JPH0619417A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、画面上の任意の位置の輝度を補正
することにより、輝度均一性の優れた画像表示装置を安
価で提供することを目的とする。 【構成】 本発明の画像表示装置は、画像表示素子の輝
度不均一性をあらかじめ記録されたフレームメモリと、
上記フレームメモリの出力する補正信号をアナログ補正
信号に変換するＤＡ変換器と、上記アナログ補正信号を
基準電圧とし、上記映像信号をデジタル映像信号に変換
するＡＤ変換器を有し、上記デジタル映像信号を用いて
上記画像表示素子のビーム流制御電極を駆動することを
特徴とする画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリーン上の画面を
垂直方向に複数の区分に分割したときのそれぞれの区分
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ラインを表示し全体
として画像を表示する画像表示素子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に用いられる画像表示素子の基本
的な構造を図３に示して説明する。

【０００３】この表示素子は後方からアノ−ド側に向か
って順に背面電極１、ビ−ム源としての線陰極２、ビ−
ム引き出し電極３、ビ−ム流制御電極４、収束電極５、
水平偏向電極６、垂直偏向電極７、スクリ−ン板８、が
配置されて構成されており、これらが真空容器の内部に
収納されている。

【０００４】ビ−ム源としての線陰極２は水平方向に線
状に分布する電子ビ−ムを発生するように水平方向に張
られており、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本のみ示している）
設けられている。本構成では線陰極の間隔は４．４mm、
本数は１９本設けられているものとして、前記線陰極を
２イ〜２ツとする。前記線陰極の間隔は自由に大きくと
ることはできず、後述する垂直偏向電極７とスクリ−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１０〜３０μｍφのタングステン棒の表面に酸
化物陰極材料を塗布している。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２ツまで順番に一
定時間ずつ電子ビ−ムを放出するように制御される。

【０００５】背面電極１は該当する線陰極以外の線陰極
からの電子ビ−ムの発生を抑止すると共に、電子ビ−ム
をアノ−ド方向のみに押し出す作用もしている。図３で
は真空容器は記してないが、背面電極１を利用して真空
容器と一体となす構造をとることも可能である。ビ−ム
引き出し電極３は線陰極２イ〜２ツのそれぞれと対向す
る水平方向に一定間隔で多数個並べ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−ムをその貫通孔１０を通して取り出す。

【０００６】次にビーム流制御電極４は線陰極２イ〜２
ツ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で構成されており、所定間隔を介
して水平方向に複数個並設されている。本構成では１１
４本のビーム流制御電極用導電板１５ａ〜１５ｎが設け
られている（図３では８本のみ図示している）。ビーム
流制御電極４は前記ビ−ム引き出し電極３により水平方
向に区分された電子ビ−ムのそれぞれの通過量を、映像
信号の絵素に対応して、しかも後述する水平偏向のタイ
ミングに同期させて制御している。

【０００７】集束電極５は、ビーム流制御電極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−ムを収束している。

【０００８】水平偏向電極６は、前記貫通孔１６のそれ
ぞれ水平方向の両サイドに沿って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−ムはそれぞれ水平方向に偏向され、スク
リ−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。本構成では、電子ビ−ムごとに２トリオ分偏
向している。

【０００９】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１９、１９′で構成されており、垂直偏向用電
圧が印加され、電子ビ−ムを垂直方向に偏向している。
本構成では、一対の電極１９、１９′によって１本の線
陰極から生じた電子ビ−ムを垂直方向に１２ライン分偏
向している。そして２０個で構成された垂直偏向電極７
によって、１９本の線陰極のそれぞれに対応する１９対
の垂直偏向導電体対が構成され、スクリ−ン上８に垂直
方向に２２８本の水平走査ラインを描いている。

【００１０】前記に説明したように本構成では水平偏向
電極６、垂直偏向電極７をそれぞれ複数本クシ状に張り
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−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−ムをスクリ−ン８に照
射させることが可能となる。これにより水平、垂直共偏
向歪みを少なくすることが出来る。

【００１１】スクリ−ン８は図３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
成している。また図示していないがメタルバック、カ−
ボンも塗布されている。蛍光体２０はビーム流制御電極
４の１つの貫通孔１４を通過する電子ビ−ムを水平方向
に偏向することによりＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体対を２
トリオ分照射するように設けられており、垂直方向にス
トライプ状に塗布している。

【００１２】図３において、スクリ−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
垂直方向の区分を示し、２点鎖線は複数本のビーム流制
御電極４の各々に対応して表示される水平方向の区分を
示す。破線、２点鎖線で仕切られた１つの区画の拡大図
を図４に示す。

【００１３】図４に示すように、水平方向では２トリオ
分のＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体、垂直方向では１２ライン分の
幅を有している。１区画（１ユニット）の大きさは本例
では水平方向１mm、垂直方向４．４mmである。尚、図４
ではＲ、Ｇ、Ｂの各々３色の蛍光体はストライプ状に図
示しているが、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。また図４では説明の都合
で縦横の寸法比が実際のスクリ−ンに表示したイメ−ジ
と異なっている。また本構成では、ビーム流制御電極４
の１つの貫通孔１４に対してＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体が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良い。ただしビーム流制御電
極４には１トリオ、あるいは３トリオ以上のＲ、Ｇ、Ｂ
映像信号が順次加えられ、それに同期して水平偏向をす
る必要がある。

【００１４】上述のごとく本発明にもちいられる画像表
示素子は、微少な画像表示ユニット（上記例では１ｍｍ
ｘ４ｍｍ）を、縦、横に多数並べ、全体として一つの画
像を表示するマルチビーム表示装置であるから、均一な
画質を得るためには、各々の画像表示ユニットの表示特
性が揃っており、かつ表示ユニット内のビームの歪がな
いこと、さらに画像表示ユニット自体が正確に並べられ
ていることが必要であり、画像表示ユニット内のビーム
の歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画像表示
ユニットの配列の乱れなどの発生は、いずれも視覚的に
は輝度差となって現れ画像表示ユニットの境界に得意点
を発生させ画質の均一性を著しく劣化させる。

【００１５】上記問題点に対し、画像表示ユニット内の
ビームの歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画
像表示ユニットの配列の乱れなどが発生してもスクリー
ン上での輝度変化を補正、均一化し、画質均一性の損な
われない画像表示装置を本出願人は以前提案している。
上記画像表示装置は、画像表示素子の輝度不均一性をあ
らかじめ記録されたフレームメモリと、輝度不均一をキ
ャンセルするように映像信号自体に補正をかけるための
補正回路を有したものである。

【００１６】以下、上述した画像表示装置について、図
面を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施例
における画像表示装置の映像信号の補正回路のブロック
図である。５１ａ〜５１ｃはアナログ映像信号をデジタ
ル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、５２ａ〜５２ｃ
は映像信号を補正するための補正回路としての乗算器、
５３は画像表示素子の輝度分布の情報が記録されたフレ
ームメモリ、５４はフレームメモリ５３をコントロール
するためのアドレス発生回路である。

【００１７】フレームメモリ５３に記録される輝度分布
の情報は以下のごとく得られる。まず、画像表示素子に
一定の大きさを持つ映像信号を入力する。このとき、画
像表示素子を構成する画像表示ユニットの各々が完全に
同一の特性を持ち、ビームの歪もなく、かつ、各画像表
示ユニットが正確に等間隔で配列されていれば、画面全
体にわたって均一な輝度分布が得られるが、画像表示ユ
ニット間のばらつきビームの偏向歪や収差、画像表示ユ
ニット配列の乱れがあると、輝度の不均一な部分が発生
する。このときの輝度分布を測定し、輝度分布のいわば
ネガに対応するデータ（明るい部分は小さく、暗い部分
は大きい）をフレームメモリに記録しておく。このと
き、上記一定の大きさを持つ映像信号をフレームメモリ
５３に記録されたデータで補正し画像表示素子に入力す
ると、ちょうど画像表示素子自身が持っている輝度の不
均一がキャンセルされて画面全体に均一な輝度分布が得
られることになる。

【００１８】次に、変調回路が乗算器で実現できること
を説明する。本発明に用いられている画像表示素子は、
パルス幅変調（以下、ＰＷＭと記す）駆動を行っている
ために、入力映像信号と輝度出力が比例するという特徴
を持つ。図５において入力映像信号がａの時、画面の平
均輝度がＬａであり、輝度不均一が発生している点で
は、Ｌｂになったとする。このとき、輝度不均一が発生
している点での輝度を均一にするためには、入力をｂに
補正する必要がある。

【００１９】このとき、Ｌａ／Ｌｂ＝ｂ／ａ＝一定であ
るから、補正量は入力映像信号の大きさに無関係で一定
である。すなわち、補正手段５２は単なる乗算器でよ
い。アドレス発生回路５４は、フレーム目盛りのデータ
と画像表示素子が常に一対一対応するように水平同期信
号ｈ，垂直同期信号ｖによって同期されている。

【００２０】上述した回路によって、映像信号をフレー
ムメモリに記録されたデータで補正し画像表示素子に入
力すると、ちょうど画像表示素子自身が持っている輝度
の不均一がキャンセルされて画面全体に均一な輝度分布
が得られることになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では高価な乗算器を３つも使わなければいけ
ないという課題を有していた。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の画像表示装置は、画像表示素子の輝度不均一
性をあらかじめ記録されたフレームメモリと、上記フレ
ームメモリの出力する補正信号をアナログ補正信号に変
換するＤＡ変換器と、上記アナログ補正信号を基準電圧
とし、上記映像信号をデジタル映像信号に変換するＡＤ
変換器を有する。

【００２３】

【作用】本発明によれば、画像表示ユニット内のビーム
の歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画像表示
ユニットの配列の乱れなどが発生してもスクリーン上で
の輝度変化を補正、均一化し、画質均一性の損なわれな
い画像表示装置が安価かつ小電力かつ小規模で得られ
る。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例の画像表示装置につい
て、図面を参照しながら説明する。 図１は、本発明の
一実施例における画像表示装置の映像信号の補正回路の
ブロック図である。５１ａ〜５１ｃはアナログ映像信号
をデジタル映像信号に変換するためのＡＤ変換器、５３
は画像表示素子の輝度分布の情報が記録されたフレーム
メモリ、５４はフレームメモリ５３をコントロールする
ためのアドレス発生回路、５５は上記フレームメモリ５
３の出力する補正信号をアナログ補正信号に変換するＤ
Ａ変換器であり、上記アナログ補正信号は上記ＡＤ変換
器５１ａ〜５１ｃの上位基準電圧ＲＥＦに接続されてい
る。

【００２５】フレームメモリ５３に記録される輝度分布
の情報は以下のごとく得られる。まず、画像表示素子に
一定の大きさを持つ映像信号を入力する。このとき、画
像表示素子を構成する画像表示ユニットの各々が完全に
同一の特性を持ち、ビームの歪もなく、かつ、各画像表
示ユニットが正確に等間隔で配列されていれば、画面全
体にわたって均一な輝度分布が得られるが、画像表示ユ
ニット間のばらつきビームの偏向歪や収差、画像表示ユ
ニット配列の乱れがあると、輝度の不均一な部分が発生
する。このときの輝度分布を測定し、輝度分布に対応す
るデータ（明るい部分は大きく、暗い部分は小さく）を
フレームメモリ５３に記録しておく。

【００２６】このとき、上記一定の大きさを持つ映像信
号をフレームメモリ５３に記録されたデータで補正し画
像表示素子に入力すると、ちょうど画像表示素子自身が
持っている輝度の不均一がキャンセルされて画面全体に
均一な輝度分布が得られることになる。

【００２７】次に、上記補正が本発明の補正回路で実現
できることを説明する。本発明に用いられている画像表
示素子は、ＰＷＭ駆動を行っているために、入力映像信
号と輝度出力が比例するという特徴を持つ。入力映像信
号が一定であり、輝度不均一が発生している点では、輝
度が高くなったとする。このとき、輝度不均一が発生し
ている点での輝度分布に対応するデータ（補正信号）は
大きくなるため、ＤＡ変換器５５で変換されたアナログ
補正信号すなわちＡＤ変換器５１ａ〜５１ｃの上位基準
電圧ＲＥＦは高くなる。

【００２８】上位基準電圧が高くなると相対的に入力が
小さくなるのと等価であるため、出力される補正映像信
号は小さくなり、上記輝度不均一点は輝度が下がり、全
体の輝度が均一となる。逆に、輝度不均一点で輝度が低
い場合は、上述と逆の効果により輝度不均一点の輝度が
上がり、全体の輝度が均一となる。即ち、本発明の補正
回路で画面の輝度を均一に出来ることとなる。

【００２９】また、アドレス発生回路５４は、フレーム
目盛りのデータと画像表示素子が常に一対一対応するよ
うに水平同期信号ｈ，垂直同期信号ｖによって同期され
ている。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、画像表示ユニット内の
ビームの歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画
像表示ユニットの配列の乱れなどが発生してもスクリー
ン上での輝度変化を補正、均一化し、画質均一性の損な
われない画像表示装置が安価かつ小電力かつ小規模で得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像表示装置に用い
られる補正回路のブロック図

【図２】従来例の画像表示装置に用いられる補正回路の
ブロック図

【図３】従来例における画像表示素子の分解斜視図

【図４】同画像表示素子の蛍光面の拡大図

【図５】補正回路が乗算器で実現できることを示す説明
図

【符号の説明】

５１ａ〜５１ｃ ＡＤ変換器 ５２ａ〜５２ｃ 乗算器 ５３ フレームメモリ ５４ アドレス発生回路 ５５ ＤＡ変換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーム源としての線陰極と、電子ビーム
   総量を制御する背面電極及びビーム引き出し電極と、上
   記電子ビームの流量を制御するビーム流制御電極と、上
   記電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向電極と、上
   記電子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向電極と、上
   記電子ビームが衝突するスクリーンとを有する画像表示
   素子において、映像信号と上記画像表示素子の輝度不均
   一性をあらかじめ記録されたフレームメモリと、上記フ
   レームメモリの出力する補正信号をアナログ補正信号に
   変換するＤＡ変換器と、上記アナログ補正信号を基準電
   圧とし、上記映像信号をデジタル映像信号に変換するＡ
   Ｄ変換器とを有し、上記デジタル映像信号を用いて上記
   画像表示素子のビーム流制御電極を駆動することを特徴
   とする画像表示装置。