JPH0472893A - 画像表示装置の水平フォーカス径検出装置 - 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 本発明は、スクリーン上の画面を垂直方向に複数区分に
分割して、それぞれの区分毎に電子ビームを発生させ、
各区分毎にそれぞれの電子ビームを垂直方向に偏向して
複数の走査線を表示し、全体としてテレビジョン画像を
表示する画像表示装置の水平フォーカス径検出装置に関
する。

従来の技術 従来の画像表示装置の基本的な構造を第４図を用いて説
明する。

この表示装置は後方から前方のアノード側に向かって順
に背面電極１、電子ビーム発生源としての線陰極２、電
子ビーム引き出し電極３、電子ビーム流制御電極４、集
束電極５、水平偏向電極６、垂直偏向電極７、蛍光体ス
クリーン板８、等等が配置されて構成され、これらが真
空容器の内部に収納されている。

電子ビーム発生源としての線陰極２は、水平方向に線状
に分布する電子ビームを発生するように水平方向に張ら
れていて、線陰極２はさらに垂直方向に間隔をもって複
数本（本説明では２イ〜２トの７本のみを示している。

）設けられている。本構成の一例では線陰極の間隔は３
　ｍｍ、本数は３０本設けられているものとして、前記
線陰極を２イ〜２７と番号を付する。前記線陰極の間隔
は自由に大きくとることかできず、後述する垂直偏向電
極７とスクリーン８の間隔により規制されている。

これらの線陰極２の構成として１０〜３　Ｑ　ｌ１ｍφ
のタングステン棒の表面に酸化物陰極祠料を塗布してい
る。前記の線陰極は後述するように、上方の線陰極２イ
から下方の２７まで順に一定時間ずつ電子ビームを放出
するように制御される。背面電極］は該当する線陰極以
外の線陰極からの電子ヒームの発生を抑１１−すると共
に、電子ヒームをアノード方向のみに押し出す作用もし
ている。第４図では真空容器は記してないが、背面電極
１は真空容器の後壁の内面を用いて構成してもよい。電
子ビーム引き出し電極３は線陰極２イ〜２７のそれぞれ
と対向する水平方向に一定間隔で多数個並へて設けられ
た貫通孔１０を有する導電板１１であり、線陰極２から
放出された電子ビームをその貫通孔１０を通して取り出
す。次に制御電極４は線陰極２イ〜２７のそれぞれと対
向する位置に貫通孔１４を有する垂直方向に長い導電板
１５で＋ノー１成されており、所定間隔をおいて水平方
向に複数個並設されている。本構成では１２０本の制御
電極用導電板１５８〜１５ｎが設けられている（第４図
では８本のみ図示している）。前記電子ビーム引き出し
電極３により水平方向に区分された電子ビームのそれぞ
れの通過量は、制御電極４に印加された映像信号のそれ
ぞれの絵素に対応して、しかも後述する水平偏向のタイ
ミングに同期して制御されている。集束電極５は、制御
電極４に設けられた各貫通孔１４と対向する位置に貫通
孔１６を有する導電板１７で、電子ビームを集束してい
る。水平偏向電極６は、前記貫通孔１６のそれぞれ水平
方向の両側の位置に垂直方向に複数本配置された導電板
１８．１８’で構成されており、それぞれの導電板には
水平偏向用電圧が印加されている。各絵素ごとの電子ビ
ームはそれぞれ水平方向に偏向され、スクリーン８上で
Ｒ，Ｇ、Ｂの各蛍光体を順次照射して発光している。本
構成例では、電子ビームごとに２絵素分偏向している。

垂直偏向電極７は、前記貫通孔１６のそれぞれ垂直方向
の中間の位置に水平方向に複数本配置された導電板１．
９，１９°で構成されており、垂直偏向用電圧が印加さ
れ、電子ビームを垂直方向に偏向している。本構成では
、一対の電極１９，１．９によって１本の線陰極から発
生した電子ビームを垂直方向に８ライン分偏向する。そ
して３１個で構成された垂直偏向電極７によって、３０
本の線陰極のそれぞれに対応する３０対の垂直偏向導電
体対が構成され、スクリーン８上に垂直方向に２４０本
の水平走査ラインを描くように電子ビートを偏向してい
る。前記に説明したように本構成でヤ水平偏向電極６、
垂直偏向電極７をそれぞれ複数ン↑櫛状に張り巡らして
いる。さらに水平、垂直の各偏向電極間の距離に比べる
とスクリーン８までの距離を長く設定することにより、
小さな偏向量で電子ビームをスクリーン８に照射させる
ことかでき、さらに水平、垂直とも偏向歪みを少なくす
ることかできる。ここでスクリーン８は第４図に示すよ
うに、ガラス板２１の裏面に蛍光体２０をストライプ状
に塗布して構成したものである。

また図示していないがメタルバンクを施したり、あるい
は蛍光体周辺部にカーホンを塗布してコントラスト比を
向上したものとすることもできる。

蛍光体２０は電子ビーム流制御電極４の１つの貫通孔１
４を通過する電子ビームを水平方向に偏向することによ
りＲ，Ｇ、Ｂの３原色の蛍光体対を２絵素分照射するよ
うに設けられており、垂直方向にストライブ状に塗布さ
れたものである。

第４図において、スクリーン８に記入した破線は複数本
の線陰極２のそれぞれに対応して表示される垂直方向で
の区分を示し、２点鎖線は複数本の制御電極４の各々に
対応して表示される水平方向での区分を示す。破線、２
点鎖線で仕切られた１つの区画の拡大図を第３図に示す
。第３図に示すように、水平方向では２トリオ（画素）
分のＲ，Ｇ、Ｈの蛍光体、垂直方向では８ライン（走査
線）分の幅を有している。１区画の大きさは本例では水
平方向１ｍｍ、垂直方向３　ｍｍである。

尚、第３図ではＲ，Ｇ、Ｈの各々３色の蛍光体はストラ
イブ状に図示しているか、デルタ状に配置しても良い。

ただしデルタ状に配置したときはそれに適合した水平偏
向、垂直偏向波形を印加する必要がある。

なお、第３図では説明の都合で縦横の寸法比が実際のス
クリーンに表示したイメージと異なっている。また本構
成では、制御電極４の１つの貫通孔１４に対してＲ，Ｇ
、Ｈの蛍光体か２トリオ分設けられているが、１トリオ
分あるいは３トリオ分以上で構成されていてもよい。た
だし制御電極４には１トリオ、あるいは３トリオ以上の
ＲＧ、Ｂ映像信号か順次加えられ、それに同期して水平
偏向をする必要かある。

次にこの表示装置を駆動するための駆動回路の動作を、
第６図を参照して説明する。まず電子ビームを第４図の
スクリーン８に照射して表示する駆動部分について説明
する。電源回路２２は表示装置の各電極に所定のバイア
ス電圧を印加するための回路で、背面電極１には■１、
電子ビーム引き出し電極３にはｖ３、集束電極５にはＶ
５、スクリーン８には■８の直流電圧を印加する。線陰
極駆動回路２６は、垂直同期信号■と水平同期信号Ｈを
用いて線陰極駆動パルス（イ〜マ）を作成する。第５図
にそのタイミング図を示す。各線陰極２イ〜２７は第５
図（イ〜マ）に示すように、駆動パルスが高電位の間に
電流が流れて加熱されており、駆動パルス（イ〜マ）が
低電位の期間に電子を放出するように加熱状態が保持さ
れる。これにより３０本の線陰極２イ〜２７より、それ
ぞれ低電位の駆動パルス（イ〜マ）が加えられた８水平
走査期間（第５図では８Ｈと略記する）のみ電子が放出
される。高電位が加えられる期間には、背面電極１と電
子ビーム引き出し電極３とに加えられているバイアス電
圧によって定められた線陰極２の周辺における電位より
も線陰極２イ〜２７に加えられている電位のほうが高く
なるため、線陰極からは電子が放出されない。１画面を
構成するには、上方の線陰極２イから下方の線陰極２７
まで順次８水平走査期間ずつ電位を切り替えて行けばよ
い。

次に偏向部分について説明する。第６図において偏向電
圧波形発生回路４０は、ダイレクトメモリアクセスコン
トローラ（以下ＤＭＡコントロラと称す）４１、偏向電
圧波形記憶用メモリ（以下偏向メモリと称す）４２、デ
ジタル−アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と称す）４
３ｈ、４３ｖ等によって構成され、垂直偏向信号ｖ、ｖ
’および水平偏向信号り、ｈ’を発生する。

本構成においては垂直偏向信号に関して、オーバースキ
ャンを考慮すると、１フイ一ルド間には２４０水平走査
期間すなわち２４０Ｈが表示されている。またそれぞれ
の走査線に対応する垂直偏向位置情報を記憶しているメ
モリアドレスエリアを第１フイールドおよび第２フイー
ルドに分けそれぞれ１組のメモリ容量を有している。表
示する際は該当の偏向メモリ４２からデータを読みだし
てＤ／Ａ変換器４３ｖでアナログ信号に変換して、垂直
偏向電極７に加える。前記の偏向メモリ４２に記憶され
た垂直偏向位置情報は８水平走査期間毎にほぼ規則性の
あるデータで構成されており、Ｄ／Ａ変換された波形も
ほぼ８段階の垂直偏向信号となっているが前記のように
２フイ一ルド分のメモリ容量を有して、各水平走査線毎
に位置を微調整できるようにしている。

また水平偏向信号に対しては、１水平走査期間に６段階
に電子ビームを水平偏向させる必要があり、１水平走査
毎に偏向位置を微調整可能なようにメモリを持っている
。したがって１フレ一ム間に４８０水平走査期間表示す
るとして、４８０×６＝２８８０バイトのメモリが必要
であるが、第１フイールドと第２フイールドのデータを
共用しているために、実際には１４４０バイトのメモリ
を使用している。表示の際は各水平走査ラインに対応し
た偏向情報を前記偏向メモリ４２から読み出して、Ｄ／
Ａ変換器４３ｖでアナログ信号に変］　０ 換して、水平偏向電極６に加えている。要約すると、垂
直周期のうちの垂直帰線期間を除いた表示期間に、線陰
極２イ〜２７のうちの低電位の駆動パルスを印加してい
る線陰極から放出された電子ビームは、電子ビーム引き
出し電極３によって水平方向に１２０区分に分割され、
１２０本の電子ビーム列を構成している。この電子ビー
ムは、後述するように各区分毎に制御電極４によって電
子ビームの通過量か制御され、集束電極５によって集束
された後、第５図に示すようにほぼ６段階に変化する一
対の水平偏向信号り、ｈ’を加えられた水平偏向電極１
８．１８°等により、各水平表示期間にスクリーン８の
Ｒｚ　　Ｇｚ　　Ｂ１およびＲ２，Ｇ２，０２等の蛍光
体に順次、水平表示期間／６ずつ照射される。かくして
、各水平走査線のラスターは１２０個の各区分毎に電子
ビームをＲＧＢ　　およびＲ，ＧＱ　Ｂ２にそれぞれ該
当する映像信号によって変調することにより、スクリー
ン８の」二にカラー画像を表示する事ができる。

次に電子ビームの変調制御部分について説明する。

まず第６図において、信号入力端子２３Ｒ２３Ｇ、２３
Ｂに加えられたＲ、Ｇ、Ｂの各原色映像信号は、１２０
組のサンプルホールド回路組、３１ａ〜３１ｎに加えら
れる。各サンプルホールド回路組３１ａ〜３　］、　ｎ
はそれぞれＲ１用Ｇ１用、Ｂ＋用およびＲ２用、Ｇ２用
、Ｂ２用の６個のサンプルホールド回路て構成されてい
る。サンプリングパルス発生回路３４は、水平周期（６
３５μｓ）のうちのを効水平走査期間（約５０μｓ）に
、前記１２０組のサンプルホールド回路組３１　ａ〜３
１ｎのそれぞれＲ１用、Ｇ１用、Ｂｌ用、およびＲ２用
、Ｇ２用、Ｂ２用のサンプルホールド回路に対応する７
２０個（１２０Ｘ６）のサンプリングパルスＲａ、〜Ｂ
ｎ２を順次発生ずる。前記７２０個のサンプリングパル
スＲａ１〜Ｂｎ２がそれぞれ１２０組のサンプルホール
ド回路組３１ａ〜３１−ｎに６個ずつ加えられ、これに
よって各サンプルホールド回路組には、１走査線を１２
０個に区分したときのそれぞれの２絵素分のＲ１，ｃｌ
、　　ＢおよびＲ２，Ｇ２＋　　Ｂ２の各映像信号が個
別にサンプリングされてホールドされる。サンプルホー
ルドされた１２０組のＢ＋、ｃｌ、　　Ｂｌ　およびＲ
２，６２Ｂ２の映像信号は］走査線分のサンプルホール
ド終了後に１２０組のメモリ３２ａ〜３２ｎに転送パル
スｔによって一斉に転送され、ここで次の１水平走査期
間保持される。保持された信号は１２０個のスイッチン
グ回路３５ａ〜３５ｎに加えられる。スイッチング回路
３５８〜３５ｎはそれぞれがＢ＋　　Ｇ＋　　Ｂ＋　お
よびＲ２，Ｇ、、、Ｂ２の個別入力端子とそれらを順次
切り替えて出力する共通出力端子とを有する回路により
構成されたもので、スイッチングパルス発生回路３６か
ら加えられるスイッチングパルスｒ＋、ｇ１＋　　ｂｌ
　およびｒ、！ｇ２．ｂ２によって同時に切り替え制御
される。前記スイッチングパルスｒｌ＋　　ｇ＋、ｌ）
１　およびｒ２ｊｊ　２　、　　ｂ　２は、各水平表示
期間を６分割して、水平表示期間／６ずつスイッチング
回路３５８〜３５ｎを切り替えＢ＋、Ｇ１．Ｂ１および
Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の各映像信号を時分割して順次出力し
、パルス幅変調（以下ＰＷＭと記す）回路３７ａ〜３７
ｎに供給している。各スイッチング回路３５８〜３５ｎ
の出力は、１２０組のパルス幅変調回路３７ａ〜３７ｎ
に加えられ、Ｒ１，Ｇ１，１３１およびＲ２Ｇ２．Ｂ２
の各映像信号の大きさに応してパルス幅変調され出力さ
れる。このパルス幅変調回路３７ａ〜３７ｎの出力は電
子ビームを変調するための制御信号として表示素子の制
御電極４の１２０本の導電板１．５　ａ〜１５ｎにそれ
ぞれ個別に加えられる。

次に水平偏向と表示のタイミングについて説明する。ス
イッチング回路３５ａ〜３５ｎにおけるＲ１＋　　Ｇｌ
＋　　Ｂｌ　およびＲ２＋　ｃ’＋、Ｂ２の映像信号の
切り替えと、水平偏向駆動回路による電子ビムＲ１ｃｌ
、　　ＢｌおよびＲ２，Ｇ２．Ｂ２の蛍光体への水平偏
向の切り替えタイミングと順序が完全に一致するように
同期制御されている。これにより電子ビームがＲ１蛍光
体に照射されているときには、その電子ビームの照射量
がＲ１映像信号によって制御され、以下Ｇ１．ＢＩおよ
びＲ２，Ｇ２Ｂ２についても同様に制御されて、各絵素
のＲＧ＋、１３＋　およびＲ２，Ｇ２．Ｂ２各蛍光体の
発光かその絵素のＲ、Ｄ　、　＋Ｂ　　およびＲ２＋　
　０２＋　　８２の映像信号によってそれぞれ制御され
ることとなり、各絵素が入力の映像信号にしたがって発
光表示されるのである。かかる制御か１走査線分の１２
０組（各２絵素ずつ）分間時に実行されて、１走査線２
４０絵素の映像が表示され、さらに１フイールド２４０
本の走査線について」一方の走査線から順次行われて、
スクリーン８上に画像が表示される。さらに上記の諸動
作が入力映像信号の１フイルド毎に繰り返されて、テレ
ビジョン信号等がスクリーン８に表示される。

尚、本構成に必要な基本クロックは第６図に示すパルス
発生回路３９から供給され、水平同期信号Ｈ１および垂
直同期信号■でタイミングを制御している。

発明が解決しようきする課題 上記の如き画像表示装置は、各電極毎に異なる電圧を加
えることにより、最終的にスクリーン上に蛍光体を発光
させビームスポットを形成するのであるが、電極の組み
立て誤差、各電極電圧のばらつき等により、画像表示素
子毎に水平フォーカス径が異なり、画像表示装置を調整
するには水平フォーカス径を検出する必要がある。従来
は、目視により水平フォーカス径を測定していたため、
定量的な判断ができていなかった。

本発明は上記問題点を解決するもので、水平フォーカス
径の検出を簡単に行うことのできる装置を提供しようと
するものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、画像表示素子の
輝度を測定できる受光素子、受光素子の出力を増幅する
増幅器、増幅器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、
デジタルデータを保存するメモリ、画像表示装置の電子
ビームの偏向量を制御する画像表示装置コントローラ、
データ処理と画像表示装置コントローラの制御を行うパ
ーソナルコンピュータで構成されている。

作用 この構成によって以下の手順により、画像表示装置の電
子ビームの水平フォーカス径を定量的にばらつきなく検
出する。

画像表示装置の全走査線あるいはある区間の走査線に対
し、画像表示装置コントローラにより水平偏向電圧をあ
る一定の間隔で走査線毎に変化させた状態で、受光素子
により各走査線の輝度を測定し出力を増幅器により増幅
、Ａ／Ｄ変換した後、各走査線の輝度をメモリに格納す
る。そのデータをパーソナルコンピュータにより処理し
、水平フォーカス径の大きさをあられす値を求めること
により検出する。

実施例 本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

ここで水平方向の電子ビームのフォーカス径を検出しよ
うとする画像表示装置５０は、第４図の構成のものであ
る。画像表示装置の電子ビームの偏向量を制御する画像
表示装置コントローラ５１、画像表示装置の輝度を測定
できる受光素子５２、受光素子の出力を増幅する増幅器
５３、増幅器の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５４
、デジタルデータを保存するメモリ５５で構成されてい
る。パーソナルコンピュータ５６でデータ処理と画像表
示装置コントローラの制御を行う。

次に第２図は、走査線番号ｎからｎ＋１０番目の走査線
に対して、水平偏向電圧をある一定の間隔で走査線毎に
変化させた時の、水平偏向位置と、走査線毎の輝度の一
例である。

以下、動作について説明する。

説明のために、画像表示装置の走査線本数を１０本とす
る。まず、パーソナルコンピュータ５６で画像表示装置
コントローラ５１を制御し、画像表示装置５０の水平偏
向電圧をある一定の間隔で走査線毎に変化させる。その
場合、各走査線の水平偏向位置は、第２図のように変化
した状態になる。次に受光素子５２により各走査線の輝
度を測定し、出力を増幅器５３により増幅、Ａ／Ｄ変換
器５４によりＡ／Ｄ変換した後、各走査線の輝度をメモ
リ５５に格納する。そのデータは第２図のようになり、
水平フォーカス径の大きさによりピークの急峻さが異な
る。ここでパーソナルコンピュータ５６によりピークの
最大値Ｐ１　と最小値ピークをスライスした時の帯域幅
Ｗ　ｏの値を求める。水平フォーカスの大きさはＷ　１
．１の値により定量的に検出することかできる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、画像表示装置の水平フ
ォーカス径が、簡単にかつ定量的に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１１図は本発明の一実施例である水平フォーカス径検
出装置を示すブロック図、第２図は同装置の各走査線毎
の輝度変化の一例を示す特性図、第３図は従来例の画像
表示素子の蛍光面の拡大図、第４図は従来の画像表示装
置の分解斜視図、第５図は同駆動回路の波形図、第６図
は同画像表示装置の駆動回路のブロック図である。 ５０・・・・・・画像表示装置、５１・・・・・・画像
表示装置コントローラ、５２・・・１受光素子、５３・
・・・・・増幅器、５４・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、５
５・・・・・・メモリ、５６・・・・・パーソナルコン
ピュータ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか］名第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子ビームが照射されることにより、発光する蛍光体
   が塗布された画像スクリーン（以下単にスクリーンと記
   載）と、上記スクリーン上の画面を垂直方向に複数区分
   に分割し、各垂直区分毎に電子ビームを発生する線陰極
   と、上記線陰極で発生された電子ビームを、水平方向に
   区分した各水平区分毎に分離して上記スクリーンに照射
   する分離手段と、上記電子ビームを上記スクリーンに至
   るまでの間で垂直方向および水平方向に複数段階に偏向
   する偏向電極と、上記水平区分毎に分離された電子ビー
   ムを上記スクリーンに照射する量を制御して上記スクリ
   ーンの画面上の各絵素の発光量を制御する電子ビーム流
   制御背面電極と、上記スクリーンまで電子ビームを加速
   照射せしめる加速電極とを備える画像表示装置の上記電
   子ビームの水平フォーカス径を定量的にばらつきなく検
   出する画像表示装置の水平フォーカス径検出装置。