JPH01292981A - 画像表示装置の駆動方法 - 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） 本発明は、カラーテレビジョン受像機、計算機の端末用
デイスプレィ等に用いるカラー画像表示装置の駆動方法
に関する。

（従来の技術） 本出願人の先行技術である平板形陰極線管として、第２
図に示す構造のものがある。実際には真空外囲器（ガラ
ス容器）によって各電極を内蔵した形がとられるが、図
においては内部電極を明確にするため、真空外囲器は省
略しである。また１画像５文字などを表示する画面の水
平および垂直方向を明確にするため、フェースプレート
部に水平方向（Ｈ）、　垂直方向（Ｖ）を図示している
。

同図において、１０はタングステン線の表面に酸化物陰
極材料が塗布された垂直方向に長い線状カソードであり
、水平方向に等間隔で独立して複数本配置されている。

線状カソード１０を挟んでフェースプレー、ト部２８と
反対側には、線状カソード１０と近接して絶縁支持体ｌ
ｌ上に垂直方向に等ピッチで、かつ電気的に分離された
水平方向に細長い垂直走査電極１２が配置される。

次に、線状カソード１０とフェースプレート２８との間
には、線状カソード１０側より順次線状カソード１０と
近接して絶縁支持体１１上に垂直方向に等ピッチで、か
つ電気的に分離された垂直走査電極１２の交点に対応し
た部分に開孔を有する面状の第１グリツド電極（以下、
Ｇ１電極と略す）１３．Ｇｌ電極１３と同様の開孔を有
する第２グリツド電極（以下、Ｇ２電極と略す）１４．
第３グリツド電極（以下、Ｇ３電極と略す）１５を配置
する。Ｇｌ、Ｇ２電極１３、１４は線状カソード１０か
らの電子ビーム発生用であり、Ｇ３電極１５は後段の電
極による電界とビーム発生電界とのシールド用である。

次に、第４グリツド電極（以下、Ｇ４電極と略す）１６
が配置され、その開孔は垂直方向に比べ水平方向に長い
。Ｇ４電極１６の後段には同様の開孔を持つ２枚の垂直
偏向電極１７．１８を配置している。

第３図（Ａ）に第２図の水平方向断面を、同図（Ｂ）に
は垂直方向断面を示す。同図に示すように、この２枚の
電極の開孔中心軸を垂直方向にずらすことによって、垂
直偏向電極を形成する。垂直偏向電極１７．１１１１の
後段には、線状カソード１０の各間に垂直方向に長い電
極がフェースプレート部２８に向かって複数段設けられ
ている。第２図には一例として３段の場合を示し、各電
極を第１水平偏向電極（以下、ＤＨ電極１と略す）１９
．第２水平偏向電極（以下、ＤＨ電極２と略す）２０．
第３水平偏向電極（以下、ＤＨ電極３と略す）２１とし
、各水平偏向電極１９．２０．２１は水平方向に１本お
きに共通母線２２、２３．２４に接続されている。これ
らの各水平偏向電極１９．２０．２１は、偏向作用と共
に水平集束作用も兼ねている。フェースプレート部２８
の内面には、蛍光面２６とメタルバック電極２７とから
なる発光層が形成されている。蛍光面２６には、水平方
向に順次赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体ストラ
イプが黒色ガートバンドを介して形成されている。

次に、上記カラー陰極線管の動作について簡単に説明す
る。線状カソード１０に電流を流すことによりこれを加
熱し、垂直走査電極１２．Ｇｌ電極１３にはカソード１
０とほぼ同じ電位を印加する。このとき、各電極開孔を
ビームが通過するようにカソード１０の電位よりも高い
電位を０２電極１４に印加しておくと、Ｇｌ、Ｇ２電極
１３．１４に向かってカソード１０から電子ビームが放
出される。ここで、ビーム量を制御するには、線状カソ
ード１０あるいはＧ１電極１３の電位を変えることによ
って行なう。

Ｇ２電極１４の開孔を通過したビームは、Ｇ３電極１５
、Ｇ４電極１６．垂直偏向電極１７．１８の間に形成さ
れる静電レンズで垂直方向に集束され、水平方向にはＤ
ＨＩ、ＤＨ２，ＤＨ３の各々の間に形成される静電レン
ズで集束される。

一方、水平偏向は、ＤＨＩ（１９）、ＤＨ２（２０）。

Ｄ　Ｈ３（２１）に接続されている共通母線２２．２３
．２４に水平走査周波数の鋸歯状波、三角波等を印加す
ることにより行なわれる。

また、垂直走査については次のように行なわれる（第４
図参照）、線状カソード１０からの電子ビームの放出は
、カソードを取り囲む空間電位を線状カソード１０の電
位よりも正あるいは負とすることによって制御できる。

すなわち、垂直走査電極１２の電位をビーム放出（以下
、ＯＮと略す）または遮断（以下、ＯＦＦと略す）とな
る電位に切り換えることにより制御することができる。

インターレース方式を採用している現行のテレビジョン
方式の場合、最初の１フイールド目において垂直偏向電
極１７．１８に所定の偏向電圧を１フイ一ルド期間印加
し、垂直走査電極１２Ａに１水平走査期間（以下、ＩＨ
と略す）のみビームＯＮ電圧を印加し、その他の垂直走
査電極にはビーム発生電界を印加する。ＩＨ経過後、垂
直走査電極１２ＢにのみＩＨビームＯＮ電圧を、以下、
順次垂直走査電極にＩＨビームＯＮ電圧を印加し、画面
下部の１２Ｚが終了すれば最初の１フイールドの垂直走
査が完了する。

次の第２フイールド目は、垂直偏向電極１７．１８に印
加する偏向電圧の極性を反転し、これを１フイ一ルド間
印加する。そして、垂直走査電極に印加するビームＯＮ
電圧は第１フイールド目と同様に行なう。このとき、第
１フイールド目の垂直走査によるビームの水平走査線位
置の間に第２フイールドの水平走査線が位置するように
、垂直偏向電極１７．１８に印加する偏向電圧の振幅を
調整すれば、インターレースが行なえる。

次に、上記平板形陰極線管のビーム変調電極に映像信号
を印加するための信号処理方法について、第５図を用い
て説明する。同図において、４１は３原色信号であり、
同期信号入力端子４２から入力したテレビ同期信号をも
とに、タイミングパルス発生器４３で後述の回路ブロッ
クを駆動するためのタイミングパルスを発生させる。予
め復調されたＲ２Ｏ，Ｂの３原色信号４１のＥＲ，Ｅ（
＋、Ｅｓを、タイミングパルスによってＡ／Ｄコンバー
タ４４でディジタル信号に変換し、ＬＨ間の信号を第１
のラインメモリ４５に記憶する。ＩＨ間の信号が全て記
憶されたら、その信号を第２のラインメモリ４６に転送
し９次のＩＨ間の信号を更に第１のラインメモリ４５に
記憶する。第２のラインメモリ４６に転送された信号は
ＩＨ間記憶され、その間にＤ／Ａコンバータ４７で元の
アナログ信号に変換され、この信号を増幅して陰極線管
のビーム変調電極に印加する。

ところで１本平板形陰極線管においてカラー画像を表示
するためには、電子ビームがＲ，Ｇ、Ｂの各色蛍光体を
衝撃するタイミングと、陰極線管のビーム変調電極に各
色変調信号を印加するタイミングとを正確に一致させる
必要がある。本出願人は、先にインデックス方式により
これを実現する方法を示した。この方式は、基本的に第
６図に示すように構成される。

第６図において、平板形陰極線管５０から得るインデッ
クス発光は、蛍光面に特別に配置して塗布した蛍光体か
らの発光でも、あるいは蛍光面の画像表示領域に塗布さ
れたＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体のいずれかの発光であってもよい
。無変調のビームによって蛍光面を走査し、この発光を
光電変換素子５１で電気信号に変換し、増幅器５２で増
幅した後、ＢＰＦ５３によって基本波成分だけ抽出し、
波形整形回路５４で矩形波状の信号に整形する。この信
号を更に波形メモリあるいはＣＣＤ遅延素子等の位相可
変手段５５を通した後、インデックス信号とする。

一方、蛍光面の画像表示領域を無変調のビームによって
全面走査し、Ｒ，Ｇ、Ｂいずれかの蛍光体の発光（ここ
では仮に８発光とする）を受光して光電変換素子５６で
電気信号に変換し、増幅器５７で増幅した後、ＢＰＦ５
ｇを通し、波形整形回路５９で波形整形してビーム位置
信号とする。

このようにして得られたインデックス信号とビーム位置
信号の位相関係を、第７図に示すように適当な位相差が
生じる位置に配置し、インデックス信号のパルス立ち上
がりからビーム位置信号のパルス立ち上がりまでの時間
差ｔ工＋　ｔｅｌ　ｔ、・・・ｔアを位相差計測回路６
０によって計測し、ディジタルデータとしてメモリ６１
に記憶する。この操作を各水平走査線毎に画像表示領域
の全面にわたって行なうと、色信号印加タイミング発生
器６２により画像表示領域の全面にわたってビームがＩ
Ｈ期間内で各蛍光体を衝撃するタイミングが得られる。

従って、実際の画像表示を行なうときは、先にメモリ６
１に記憶した時間差のデータ上工ｔ　ｔｅｌ　ｔ。

・・・ｔｎを、インデックス信号を基準として各水平走
査線毎にＩＨ期間内で順次読み出し、各々の時間差が経
過した時刻に、予め復調して映像信号処理回路６３のＩ
Ｈラインメモリに用意されたＢの映像色信号を増幅器６
４により、順次ビーム変調電極に印加することによって
カラー表示できる。Ｒ。

Ｇについては、Ｂの色信号印加タイミング周期を３等分
した点で各々の色信号を印加すれば、フルカラーの表示
ができる。

（発明が解決しようとする課題） インデックス信号を得るためのインデックス発光は、有
効画面の面積をより広くするため、垂直走査電極（行電
極）と線状カソードまたはＧ１電極（列電極）により構
成されるマトリックス内の一部（通常は最端部）より得
ることが望ましく、例えば〔１行、１列〕位置をインデ
ックス発光領域とした場合を考える。〔１行〕位置を〔
１行〕に相当する垂直走査電極の電位を常時ＯＮ電位と
することにより１、画像表示期間において常にインデッ
クス発光を得ることができる。しかし、〔１列〕電極に
はＩＨ期間ずつ順次各行に対応するビーム変調信号が印
加されるため、インデックス発光も該変調信号による変
調を受け、無変調ビームを得ることは難しい。従って、
安定なインデックス信号が得られないという問題があっ
た。

いま、インデックス発光領域において、無変調ビームで
パターン状のスクリーンを走査し得られる発光信号は、
スクリーンの空間的なパターンをビーム走査により時間
と発光輝度の関数に変換したもので、これをＩ　（ｔ）
とする。本来このＩ　（ｔ）を光電変換、波形整形しイ
ンデックス信号としたいが、上記したようにビームが変
調を受けているため、インデックス発光領域より得られ
る発光信号も変調を受け、Ｆ　（Ｅ　ｏ（ｔ））　Ｘ　
Ｉ　（ｔ）となる。ココで、Ｅｏ（ｔ）はビーム変調信
号（時間と電圧の関数）、関数Ｆはビーム変調信号電圧
に対するスクリーンの発光輝度を表わす関数であり、通
常に−Ｅｆｌ（ｔ）’という形になる。すなわち、Ｉ（
ｔ）の位相および振幅の均一性がＦ（ＥＤ（ｔ））によ
りみだされる、この様子を図示すると第８図のようにな
る。第８図において、８０は無変調ビームによるインデ
ックス発光、すなわちＩ　（ｔ）、８１は変調ビームの
照射によるスクリーンの発光、すなわちＦ　（Ｅ　ｏ（
ｔ））、８２は変調ビームによるインデックス発光、す
なわちＦ　（Ｅ　ｏ（ｔ））　Ｘ　Ｉ　（ｔ）であり、
位相ずれ、振幅変動を含む不安定なものとなる。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、変調信号による
インデックス発光の変調を原因とするインデックス信号
の位相ずれ、振幅変動等を解消することができ、安定し
たインデックス信号が得られる画像表示装置の駆動方法
を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像表示装置の駆動方法は、上記問題点を解決
するため、変調信号により変調された電子ビームでパタ
ーン状のスクリーン上を走査することにより得られる第
１の信号と、前記変調信号と同様な変調信号により変調
された電子ビームをスクリーンに照射することにより得
られる第２の信号を演算処理することにより、第１の信
号に含まれる変調信号による変調成分を除去するもので
ある。

（作　用） 本発明によれば、変調信号により変調された電子ビーム
でパターン状のスクリーン上を走査することにより、ス
クリーンの空間的パターンによる変調と、変調信号によ
る変調を受けた第１の信号が得られる。一方、前記変調
信号と同様な変調信号により変調された電子ビームをス
クリーンに照射することにより、変調信号による変調の
みを受けた第２の信号が得られる。そして、第１の信号
と第２の信号を演算処理することにより、スクリーンの
空間的パターンによる変調のみを受けた信号を得ること
ができ、この信号を電子ビームのスクリーンへの照射タ
イミングを制御するためのインデックス信号とすること
により、変調信号による変調を原因とする位相ずれ、振
幅変動等のない安定したインデックス信号を得ることが
できるものである。

（実施例） 本発明の実施例について第１図を用いて説明する。第１
図において、９０は平板形陰極線管、９１は行電極とし
ての垂直走査電極（の取り出し端子）、９２は列電極と
しての０１電極または線状カソード（の取り出し端子）
、９３はスクリーンであり、ストライプ・パターン状に
蛍光体が塗布されている。

スクリーン９３上のａ部およびｂ部は、本発明の画像表
示装置の駆動方法によるインデックス信号を得るための
２つの光信号を発生させる領域であり、ａ部はストライ
プ・パターンを有さず、一種の蛍光体が均一に塗布され
る。ｂ部は従来のインデックス発光領域であり、ストラ
イプ・パターンを有する。ａ部およびｂ部のスクリーン
上の位置は、ここではａ部：〔１行、４列〕ｂ部：〔２
行、４列〕位置に設定した。０部、すなわち〔３行〕以
下の領域が画像表示領域となる。次に９４および９５は
光電変換（素子）であり、それぞれａ部およびｂ部より
得られる光信号を電気信号に変換する。９６および９７
は増幅回路であり、光電変換素子９４および９５の出力
信号を所定のレベルに増幅する。９８は除算回路であり
、増幅回路９７出力を増幅回路９６出力で除算する。９
９は波形整形回路であり、信号を矩形波に整形する。１
００は波形メモリあるいはＣＯＤ遅延素子等の位相可変
手段である。ここで、以上光電変換９４ないし位相可変
手段１００までの動作について説明する。平板形陰極線
管９０は〔１行〕および〔２行〕に相当する垂直走査電
極９１を常時ＯＮ電位とする他は１通常画像表示動作を
行なう。

しかし、ａ部〔１行、４列〕およびｂ部〔２行。

４列〕は常時発生状態にあると共に、〔４列〕電極に印
加されるビーム変調信号による変調を受ける。ビーム変
調信号をＥ。（ｔ）（時間と電圧の関数）とすると、ｂ
部より得られる発光信号はＦ　（Ｅ　ｏ（ｔ）］　ｘ　
Ｉ　（ｔ）、ここで、関数Ｆはビーム変調信号電圧に対
するスクリーンの発光輝度を表わすものであり、通常に
−Ｅ　ｏ（ｔ）’という形になる。

また、■（ｔ）は無変調ビームを走査した場合に得られ
る発光信号で、スクリーンの空間的なパターンをビーム
走査により時間と発光輝度の関数に変換したものであり
（本来これをインデックス発光としたい）、次にａ部よ
り得られる発光信号は、ａ部がストライプ・パターンを
有さす均一なスクリーンであるためＩ　（ｔ）は発生せ
ず、Ｆ（Ｅｏ（ｔ））ＸＡ（ここでＡは定数）となる。

これらａ部およびｂ部の発光信号を、それぞれ光電変換
素子９４および９５で電気信号に変換、増幅回路９６お
よび９７で所定のレベルに増幅した後、ｂ部発光による
信号をａ部発光による信号で除算すると、 Ｆ（Ｅｏ（ｔ））ＸＩ（ｔ）／Ｆ（Ｅｏ（ｔ））ＸＡ＝
Ｉ（ｔ）／Ａとなり、位相ずれ、振幅変動の原因となる
Ｆ（Ｅｏ（ｔ））が除去された信号Ｉ（ｔ）／Ａを得る
ことができる。このＩ（ｔ）／Ａを波形整形回路９９で
矩形波状の信号に整形し、位相可変手段１００を通した
後、インデックス信号とする。

すなわち、本実施例は、スクリーン９３上のｂ部より得
られるスクリーンの（空間的）パターンによる変調とビ
ーム変調信号による変調を受けた光信号を、ａ部より得
られるビーム変調信号による変調だけを受けた光信号と
を演算（除算）することにより、スクリーンの（空間的
）パターンによる変調だけを受けた信号を取り出し、イ
ンデックス信号とするものであり、ビーム変調信号によ
る変調だけを受けた信号としてａ部の発光を用いるのは
、ａ部ことでは〔１行、４列〕位置とｂ部とこては〔２
行、４列〕位置より得られる２つの電子ビームはその特
性、すなわち変調電圧に対するビーム電流値特性が同様
であり、また、ａ部およびｂ部の蛍光体材料も同様（た
だし、塗布パターンは異なる）であるので、ａ部よりｂ
部の発光信号に含まれるビーム変調信号による変調成分
と全く同様な発光信号が得られるためである。

次に、光電変換素子５６ないし増幅回路６４は従来の技
術と全く同様なものであり、したがって、インデックス
信号を用い、ビーム変調電極への変調信号の印加タイミ
ングを制御する動作も同様である。

以上本実施例によれば、インデックス発光のビーム変調
信号による変調を除去することができ、位相ずれ、振幅
変動のない安定したインデックス信号を得ることができ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の技術における問題点であった変
調信号によるインデックス発光の変調を原因とするイン
デックス信号の位相ずれ、振幅変動等を解消することが
でき、極めて安定したインデックス信号を得ることがで
き、実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図であり、平板
形陰極線管のスクリーン部の構成およびインデックス信
号を得るための信号処理回路のブロック図、第２図は平
板形陰極線管の構造を示す斜視図、第３図（Ａ）および
（Ｂ）は各々その水平および垂直断面図、第４図は垂直
走査の説明図、第５図は映像信号処理の説明図、第６図
はインデックス方式の構成を示すブロック図、第７図は
インデックス信号とビーム位置信号の位相関係を示すタ
イミング図、第８図はインデックス発光のビーム変調に
より生ずる位相ずれ、振幅変動を説明するための信号波
形図である。 ９０・・・平板形陰極線管、　９１・・・垂直走査電極
、９２・・・０１電極または線状カソード、９３・・・
スクリーン、　９４．９５・・・光電変換素子、９６、
９７・・・増幅回路、９８・・・除算回路、　９９・・
・波形整形回路、　　１００・・・位相可変手段。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第２図 １０　　綴状カソード　　　　　　　　１１−　忙椋支
１片体１２　　曾連友査屯、吟　　　　　　　　１３　
　嘉１　り゛ソ、ト電曙１４　　名２７゛ソ、トフ１※
　　　　　　　　１５　　猶３７゛ソット電ネ２１６　
　罵４グツｙ　）　を極　　　　　　　　１乙旧　　會
直イ勇句電疫］９−　＊　Ｉ　氷量イ１らｔ呵〕電キラ
→　　　　　２〕二）　　ンも２ノ？（ヤ＜８　Ｆつ電
シク！２１　第３永イ鳴絢電場　　　　２７　メ７υツ
マ７り電極２６　　咬　（面　　　　　　　　　　　２
８　　〕〕℃−スプレートロ２２、２３．２４　　戎通
４保 第３図 第４図 旧 ＋２ｃ ２Ｙ ＋２２ 第５図 、各６１電極へ ・−− 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変調信号により変調された電子ビームでパターン状のス
   クリーン上を走査することにより得られる第１の信号と
   、前記変調信号と同様な変調信号により変調された電子
   ビームをスクリーンに照射することにより得られる第２
   の信号を演算処理することにより、前記第１の信号に含
   まれる変調信号による変調成分を除去した信号を得、前
   記信号と電子ビームのスクリーンへの照射タイミングを
   制御するためのインデックス信号とし、電子ビーム制御
   電極手段により制御した電子ビームでスクリーン上を走
   査し、画像表示を行なうことを特徴とする画像表示装置
   の駆動方法。