JPH01220592A - シヤドウマスク式カラー陰極線管を用いたデイスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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、詳しくは電子ビームの
走査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように、シ・ヤドウマスク式カラー陰極線管は、
螢光面の電子銃側に、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設されていて、電子ビーム
はこの透孔を通過して螢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種の規則模様が干渉し合っ
て螢光面上に見苦しい干渉縞いわゆるモアレ縞が現われ
る。

以下に、シャドウマスク式カラー陰極線管をもちいた従
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。

第５図は、従来のシャドウマスク式カラー陰極線管の螢
光面と、その周期的なモザイク構成を図解的に示す図で
ある。第５図（ａ）に示す発光部分（１（１は、シャド
ウマスク（図示せず）の透孔に対応して長方形状をなし
、非発光部分のブリッジ員を挾んで画面の垂直方向（以
下、これを「Ｙ軸方向」とする）に規則正しく配設され
ている。

螢光面上のモザイク模様は、この上うＫＹ力方向並んだ
発光部分ａ・の列がほぼ平行に多数規則正しく配列され
たものから構成されるが、一般に相となる列はブリッジ
曽の位置がＹ方向に互いに他を２等分するように設けら
れている。

螢光面はこのように発光部分αＱとブリッジ（ホ）とが
交互に配列されている丸め、Ｙ軸方向に垂直な方向には
、これを平均化したＹ軸方向の平均発光効率のようなも
のが・考えられる。これをＴムＬＹ）とすると、平均発
光効率ＴＡ■は第５図＠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＠　（１）式で表わすこと
ができる。

ここで、Ｐムはこの関数のＹ軸方向の周期（ピッチ）で
あって、第５図（ａ）に示すように、同じ列に属する相
となるブリッジ（ホ）の間隔Ｐムのｉである。そして、
とのＰムは、平均発光効率の実効ピッチとも称せられる
べきものであって、以下、「実効ピッチ」と称すること
Ｋする。

一方、螢光面は電子ビームによる刺激を受けて発光する
が、この刺激点は螢光面全面を走査する。

すなわち、刺激点はＹ軸方向にほぼ垂直方向に移動して
走査線を形成し、走査線が等間隔に並んで螢光面全面を
覆ってフィールドを形成し、これが繰返されることによ
って螢光面上に画像が形成される。

すなわち、この走査線の走査による螢光面の刺激密度（
電子ビーム密度）ＴＢ（至）は、第６図に示すようにＹ
軸方向に周期性を有し、仁れを７−りエ級数展開すると
次の第（２）式のように表わすことができる。

ここで、ＰＲは等間隔に配置されている走査線間隔であ
る。実際の螢光面上でのＹ軸方向の輝度分布Ｌ（Ｙ）は
、第（１）式で表わされる平均発光効率と第（２）式で
表わされる刺激密度分布の積であって、次の第（３）式
で表わすことができる。

この第（３）式で第２項は発光素子のモザイク模様その
ものであシ、第・８項は走査線模様そのものの成分をそ
れぞれ表わす。また、第４項はさらに次の第（４）弐に
変形する仁とができる。

この第（４）式の第１項は発光素子のモザイク模様およ
び走査線模様のいずれよシも小さいピッチの周期関数で
あるため問題にはならないが、１ａ２項は非常に大きな
空間周期（ピッチ）Ｋなる可能性のある周期関数であシ
、ピッチと振幅とＫよっては肉眼ではっきりわかる大き
な縞模様になって非常に見苦しいものとなる。この模様
をモアレ縞と称シ、この第２項をモアレの項と称する。

このモアレの項を取出すと、次の第（５）式で表わすこ
とができる。

忙よって異なり、（ｍ、ｎ）がきめられたとき１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１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ｍＰＢ　
　ＨＰムが小さな値になる。すなわち、ｍＰｍ＝ＨＰム
が大ざっばにでも成シ立っことが条件である。

他方、ムｍ　、Ｂｎの値はｍ＝ｌ　〜８．ｎ＝ｌ〜３に
対して特に大きいのが普通である。

したがって、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−＝ｎＰムが近似的にでも
成シ立九ないように１与えられた走査線間隔Ｐ、ｉｓ　
Ｋ対して、Ｐムの値、すなわち螢光面モザイクのＹ方向
の間隔およびシャドウマスクの透孔のピッチを選び、ど
のモードのモアレ縞も、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。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、走査線数がまちまちに設計されているコンピュ
ータに共用する仁とを前提としているディスプレイ装置
にあっては、走査線間隔ＰＩ　を必ずしも一定と考える
仁とができない。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、すなわち走査線間隔のすべてに
対して、たとえｍ＝１〜８．ｎ＝１〜８の範囲であって
も、いずれの組合わせモードのモアレ縞も目立たないよ
うにするＫは、シャドウマスクの透孔のピッチＰムがい
ちじるしく小さくなって暗い画面になるか、逆にいちじ
るしく大きくなってモザイク模様そのものが荒くなり（
（３）式の第２項が問題になシだす）いちじるしく画面
が汚くなったシ、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ので実現困難であ
った。

この発明は、走査線数が広い範囲で変えてもモアレ縞の
出にくいシャドウマスク式カラー陰極線管を用いたディ
スプレイ装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るディスプレイ装置は、通常の垂直偏向手
段に加えて、電子ビームスポットが螢光面上に画く走査
線を一本おきにモアレ縞が目立たなくなる同じ量だけ垂
直方向に変位させる手段を備えた点を特徴とするもので
ある。

〔作用〕

電子ビームスポットが画く走査線を一本おきに所定量だ
け垂直方向に変位させると、電子ビームスポットが螢光
面に射突して発光する部分の垂直方向の配列周期を変え
ることができるので、シャドウマスクの透孔の垂直方向
の配列周期との関係で発生するモアレ縞を目立たなくす
ることができる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例のブロック回路図で、（１
）は垂直偏向コイル、（２）は垂直偏向コイル（１）に
垂直偏向電流を供給する垂直出力回路、（３）は水平偏
向コイル、（４）は水平偏向コイル（３）に水平偏向電
流を供給する水モ出力回路で、垂直出力回路（２）には
垂直同期信号が、また水平出力回路（４）には水平同期
信号がそれぞれ印加され、これらの同期信号に同期した
偏向電流をそれぞれ垂直偏向コイル（１）および水平偏
向コイル（３）Ｋ供給している。

垂直出力回路（２）の出力端子ａは垂直偏向コイル（１
）の一方の端子ムに直接々続されているが、他方の出力
端子すは、７リツプフロツプスイツチ（５）の一方の選
択端子Ｅに直接接続されるとともに、直流′電源（６）
を介して他方の選択端子ＤＣに接続されており、フリッ
プ７０ツブスイツチ（５）の共通接点Ｃは、垂直偏向コ
イル（１）の他方の端子Ｂに接続されている。

フリップフロップスイッチ（５）は、すべての動作が電
子回路の０Ｎ−ＯＦＦによっておこなわれる一種の電子
回路スイッチで、水平出力回路（４）に印加される水平
同期信号が印加され、この水平同期信号パルスがひとつ
入力するたびに共通端子Ｃが選択端子ＥとＤＣに交互に
（電子回路的に）接続されるように構成されている。

また、直流電源（６）は、後に詳しく説明する小さい一
定電流を垂直偏向コイル（１）に流すための電源装置で
あって、その電流量は調節できるように構成されている
。

第２図はこの実施例のカラー陰極線管の螢光面上に画か
れる電子ビームの走査線αＱを示す図で、走査線ＱＯは
一本おきに図に一点鎖線で示したように、Ｙ方向にαだ
けずれた位置を走査する。このように−本おきに変位さ
せるためにフリップフロップスイッチ（５）が用いられ
、変位量αを調整するために直流電源（６）がもちいら
れる。すなわち直流電源（６）は走査線位置微修正回路
の一部を構成している。

次に、モード（ｍ、ｎ）のときに発生するモアレ縞を、
ｎの値に対して変位量ａの値を適当に選ぶことによって
消去できることを説明する。

走査線が等間隔で走査するとき、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ＴＡω（基
本周期Ｐム）の第ｍ；ａ；ｖ４波成分と、おなじくＹの
周期関数である・走査線による螢光面の刺激密度（電子
ビーム密度）　Ｔｍω（基本周期ＦＢ　）の第ｎ１ｌＩ
６ｖ４波成分とが干渉し合って、第（５）式のような光
の強弱模様が生じるからである。この実施例における走
査線を一本おきのに変位量αだけずらすのは、後者すな
わちＢｎを実質的に消滅させることによって、そのモー
ド（ｍ　、　ｎ　）のモアレ縞を消滅させようとするも
のである。

このことを、今、具体例としてｎ＝ｅ　２の場合につい
て考察する。Ｂ２が０でないと言うことは、第６図に示
した刺激密度Ｔ、■を（２）式に示すようにフーリエ級
数展開をおこなったとき、その中に第７図に示すような
周期Ｐ！Ｉ　／　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。

と仁ろで、今、ＰＩの間隔でならんでいる走査線の刺激
密度から走査線を一本おきにとシ出し、この中に含まれ
ている周期Ｐｇ／２の高調波成分を考えて見ると、第８
図のようにその振幅は、±Ｂ２／２　になるはずである
。なぜなら、第６図に示した本来の走査線の配列は、第
８図に示した一本おきの走査線の配列を２組、Ｙ方向Ｋ
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／２　の高調波成分である余弦波は、位相が
同じ忙なるため重なり合って、第７図に示すように振幅
±Ｂ２の余弦波となるためである。

そこで、第８図に示し九−本おきの走査線の配列を２組
、Ｙ方向にＰＢだけずらせた位置（すなわち、第６図に
示した従来の位置）から第８図に示すようにａ＝　Ｉ　
ＰＢだけずらして重ね合わせたとすると、先に述べた周
期ＦＢ／２　の高調波成分は丁度打消し合って０となる
。したがって、Ｂ２の関係するモアレ縞、すなわちモー
ド（ｍ、２）のモアレ縞は消滅する。この重ね合わせの
際、ずらす方向は、Ｙ方向の正負どちらでも良いので、
以下ではいちいち説明しない。またａ＝憂ＰＢとしても
同じ効果を有するが、変位量ａを大きくすることは、走
査線が等間隔の状態からそれだけ遠ざかることになり、
画像の忠実な表現が損なわれるので、可能なうちの最も
小さいａの値を選ぶのが望ましい。

以上はｎ＝２の場合について述べたが、これを他のｎの
値【ついても調べるとさきと同様な考察から ”　”　１　：　”　＝２　Ｐ］Ｂ ｎ＝２；α＝４　ＦＢ ｎ＝８；ａ＝ＴＰＢ となシ、 一般のｎに対して；　（Ｚ　＝　　’　ＦＢｎ とすれば良いことになる。

第１図の実施例の直流電源（６）の発生する直流電圧は
、かかる関係を考慮して決定されるもので、モアレ縞の
発生状況を観察してｎの値を見出し、ａ＝２ｎＰＢの計
算で求まるαの値だけずらせるようにしても良いが、画
面を見なからモアレ縞が目立たず、かつ走査線ができる
だけ等間隔配置になるように直流電源（６）の出力電圧
を加減するという手段でも決定することもできる。なお
、ｎに対するａの値は、必ずしも上記一般式で求めた値
の通シでなくてもよく、先の考察から明らかなように、
モアレ縞の点からはｎ＝２のときは％””ＯＸま１ま たは２ＰＢが最悪の条件であり、α；τＰＢが最良の条
件であるが、この間ではその中間の状況を作シ出すこと
ができる。したがって、画像の忠実な再現と、モアレ縞
ができるだけ目立たなくすることとの妥協点を、現物を
見ながらみつけることができる。これは、ｎが別の値の
ときも同じことが言える。

第４図はこの発明の他の実施例のブロック回路図で、こ
の実施例は直流電源（６）に代えて、出方電圧の設定が
水平同期信号のパルス間隔と関係づけて自動的におこな
う直流電圧発生装置６カを設けたものである。コンピュ
ータ等に用いられるディスプレイ装置は、走査線数がシ
ステムによって異なっており、このためモアレの発生状
況がシステムによって異ってくる。しかし、一般には走
査線によって画かれるラスタの大きさはほぼ一定であシ
、また毎秒ごとに映し出される画像の枚数は目の残像特
性の関係でほとんど６０枚に近く、はぼ一定と見なすこ
とができ・る。したがって、走査線間隔ＦＢは水平同期
信号のパルス間隔から検出することがほぼ可能であり、
適当な演算装置を直流電圧発生装置６］）の中に組込ん
でおけば走査線間隔ＦＢに応じた変位電圧、すなわちα
の値を自動的に設定することができ、すべての使用条件
のもとでモアレ縞の発生しにくいディスプレイ装置を構
成することができる。勿論直流電圧発生装置−に垂直同
期信号もとシ込んで、よシ本格的な走査線間隔の算出を
おこなうように構成してもよい。

また、一般の走査型のディスプレイ装置においては、−
枚のラスタを書き終ったのち次のラスタを書き始めるた
め、電子ビームのスポットを画面の垂直方向の他端にも
どすための帰線期間が必要であり、この期間も水平刃、
向の走査は（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）おこなわれている。これらの表
立って見えない走査線を含んだ全走査線の総数（１ラス
タあたシの）は、偶数の場合と奇数の場合とがある。

前者の場合は問題ないが、後者の場合、フリップフロッ
プスイッチ（５）が走査線−本ごとに切シか見られてい
ると１枚目のラスタと、２枚目のラスタとで走査線が完
全には重ならず見苦しいちらつきが画面にあられれる。

仁のような場合、帰線期間中に余分なパルスを１個フリ
ップフロップスイッチ（５）に送り込んで１回余分に切
りかえるか、または帰線期間中に７リツプフロツプスイ
ツチ（５）に送シ込まれるはずの同期信号ノ（ルスを１
個消して、切かえ回数を１回減らすかの操作が必要であ
る。

かかるｉ置は必要に応じ容易に作シ出すことができる。

また、第１図および第４図の各実施例ではフリップ７０
ツブスイツチ（５）および直流電源（６）、または直流
電圧発生装置参ｐを独立に構成したが、これらを一体化
して実質的に同じ動作をおこなう回路を作ることも可能
である。また、フリップフロッグスイッチ（５）によっ
て切シ替えて垂直偏向コイル（１）のＢ端子に印加され
る直流電圧は、一方が必ずしも０である必要はなく、所
定の変位量αを与える電位差であれば′よい。

また、走査線を従・来の等間隔位置から変位させる手段
は、偏向ヨークに流れる昏直偏向電流の制御によらず、
偏向ヨークとは別に、電子ビームを偏向させるための磁
界発生装置を、カラー陰極線管の適当な位置に設けても
良い。

このように、電子ビームの走査線を一本おきに所定量ａ
ずつ変位させるための具体的な構成は、以上述べた実施
例のほかＫも種々な構成とすることができる。

なお、シャドウマスク式カラー陰極線管は、第５図に示
したような長方形の透孔を有するシャドウマスクをもち
いているものに限らず、円形の透孔が互に６０＠の角度
をなして等間隔に引かれた８組の直線の交点上に配列さ
れているタイプのものにも適用できるのは勿論である。

この場合、シャドウマスクの透孔の配列、したかっであ
る−色の螢光体モザイクの配列には第９図（ａ）　、　
（ｂ）に示す２種が考えられるが、モアレ発生の可能性
を調べるための（１）式における実効ピッチＰムは図に
記入しであるごとく同図（ａ）に示す配列にあっては同
色のモザイクとモザイクのとなシ合う間隔Ｐの１倍にと
り、同図（ロ）に示す配列にあつては同じく２／４倍”
にとるべきである。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、シャドウマスク式カラ
ー陰極線管をもちいたディスプレイ装置の走査線を、−
本おきにモアレ縞がもつとも目立たないようになる変位
量だけ変位させるように構成したので、モアレ縞の目立
つことの少ないディスプレイ装置が得られる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部の構成を示すブロッ
ク回路図、第２図はこの実施例の陰極線管表示面上の走
査線間隔を示す図、第８図はこの実施例の走査線間隔の
一例における刺激密度分布を示す図、第４図はこの発明
の他の実施例の要部の構成を示すブロック回路図、第５
図はシャドウマスク式カラー陰極線管の螢光面の発光部
分の配置と平均発光効率のＹ軸方向の周期的変化状況を
示す図、第６図は従来のディスプレイ装置の走査線に、
よるＹ軸方向の、刺激密度分布を示す図、第７図は第６
図の刺激密度分布中に含まれている高周波成分を示す図
、第８図は第６図に示した走査線を一本おきに抜き出し
た場合の刺激密度分布とその高調波成分を示す図、第９
図はシャドウマスク式カラー陰極線管の発光部分の他の
配置例を示す図である。 （１）・・・垂直偏向コイル、（２）・・・垂直出力回
路、（３）・・・水平偏向コイル、（４）・・・水平出
力回路、（５）・・・７リツプフロツプスイツチ、（６
）・・・直流電源、ｅカ・・・直流電圧発生回路。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームスポットの走査線に対して垂直方向に
   一定のパターンでもつて電子ビームの透孔が形成されて
   いるシヤドウマスクを有するカラー陰極線管と、上記電
   子ビームスポットを水平方向に走査させる水平偏向手段
   と、上記電子ビームスポットの走査線の位置が等間隔と
   なるように垂直方向に変位させる垂直偏向手段と、この
   垂直偏向手段によつて変位される電子ビームの走査線の
   位置を一本おきにモアレ縞が目立たなくなる同じ量だけ
   垂直方向に変位させる手段とを備えたシヤドウマスク式
   カラー陰極線管を用いたディスプレイ装置。