JPH0135463B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジヨン受像機、電子計算機の端
末デイスプレイ等のカラー映像表示装置に使用さ
れるカラー映像管に関するものである。

従来例の構成とその問題点 通常のテレビジヨン受像用映像管は、電子銃か
ら発射する電子ビームが偏向されない時には螢光
面に垂直に入射するよう構成されている。このた
め映像管の奥行きが大となる。この奥行きを小さ
くするため、電子銃を螢光面の面方向に沿う水平
あるいは垂直方向に配置して扁平化をはかつた、
いわゆる扁平受像管がある。

この扁平受像管の１例を第１図に示す。第１図
Ａは正面図、Ｂは側面断面図である。電子銃１１
から電子ビーム１２が発射され、それを偏向コイ
ル１３で垂直、水平に偏向する。電子ビーム１２
の螢光面１５上での垂直走査は偏向コイル１３の
垂直微少偏向と、背面電極１４と螢光面１５上の
メタルバツク電極１６間の電界によつて行なわれ
る。すなわちメタルバツク電極１６の電圧を背面
電極１４に印加する電圧より高くする。一方、水
平偏向は偏向コイル１３でのみ行なうが、常に同
じ強さの偏向磁界にては第１図Ｃに示すように電
子ビームの飛距離の大きい、すなわち垂直方向の
上方では水平振幅が大で、垂直方向の下方では小
となるいわゆる扇形の偏向歪を生じる。このため
偏向コイル１３に流す電流に補正電流を流して水
平振幅を一定となるようにしている。同様に水平
走査線が円弧状になる歪補正電流を垂直偏向コイ
ルに流し、図形歪のない画像を得るようにしてい
る。

以上の方式を用いたカラー映像管の一例として
特公昭40−27864号公報に第２図に示すようなイ
ンデツクス方式を用いた扁平カラー映像管が記載
されている。図中２１はネツク部、２２は電子ビ
ーム中心軸、２３はビーム中心軸に対し多少傾斜
した螢光面２６を設けた管壁、２４は電子銃、２
５は管壁２３内部に設けられた導電被膜層、２６
は第３図に示す様なストライプ状の螢光面、２７
は管壁２８内に設けられた導電被膜層２５と同電
位又はそれより低い電位に保たれている透明導電
層、２９は電子ビームである。螢光面２６は第３
図に示す如く、管壁２３上にネサ膜の如き透明導
電性でかつ紫外線防止の性質を有する導電被膜層
２５を介して赤（Ｒ）、緑(G)、青(B)の螢光体スト
ライプ３１，３２，３３を設け、P₁₆螢光体の如
く短残光性で発光波長のピークが紫外域にある螢
光体を用いたインデツクスストライプ３４を管壁
２３上に直接設けている。３５は管壁２３の外部
に設けられた紫外線のみ通過させるフイルタであ
る。

このような方式のカラー映像管を用いたカラー
画像の表示方式についてはよく知られているので
説明は省略するが、インデツクス方式にはいくつ
かの問題点がある。インデツクス螢光体の発光に
より、ビームの螢光面上の位置を検出し、そのイ
ンデツクス検出信号によつて電子銃に加えられる
Ｒ、Ｇ、Ｂの原色信号をタイミングよく切換え、
例えばＲの信号が電子銃に加えられている時には
ビームはＲの螢光体上にあるようにすることによ
りカラー画像が表示されるのであるが、インデツ
クス検出信号のフイードバツクループ回路には時
間の遅延が発生し、ビームの走査速度に変化があ
るとビームの螢光面位置と色信号の切換えの正確
なタインミングが取れないため、正しい色再現が
出来ない。また暗い画像表示の時には、電子ビー
ムが遮断されることもあり、この時にはインデツ
クス検出信号が無くなるため、常にビーム位置検
出を行なうためにはある一定のバイアスビーム電
流を必要とするが、この場合は表示された画像の
コントラストが低下する。さらに、各原色信号で
変調されたビームは、その時間、それぞれ対応す
る螢光体のみを刺激せねばならないことから、螢
光面上のビームスポツトは非常に小さいことが要
求される。

以上の問題点をかかえたインデツクス方式を偏
平受像管に適用することは、図形歪、ビームスポ
ツトの点から非常に困難である。

発明の目的 本発明は以上のような欠点を解消するもので、
画像の質を損なうことなく電子ビームの螢光体の
位置を正確に検出し、しかもビームスポツトも非
常に細くすることを可能としたカラー映像管を提
供することを目的としたものである。

発明の構成 本発明は有効画面表示の領域外にビーム位置検
出を行なうインデツクス螢光体を配置した螢光面
を有し、この螢光面の垂直走査方向に平行な面内
に、水平走査方向と同一方向に複数の電子銃を配
列したカラー受像管である。

実施例の説明 以下本発明を実施例にもとづいて詳細に説明す
る。

第４図において４１は電子ビームを発生する電
子銃であり、水平走査方向に複数の電子銃４１−
１，４１−２，…４１−ｎが一列に並べられてい
る。電子銃４１から発射した電子ビームは水平偏
向電極４２で個々に偏向される。水平方向の全有
効走査幅ｌを走査するための電子銃４１の本数を
ｎとすると、各電子銃４１からの電子ビームが水
平走査する領域はｌ／ｎである。水平偏向電極４
２を通過した電子ビームは水平方向に一体となつ
た１対の偏向電極で構成された予備垂直偏向器４
３に入り、さらに背面電極４４と螢光面４５、メ
タルバツク電極４６間の電界によつて螢光面上を
垂直走査する。

さらに有効走査面外４７の面上を電子ビーム走
査するための電子銃４１−ｉを前記電子銃４１と
同様に構成する。

有効走査面外４７に配置された電子銃４１−ｉ
からの電子ビームは後述のインデツクス螢光体ス
トライプを走査し、その螢光体からの発光を検出
してビーム位置を検出するために、PINホトダイ
オード４８が背面電極の裏側の管壁外に配され
る。

螢光面の構成は第５図に示すように、垂直方向
に長いＲ、Ｇ、Ｂの３原色発光螢光体ストライプ
５４をフエースガラス５７上に水平方向に順次繰
返して、たとえば等間隔で設け、螢光体ストライ
プ間にはブラツクスストライプ５５−ａを設け、
コントラストの向上を図るようにする。また有効
走査面外には全面ブラツク５５−ｂを塗布し、そ
れらの上にメタルバツク電極５３が形成される。
いま一例として、１本の電子銃５１−１，５１−
２からの電子ビームが水平走査する領域を２トリ
プレツト（１トリプレツトとはＲ、Ｇ、B1組の
こと）幅とすると、有効走査面外のメタルバツク
電極５３の上に、Ｒ、Ｇ、Ｂ螢光体ストライプ５
４の隣接ピツチと同一のピツチで、Ｐ−16螢光体
のように紫外線を発する螢光体ストライプ５６を
６本以上、すなわちRGB螢光体ストライプ本数
と同じかそれより多い本数を設ける。この時、有
効走査面を走査する電子ビームの水平方向の間
隔、すなわち電子銃５１−１，５１−２，…のピ
ツチｌは同一であらねばならないが、有効走査面
外におかれた電子銃５１−ｉのピツチl′は必ずし
もｌと同一ピツチで配置されなくてはならないと
いうことはない。しかし電子銃と螢光体ストライ
プの位置関係は保持しなくてはならないが、後述
するインデツクス信号処理回路系での信号の時間
遅延を考慮して、インデツクス螢光体ストライプ
５６を全体に水平走査開始側に位置をシフトさせ
ておくと、インデツクス信号の遅延特性を補償す
ることができる。これについては第１１図におい
て詳述する。

第４図において、全く同一に構成・組立てられ
た電子銃は水平方向にｎ＋１本、一列に並べら
れ、その中、ｎ本は同一間隔で並べられ、有効画
面走査用として使用される。残りの１本の電子銃
４１−ｉは水平方向の有効画面外に設けられた第
５図に示すインデツクス螢光体上を電子ビーム走
査するように配置されている。有効画面走査用と
してのｎ本の電子銃の各々は、全有効水平走査幅
の１／ｎの領域を電子ビーム走査し、垂直走査は
予備垂直偏向器４３、および背面電極４４と螢光
面４５間の電界によつて行なう。ここで各電子銃
に加えられる映像信号は、後述するように全水平
走査領域の映像信号をｎ分割され、分割した各映
像信号の時間軸をｎ倍したものであり、それぞれ
が対応する電子銃に加えられる。

一方、電子銃４１−ｉには水平・垂直の帰線期
間だけ電子ビームを遮断し、他の期間は電子ビー
ムを出射し、常にビーム位置信号（インデツクス
信号）が得られるような信号が加えられる。

電子銃の基本構成を第６図に示す。これは従来
のテレビ用受像管に使用されているものと同じで
あり、６１はカソード、６２は制御電極G₁、６
３はビーム引き出し用電極G₂、６４は主レンズ
系へ入るビームのひろがりを小さくするためのプ
リフオーカス電極G₃、６５はフオーカス電極G₄、
６６はビーム加速電極G₅であり、G₄−G₅の電極
間で主レンズが形成される。６７は水平偏向電
極、６８は垂直偏向電極である。これらの電極は
ステアタイト等の絶縁体６９で１体化されてい
る。

第７図は第６図に示した本発明にかかる構成の
電子銃をカラー映像管に組込む時の実施例を示
す。同図Ａは板状あるいは線状のカソード７１を
使用し、G₁電極７２を分割し、他の電極G₂〜G₅
を水平方向に１体化したものである。同図Ｂは同
図ＡのG₂電極７３もG₁電極７２と同様に分割し、
他の電極を水平方向に１体化したものである。同
図Ｃはカソード７１を個々に独立させ、他の電極
G₁〜G₅を水平方向に１体化したもの、同図Ｄは
同図ＣのG₂電極７３をカソード７１に対応させ
て分割し、他の電極を水平方向に１体化したもの
である。

第７図Ａ，Ｂにおいては映像信号はG₁電極７
２に印加され、各G₁電極に印加される信号が同
じである時、個々のビーム量が異なる場合には、
同図Ｂのように分割されたG₂電極７３の電圧を
調整して各ビーム電流特性を揃える。同図Ｃ，Ｄ
の実施例では、映像信号はカソードに印加され、
Ｃの実施例において各ビーム量が異なる時にはＤ
の実施例のように分割されたG₂電極７３の電圧
を調整して均一に揃える。

つぎに、本発明のように水平方向に多数の電子
銃を持つ映像管を駆動するための信号処理系統に
ついて第８図、第９図を用いて説明する。

テレビ同期信号８２によつてタイミングパルス
発生器８４で後述する回路ブロツクを駆動させる
タイミングパルスを発生させる。まずその中の１
つのタイミングパルス８８で、復調されたＲ、
Ｇ、Ｂの３原色信号（E_R、E_G、E_B）８１をＡ／
Ｄコンバータ８３にてデイジタル信号に変換し、
１水平走査期間（以下1Hと記す）の信号を第１
のラインメモリー回路８５に入力する。1Hの信
号が全て入力されると、その信号は第２のライン
メモリー回路８６へ同時に転送され、次の1Hの
信号がまた第１のラインメモリー回路８５に入力
される。第２のラインメモリー回路８６に転送さ
れた信号は1H間、記憶保持されるとともにＤ／
Ａコンバータ８７に信号を送り、ここでもとのア
ナログ信号に変換し、これを増幅して映像管の電
子銃の制御電極に印加する。かかるラインメモリ
ー回路８５，８６は時間軸変換のために用いられ
るもので、第９図によりその具体的な説明を行な
う。

有効画面領域を走査するために用いられる電子
銃の本数をｎ、各電子銃からの電子ビームが水平
走査する領域を２トリプレツトとすると、ある
1H間のＲ、Ｇ、Ｂ各原色信号９１の映像信号挿
入時間ＴをＴ／ｎに分割し、個々の期間の映像信
号の時間軸をｎ倍してＴとし、螢光面上の螢光体
ストライプの配列がＲ→Ｇ→Ｂとなつておれば、
Ｔ倍に時間延長された各原色信号はＴ／６時間幅
のゲートパルスでゲートされてE_R→E_G→E_Bとい
う時系列信号９２に変換されて、所定の電子銃に
入力される。

このようにして1Hの画像が形成される。した
がつて第１図、第２図に示した従来例のように、
１本の電子銃を用いた時に得られる画像と同じ明
るさの画像を得るのであれば、本発明の個々の電
子銃からのビーム量は１／ｎでよく、非常に細い
ビームスポツトが得られ非常に鮮鋭な画像表示が
可能となる。従来、第２図に示したようなインデ
ツクス方式によるカラー画像表示では再現画像の
色純度、色飽和度がビームスポツトの大きさから
満足されなかつたが、本発明ではまずこの点を解
決できる。

本発明では電子銃に加えられる時系列の色信号
と、電子ビームの螢光面走査位置とのタイミング
をとる必要がある。すなわちＲの信号が電子銃に
加れられた時の電子ビームはＲの螢光体ストライ
プ上にある必要がある。このため、電子銃４１−
ｉからの電子ビームによりインデツクス螢光体か
らの発光をPIN受光素子４８で受けてビーム到達
位置信号、すなわちインデツクス信号を検出し、
この信号によつて螢光面上の電子ビーム位置と電
子銃に加える色信号との正確なタイミングを取
る。第１０図を用いてこれを具体的に説明する。
PIN受光素子４８からのインデツクス信号１０１
を帯域増幅器、リミツター１０３にて波形成形さ
れて、同図ｂのイに示すような信号を得、これを
次段の1/3分周器１０５に送る。信号イの周波数
は、電子ビームの水平走査速度とインデツクス螢
光体のピツチで決まる。一方、テレビ同期信号１
０２をもとに、タイミングパルス発生器１０４で
は、1/3分周器１０５のリセツトパルス信号ロを
発生させ、このリセツトパルス信号ロがONした
後に入つてくる信号イの1/3分周を開始し、３相
のパルス信号ハを得る。そしてリセツトパルス信
号ロがOFFになると1/3分周器１０５はクリアさ
れる。しかし水平偏向幅が大きい時には信号イに
みられるように第７番目のパルスも発生する。こ
の時には各電子銃からの電子ビームは本来の水平
走査をはみ出し、隣接部分では重なり合うことに
なり、明るい垂直方向の縞が発生する。したがつ
て、第７番目のパルスがくると、このパルスによ
つても1/3分周器１０５をクリアする。

以上のようにして得られた３相パルスハはＤ／
Ａコンバータ１０６に送られ、ここで第９図中の
９２に示すようなビームの位置に対応した時系列
の色信号を得る。これを増幅器１００にて増幅し
て各電子銃に加えることによつて忠実に色画像を
表示することができる。

ここでインデツクス信号を検出してから、その
信号をもとに映像信号を処理して電子銃に加わる
までには、時間遅延が存在する。このためこの遅
延時間τを考慮して、第５図又は第１１図のよう
にインデツクス螢光体を水平走査の開始側の有効
画面外に設けることにより、より忠実に色画像表
示が可能となる。第１１図ではインデツクス信号
検出用の電子銃の位置に有効画面走査用電子銃１
１１を重ね、その位置に対応するインデツクス螢
光体１１２、およびＲ、Ｇ、Ｂ螢光体１１３の位
置を示しており、さらに電子銃１１１に加えられ
る信号波形１１４を示している。矢印は水平走査
方向であり、信号波形１１４よりτ時間に相当す
る距離だけ、インデツクス螢光体を水平走査開始
側に寄せている。

なおインデツクス信号検出用電子銃には前述の
ように水平走査時には常にビームを出射させるた
めに、1/3分周器１０５のリセツトパルス信号ロ
を増幅して加えると、インデツクス信号検出期間
中は常にビームが出ることになる。また第１図Ｃ
に示したように、垂直方向の上と下では水平振幅
が少し変わることになり、このため表示画像では
上が暗く、下の方に行くにつれて明るくなる。こ
れを補正するためには第１０図に示すようにテレ
ビ同期信号の中の垂直同期信号１０２′をもとに
垂直走査周期で増幅器１００の増幅率をかえれば
よい。すなわち垂直走査開始側で増幅率を大きく
し、垂直走査が進むにつれて小さくすることで全
画面の明るさを均一にすることができる。

なお、以上の説明ではインデツクス螢光体スト
ライプ群を水平走査の開始側の有効画面外に設け
た場合について説明したが、水平走査の終了側の
有効画面外に設けてもよい。

発明の効果 以上に説明した本発明においては有効画面を走
査するために、水平方向に並べたｎ本の電子銃を
用いることで、１本の電子銃の場合に比べてｎ倍
の明るさの画像が得られる。また電子銃が１本の
場合と同じ明るさの画像を得ようとすると、各電
子銃からの電子ビーム量は１／ｎで良く、非常に
細いビームスポツトが得られる。

また水平方向の有効画面外に設けた電子銃およ
びインデツクス螢光体により、有効画面内の画像
の質を損うことなく電子ビームの螢光面上の位置
を常に検出することで忠実な色画像を表示するこ
とができる。さらに第１図、第２図に示した従来
例での偏向歪も小さくなり、たとえこの歪があつ
たとしてもインデツクス信号処理によつて実質上
無いものと等価な画像とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の扁平受像管の一例を示す図で、
Ａは正面図、Ｂは側面断面図、Ｃは偏向状態説明
図である。第２図は従来のカラー扁平受像管の一
例を示す側面断面図、第３図は第２図に示したカ
ラー扁平受像管の螢光面部分の拡大断面図、第４
図ａ，ｂは本発明によるカラー映像管の実施例を
示す正面図およびそのＸ−Ｘ線断面図、第５図は
第４図に示したカラー映像管の螢光面部分の拡大
断面図、第６図は本発明によるカラー映像管にお
ける電子銃の基本構成を示す断面図、第７図Ａ〜
Ｄは各々本発明によるカラー映像管に使用される
電子銃の実施例を示す斜視図および断面図、第８
図は本発明によるカラー映像管の映像信号処理系
統を示すブロツク図、第９図は第８図の回路系の
動作を説明するための信号波形図、第１０図Ａ，
Ｂは本発明によるカラー映像管のインデツクス信
号処理系統を示すブロツク図およびその動作説明
のための信号波形図、第１１図は本発明によるカ
ラー映像管の電子銃に対するインデツクス螢光体
および色ストライプ螢光体の相対位置関係を示す
図である。 ４１……電子銃、４２……水平偏向電極、４３
……予備垂直偏向器、４４……背面電極、４５…
…螢光面、４６……メタルバツク電極、４７……
インデツクス螢光体ストライプ、４８……PIN受
光素子、５１……電子銃、５３……メタルバツク
電極、５４……色螢光体ストライプ、５５……ブ
ラツクストライプ、５６……インデツクス螢光体
ストライプ、６１，７１……カソード、６２，７
２……G₁電極、６３，７３……G₂電極、６４，
７４……G₃電極、６５，７５……G₄電極、６６，
７６……G₅電極、６７……水平偏向電極、６８
……垂直偏向電極、６９……絶縁体、８３……
Ａ／Ｄコンバータ、８４……タイミングパルス発
生器、８５，８６……ラインメセリー回路、８７
……Ｄ／Ａコンバータ、１００……増幅器、１０
３……帯域増幅・リミツター、１０４……タイミ
ングパルス発生器、１０５……1/3分周器、１０
６……Ｄ／Ａコンバータ、１１１……電子銃、１
１２……インデツクス螢光体ストライプ、１１３
……色螢光体ストライプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各色一定順序で水平方向に順次繰返し配列さ
   れた赤、緑、青の３原色螢光体ストライプの多数
   組の背後にメタルバツク層を設け、さらに有効画
   像表示面の水平方向有効画面外に、３原色螢光体
   ストライプの配列に対して所定の相対位置にイン
   デツクス螢光体ストライプ群を配してなる螢光面
   を有し、この螢光面の垂直走査面に沿つた方向に
   複数の電子銃を水平走査方向と同一方向に一列に
   並べると共に、各電子銃には独立した水平偏向電
   極および共通した予備垂直偏向器が配され、前記
   螢光面に対向して背面電極が設けられたことを特
   徴とするカラー映像管。 ２ 複数の電子銃の中の１本は、インデツクス螢
   光体ストライプ群のみに対応して配された特許請
   求の範囲第１項記載のカラー映像管。 ３ インデツクス螢光体ストライプ群は、各電子
   銃からの電子ビームが走査する所定の水平偏向領
   域内の３原色螢光体ストライプ本数と同数または
   それよりも多く、かつ３原色螢光体ストライプの
   隣接ピツチと同一ピツチで設けられた特許請求の
   範囲第１項記載のカラー映像管。 ４ インデツクス螢光体ストライプ群を、所定の
   位置より水平走査開始側にずらせて設けた特許請
   求の範囲第１項または第３項のいずれかに記載の
   カラー映像管。 ５ インデツクス螢光体ストライプ群に対応して
   配された電子銃は、常に電子ビームを放出するよ
   う駆動される特許請求の範囲第１項または第２項
   のいずれかに記載のカラー映像管。 ６ 垂直同期信号をもとに電子銃に加える映像信
   号の振幅を変化させる特許請求の範囲第１項記載
   のカラー映像管。