磁界がバレル分布とされているためで
ある。

【００４７】（ＹＹ） 電子ビームをＹ方向に偏向した
ときのフォーカススポットのＹ方向の径は、偏向磁界が
集束作用を有し、凸レンズとして働くため、倍率はｂ／
ａより小さくなる（図１０（Ｃ））。ここで集束作用を
示すことはこの直角方向に（ＹＸ）で述べた発散作用を
もたせた結果として本質的に避けられない現象である。

【００４８】なお、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）では、偏向
されて曲がっているはずの電子ビームをまっすぐに描い
ている。また、電子レンズ３Ａから蛍光面１までの距離
は、偏向された電子ビームに対しては、無偏向の場合よ
りも大きくなるはずであるが、図には描いていない。こ
れらのものを考慮したとしても、結局蛍光面上でのフォ
ーカススポット径は、概略が図１１に示すような大きさ
関係になる。図において、スポット径Ｄに付した添え字
は、上の４つのケースに対応している。

【００４９】ここで結論的にいえることは、電子ビーム
をＸ方向に偏向したときのスポットのＹ方向径は著しく
小さくなるということである。Ｙ方向に対してもスポッ
ト径に同じような傾向が現れるが、先に述べたように、
Ｙ偏向磁界のバレルの程度の方がＸ偏向磁界のピンクッ
ションの程度より（絶対値どうしの比較において）小さ
いのと、一般のカラー陰極線管では蛍光面がＸ方向に長
い長方形をなしている（従ってＹ方向には偏向角が小さ
い）ことから、Ｙ方向の偏向に対してはこの傾向はそれ
ほど著しくはない。

【００５０】さて、先に述べたごとく、モアレ縞はかか
るスポットの配列によって生ずる電子ビーム刺激密度の
繰り返し分布の基本波またはその高調波成分によって生
ずるわけであるが、かかる成分量は、一般的にいって、
分布が一様分布から離れている程大きくなる。簡単にい
えば、それぞれが裾を引いて分布している個々のスポッ
トの刺激密度の裾が、重ならず急峻に立ち上がっている
ほど大きくなるのである。つまりモアレ縞は蛍光面１上
の｜Ｘ｜の比較的大きいところで生じ易い。一方、スポ
ット径が小さいということは（その方向の）解像度が良
いということでもある。つまり｜Ｘ｜の大きいところは
普通Ｙ方向の解像度は十分によい。

【００５１】本実施例で述べているような走査線のオフ
セットは、Ｙ方向の解像度を多少損なうものであるが、
モアレ縞の強く出る部分と解像度の良い部分が一致する
ことに着目したので、オフセットを加えてもそのことに
よる画質の低下を最小限にとどめることができるのであ
る。

【００５２】ところで、モアレ縞の点からのオフセット
量の最適値については図６に関連して既に述べたが、必
ずしもこの通りでなくてもそれなりの効果がある。例え
ば先の例で述べたｎ＝２の場合は、α＝ＰＢ／８が最適
値であるが、これより少なくても効果はそれなりにあ
る。その程度は、先の二つの余弦波の重ね合わせ原理か
ら容易に計算でき、α＝ＰＢ／１６ではＢ２（即ちモア
レ縞のコントラストの強さ）はオフセットのない場合の
約０．７１倍（もし問題のモアレ縞にｎ＝４のモードが
関係していればその分は完全除去）、α＝ＰＢ／３２に
おいては同じく約０．２９倍となる。

【００５３】先の実施例で蛍光面１のＸ端（｜Ｘ｜＝Ｘ
ｍａｘ）においては、オフセット量がそのやや内側の部
分よりも減少しているが、この程度でも相当に効果はあ
るのである。しかも実際には、先に述べた蛍光面１上の
電子ビームスポットの大きさＤＸＹは、｜Ｘ｜がある値
を過ぎてＸｍａｘに近づくと、ここでは述べなかった高
次の偏向収差や、電子銃３の電極に印加するフォーカス
（電圧）の調整が、Ｘ端よりやや内側に着目してなされ
る等のため、逆に増加傾向を示し、Ｙ方向の解像度の減
少と共に、モアレ縞も出にくくなる傾向を示し、αの減
少はむしろ好ましい場合が多いのである。

【００５４】また、本実施例では、それぞれが正弦波で
ある第１の電流と第２の電流を含む電流リップルを波形
発生装置５０で作り、Ｙ偏向電流中に混合して実現する
としている。このような方法によれば、上記蛍光面１上
でのオフセット分布をほぼ最適に実現できるだけでな
く、相隣合う２本の走査線では互いに方向の異なるオフ
セットを、連続した正弦波で実現できるところに著しい
特徴がある。従って、帯域問題を殆ど生ぜず、回路的に
も簡単に実現することができる。

【００５５】具体的には、上記電流は、Ｘ偏向電流が同
期している同期信号を分周または逓倍して作った矩形波
を、必要量前もって位相をずらせておき、簡単なフィル
タ回路を通せば簡単に得ることができる。このとき周波
数によって移相量が異なっても、二つの正弦波のみを扱
えば良いことは回路実現上都合がよい。

【００５６】実施例２． 図１１において、スポット径ＤＹＹはＤＹＸより小さい
ものの、Ｙ偏向磁界のバレル程度が小さいためにその程
度はたいしたことがなく、さらに、これがＸ方向に偏向
されても対角方向への偏向に伴う複雑な偏向収差が加わ
り、スポット径のＹ方向径は｜Ｙ｜が小さいところに比
べて一般に大きくモアレ縞はあまり問題にならない（こ
のことはＹ方向解像度が悪くなるということでもあ
る）。

【００５７】かかる場合、オフセットによる画質の劣化
を最小限にとどめるためには、蛍光面１上で｜Ｙ｜の大
きいところではオフセット量を小さくするか全く生じな
いようにする方が好ましい。本実施例はかかるオフセッ
ト量の分布を簡単に実現するのに有用である。

【００５８】このようなオフセット量の分布を簡単に実
現するために図１の結合装置５１を利用する。結合装置
５１はコア５２、一次コイル５３、二次コイル５４から
なるトランスを用いており、ここで一次コイル５３は波
形発生装置５０の出力側に接続され、二次コイル５４
は、Ｙ偏向電源４４とＹ偏向コイル４２とを結ぶ出力回
路５５に接続されている。そして、上記トランスのコア
５２に電流飽和特性を示すコアを用いる。このようにす
ると、Ｙ偏向電流の大きいところではコア５１が飽和
し、波形発生装置５０からの電流波形がＹ偏向電流中に
混合されなくなり、｜Ｙ｜の大きいところでオフセット
量を抑えることができる。

【００５９】実施例３． 第１の電流と第２の電流は、振幅が同じであるとした
が、必ずしもそうでなければならないというものではな
い。第１の電流をやや大きくしてその分だけ蛍光面１の
中央でもオフセットが生じるようにしてもよい。

【００６０】実施例４． オフセット量は、最大値が問題のモアレ縞を消すのにち
ょうど良い値である必要はない。先に述べたように、少
ないオフセット量でもそれなりの効果は期待でき（モア
レ縞以外の）、画質とのバランスを考えて決定してもよ
い。場合によっては、蛍光面１で部分的にオフセットが
最適値より大きくてもかまわない。

【００６１】実施例５． 図１に示す波形発生装置５０は、Ｙ偏向の繰り返しを通
じて常に連続した第１及び第２の電流を発生させるので
はなく、Ｙ偏向電流の同期信号とＸ偏向電流の同期信号
の両方を検出してこれら信号の関係においてＹ偏向開始
時の最初の蛍光面１に描かれる走査線に常に一定位相の
オフセットを与えるようにしてもよい。

【００６２】一般の走査型のディスプレイ装置において
は、一枚のフレームを描き終わった後、次のフレームを
描き始めるため、電子ビームのスポットを蛍光面１のＹ
方向の他端に戻すための帰線期間が必要であり、この期
間もＸ方向の走査は行われている（この期間、電子ビー
ムはカットオフにされているため画面に出ない）。これ
らの表立って見えない走査線を含んだ１フレーム当たり
の走査線の総数は、偶数の場合と奇数の場合とがある。
これまでに述べた実施例は、前者の場合は問題がない
が、後者の場合、そのままでは１枚目のフレームと２枚
目のフレームとで走査線が完全に重ならず、見苦しいち
らつきが画面に現れることがある。このような場合、各
フレームの画面に現れる有効走査開始以前に走査線の順
番とリップル電流の位相を合わせる何らかの機能を波形
発生装置５０にもたせておくことが考えられる。本実施
例はかかる場合に有効である。なお、１枚目と２枚目の
フレームで、オフセット方向が逆になっても、その量が
小さいときはちらつきは生ぜず、Ｙ方向解像度の十分あ
る場合は画質としてかえってよくなる場合もあることを
付記しておく。

【００６３】実施例６． 本発明によりオフセットを蛍光面１上で部分的に変化さ
せる手法は、走査がいわゆる飛び越し走査のときも適用
可能である。もちろんこの場合は波形発生装置５０の構
成は、それに適したものにする。

【００６４】実施例７． 走査線を従来の等間隔位置から変位させる手段は、偏向
ヨーク４のＹ偏向コイル４２に流れるＹ偏向電流の制御
によらず、偏向ヨーク４とは別に、電子ビームをオフセ
ットさせるための磁界発生装置をカラー陰極線管の適当
な位置、特に偏向ヨーク４の電子銃３に近い側に設けて
もよい。この場合、この磁界発生装置に流す電流は種々
考えられるが、先の実施例で示した第１の電流及び第２
の電流と同等な波形を有する電流を流すことはもちろん
である。

【００６５】実施例８． シャドウマスク式カラー陰極線管は、図１２に示したよ
うな長方形の透孔を有するシャドウマスクを用いている
ものに限らず、円形の透孔が互いに６０゜の角度をなし
て等間隔に引かれた３組の直線群の交点上に配列されて
いるタイプのものにも適用できるのはもちろんである。

【００６６】補足として、以上に述べた実施例は、いず
れも全走査線にオフセットを与えるとしたが、本発明は
必ずしもこれに限るものではない。場合によっては１本
おきの走査線のみにオフセットを与えてもよい。この場
合その走査線に必要な理論オフセット量は図６に関連し
て述べた量の２倍になるべきである。そういう意味で本
発明の骨子は、走査線間隔に着目した方が説明し易い。

【００６７】さらに「同じオフセットが交互に繰り返さ
れる」とする記述と、「オフセット量が蛍光面上の場所
によって異なる」とする記述とは厳密にいうと矛盾があ
ることになる。これらを考慮すると、走査線の配置に関
する本発明の基本的な考え方は、「相隣合う電子ビーム
走査線の間に生ずる走査線間隔の内、相隣合う二つの値
が、それらの平均値は蛍光面全面にわたって実質的に同
じになるように走査線を配置する」と述べることができ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、蛍光面
上においてモアレ縞が目立つがＹ方向解像度は良好であ
る部分で重点的に走査線を等間隔の配置からずらせる
（オフセットさせる）こととしたので、モアレ縞の発生
を抑え且つモアレ縞以外の点での画質の劣化が少ないデ
ィスプレイ装置を実現することができる。

【００６９】また、このようなオフセットを発生させる
のに、Ｘ偏向周波数の０．５倍と１．５倍の周波数を有
する正弦波成分をＹ偏向電流中に混合させることとした
ので、装置を簡単に実現できる。

【００７０】また、波形発生回路とＹ偏向回路との間に
飽和特性を有する結合装置を用いるようにすれば、蛍光
面上で｜Ｙ｜の大きいところでオフセット量を抑えるこ
とができ、簡単にオフセットによる画質の低下を最小限
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すカラー陰極線管の要
部斜視図及び動作装置のブロック図である。

【図２】 本発明の一実施例により、Ｙ偏向電流中に加
えられるリップル電流のＸ偏向電流との関係を示す図で
ある。

【図３】 本発明の一実施例によるリップルの加えられ
たＹ偏向電流を示す図である。

【図４】 本発明の一実施例による走査線にオフセット
を加えた状態を示す図である。

【図５】 図４の走査線配置の部分拡大図である。

【図６】 図４の走査線配置の部分拡大図である。

【図７】 本発明によりモアレ縞が消去できる原理を説
明する図である。

【図８】 本発明によりモアレ縞が消去できる原理を説
明する図である。

【図９】 電子銃が一列に配置されている場合の画面上
でのフォーカススポット径の変化の発生原理を示す図で
ある。

【図１０】 偏向磁界によるフォーカススポット径の変
化を説明する図である。

【図１１】 電子銃が一列に配置されているカラー陰極
線管の蛍光面上でのスポット径の分布を示す図である。

【図１２】 従来のカラー陰極線管の動作を説明するた
めの図である。

【図１３】 蛍光面上の発光部分の配列と平均発光効率
の関係を示す図である。

【図１４】 走査線の配列と刺激密度分布との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１ 蛍光面 ２ シャドウマスク ３ 電子銃 ３Ａ 電子レンズ ４ 偏向ヨーク ４Ａ 偏向ヨーク中に生ずる仮想レンズ ５ 真空容器 １０ 電子ビーム透孔 １１ ブリッジ ２０ 発光部 ２１ 非発光部 ４１ Ｘ偏向コイル ４２ Ｙ偏向コイル ４３ Ｘ偏向電源 ４４ Ｙ偏向電源 ５０ 波形発生装置 ５１ 結合装置 ５２ コア ５３ 一次コイル ５４ 二次コイル ５５ 出力回路 １００ 電子ビーム １００Ｒ 電子ビーム １００Ｇ 電子ビーム １００Ｂ 電子ビーム １００Ｃ 見かけ上のクロスオーバー １００Ｓ 蛍光面上のスポット １０１ 走査線

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−246684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−215294（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−168473（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−236290（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−260337（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−237391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/16 H04J 29/72 H04N 3/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ長方形（長方形の長軸方向をＸ、短
   軸方向をＹとする）からなる蛍光面と、この蛍光面に対
   向して設けられたシャドウマスクと、このシャドウマス
   クに対向して上記蛍光面の反対側に配置され、複数本の
   電子ビームを発生する電子銃と、この電子銃と上記シャ
   ドウマスクとの間に配置された偏向ヨークとを備えたカ
   ラー陰極線管ディスプレイ装置において、上記電子銃がＸ方向に一列に並んだ複数本の電子ビーム
   を発生し、この電子ビームの相隣合う走査線間隔の変化
   が、上記蛍光面上Ｘ＝０（Ｘ方向の偏向角が０）の部分
   よりもＸ≠０の部分で大きくなされている ことを特徴と
   するカラー陰極線管ディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 ほぼ長方形（長方形の長軸方向をＸ、短
   軸方向をＹとする）からなる蛍光面と、この蛍光面に対
   向して設けられたシャドウマスクと、このシャドウマス
   クに対向して上記蛍光面の反対側に配置され、複数本の
   電子ビームを発生する電子銃と、この電子銃と上記シャ
   ドウマスクとの間に配置された偏向ヨークとを備えたカ
   ラー陰極線管ディスプレイ装置において、上記電子銃がＸ方向に一列に並んだ複数本の電子ビーム
   を発生し、この電子ビームの相隣合う走査線間隔の変化
   が、上記蛍光面上のある特定のＸで比較したときに、｜
   Ｙ｜の大きいところでＹ＝０（Ｙ方向の偏向角が０）の
   付近よりも小さくなされている ことを特徴とするカラー
   陰極線管ディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 相隣合う走査線間隔の変化が、偏向ヨー
   クのＹ方向偏向電流にリップルを与えることによって作
   り出されることを特徴とする請求項１または２項記載の
   カラー陰極線管ディスプレイ装置。
4. 【請求項４】 相隣合う走査線間隔の変化が、偏向ヨー
   クの電子銃側に取り付けられた磁界発生装置によって作
   り出されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれか一項記載のカラー陰極線管ディスプレイ装置。
5. 【請求項５】 電子銃がＸ方向に一列に並んだ複数本の
   電子ビームを発生し、この電子ビームをＸ方向に偏向す
   るために偏向ヨークが発生するＸ偏向磁界がピンクッシ
   ョン型分布になされていることを特徴とする請求項１な
   いし請求項４のいずれか一項記載のカラー陰極線管ディ
   スプレイ装置。
6. 【請求項６】 ほぼ長方形（長方形の長軸方向をＸ、短
   軸方向をＹとする）からなる蛍光面と、この蛍光面に対
   向して設けられたシャドウマスクと、このシャドウマス
   クに対向して上記蛍光面の反対側に配置され、複数本の
   電子ビームを発生する電子銃と、この電子銃と上記シャ
   ドウマスクとの間に配置されたＸ偏向コイル及びＹ偏向
   コイルを有する偏向ヨークと、Ｘ偏向コイルにＸ偏向電
   流を流して上記電子ビームをＸ方向に偏向させるＸ偏向
   電源と、Ｙ偏向コイルにＹ偏向電流を流して上記電子ビ
   ームをＹ方向に偏向させるＹ偏向電源とを備えたカラー
   陰極線管ディスプレイ装置において、 上記電子ビームによる走査線の内、相隣合う二つの走査
   線間隔がＸ方向に沿って変化し、一つおきの走査線間隔
   が実質的に同じになされるような偏向を行う電流リップ
   ルを上記Ｙ偏向電流中に含ませる波形発生装置を備え、 Ｙ偏向電流中に含まれるリップルが、Ｘ偏向電流の繰り
   返しに同期した二つの正弦波電流、即ちＸ偏向電流の繰
   り返し周波数の０．５倍の周波数を有する第１の電流
   と、１．５倍の周波数を有する第２の電流からなり、 第１の電流のピーク値が、電子ビームがＸ＝０付近を走
   査中に現れ、第１の電流のピーク位置に、その方向符号
   と反対の方向符号を有する第２の電流のピークがあるよ
   うに、第１と第２の電流及びＸ偏向電流の位相関係が保
   たれているようになされた ことを特徴とするカラー陰極
   線管ディスプレイ装置。
7. 【請求項７】 一次側が波形発生装置に接続され、二次
   側がＹ偏向コイルとＹ偏向電源を結ぶ出力回路中に挿入
   されているトランスによって、波形発生回路によるリッ
   プルがＹ偏向電流中に生ぜしめられるようなされている
   ことを特徴とする請求項６記載のカラー陰極線管ディス
   プレイ装置。
8. 【請求項８】 トランスが飽和特性を有するコアを有
   し、このコアがＹ偏向電流の大きいところで磁気飽和を
   起こしてリップルを減少させるようになされていること
   を特徴とする請求項７記載のカラー陰極線管ディスプレ
   イ装置。