JPH074014B2

JPH074014B2 - カラ−画像表示装置

Info

Publication number: JPH074014B2
Application number: JP61015117A
Authority: JP
Inventors: 淳平橋口; 潔濱田; 欽造野々村; 正則渡辺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS62172893A

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，計算機の端末ディ
スプレイ等に用いられる平板形陰極線管に関するもので
ある。

従来の技術本出願人による先行技術である平板形陰極線管として第
３図に示す構造のものがある。実際は真空外囲器（ガラ
ス容器）によって各電極を内蔵した構造がとられるが、
図においては内部電極を明確にするため、真空外囲器は
省略している。また画像・文字等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。

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Ｖ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をは
さ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11上に垂直方向に等ピッチ
で、かつ電気的に分割されて水平方向に細長い垂直走査
電極12が配置される。これらの垂直走査電極12は、通常
のテレビジョン画像を表示するのであれば垂直方向に水
平走査線の数（NTSC方式であれば約480本）の1/2の独立
した電極として形成する。次に線状カソード10とフェー
スプレート部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,垂直走査電極12に対応した部分に開孔
を有した面状電極を隣接する線状カソード10間で互いに
分割した構造を有し、その分割された個々の電極に映像
信号を印加してビーム変調を行なうための第１グリッド
電極（以下G1電極と略す）13、G1電極13と同様の開孔を
有し、水平方向に分割されていない第２グリッド電極
（以下G2電極と略す）14、第３グリッド（以下G3電極と
略す）15を配置する。G2電極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
グリッド電極（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大きい。第４図〔Ａ〕
に第３図の水平方向断面を、同図〔Ｂ〕には垂直方向断
面を示す。G4電極16の後段にはG4電極16の開孔と同様、
垂直方向に比べて水平方向には十分広い開孔を有する２
枚の電極17,18を配置し、第４図〔Ｂ〕に示すように該
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17,18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側に向けて複数段設けられる。第３
図には一例として３段の場合を示し、それぞれの電極を
第１水平偏向電極（以下DH−１電極と略す）19,第２水
平偏向電極（以下DH−２電極と略す）20,第３水平偏向
電極（以下DH−３電極と略す）21とし、各水平偏向電極
19〜21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。DH−３電極21にはフェースプレート部28の
メタルバック電極26に印加される直流電圧と同じ電圧が
印加され、DH−１電極19、DH−２電極20にはビームの水
平集束作用のための電圧が印加される。フェースプレー
ト部28の内面には螢光面27とメタルバック電極26からな
る発光層が形成されている。螢光面はカラー表示の際に
は水平方向に順次赤(R)，緑(B)の螢光体ストライプが黒
色ガード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説明する。線状
カソード10に電流を流すことによってこれを加熱し、G1
電極13,垂直走査電極12にはカソード10の電位とほゞ同
じ電圧を印加する。この時G1,G2電極（13,14）に向って
カソード10からビームが進行し、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圧（例え
ば100〜300V）をG2電極14に印加する。ここでビームがG
1,G2電極の各開孔を通過する量を制御するにはG1電極13
の電圧をか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1
7,18→水平偏向電極19,20,21へと進むが、これらの電極
には螢光面26で電子ビームが小さいスポットとなるよう
に所定の電圧が印加される。ここで垂直方向のビームフ
ォーカスは、G3電極15,G4電極16,垂直偏向電極17,18の
間で形成される静電レンズで行なわれ、水平方向のビー
ムフォーカスはDH−1,DH−2,DH−３のそれぞれの間で形
成される静電レンズで行なわれる。上記２つの静電レン
ズはそれぞれ垂直方向および水平方向のみに形成され、
したがってビームの垂直および水平方向のスポットの大
きさを個々に調整することができる。

またDH−１(19),H−２(20),DH−３(21)の接続されてい
る母線22,23,24には同じ電圧の水平走査周期の鋸歯状
波，三角波、あるいは階段波の偏向電圧が印加され、電
子ビームを水平方向に所定の幅で偏向し、螢光面26を電
子ビーム走査することによって発光像を得る。

次に垂直走査について第５図を用いて説明する。前記し
たように、線状カソード10をとり囲む空間の電位を線状
カソード10の電位よりも正あるいは負の電位となるよう
に、垂直走査電極12の電圧を制御することにより、線上
カソード10からの電子の発生は制御される。この時、線
状カソード10と垂直走査電極12との距離が小さければカ
ソードからのビームの発生（以下ON），遮断（OFF）を
制御する電圧は小さくてよい。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
ィールド目において垂直偏向電極18,19には所定の偏向
電圧を１フィールド間印加し、垂直走査電極12の12Aに
は１水平走査期間（以下1H）のみビームON電圧が印加さ
れ、その他の垂直走査電極（12B〜12Z）にはビームOFF
電圧が印加される。1H経過後、垂直走査電極の12Bにの
み1H間ビームON電圧が、以下順次、垂直走査電極に1H間
のみビームがONになる電圧が印加されて画面下部の12Z
が終了すると最初の１フィールドの垂直走査が完了す
る。次の第２フィー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フィールド間印加
する。そして垂直走査電極12に印加する信号電圧は第１
フィールド目と同様に行なう。この時、第１フィールド
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
フィールド目の水平走査線がくるように垂直偏向電極1
7,18に印加する偏向電圧の振幅が調整される。以上のよ
うに、垂直走査電極12には第1,第２フィールドとも同じ
垂直走査用信号電圧が印加され、垂直偏向電極17,18に
印加する偏向電圧を第１フィールド目と第２フィールド
目で変えることにより、１フレームの垂直走査が完了す
る。

次に上記平板形陰極線管のように、水平方向に複数のビ
ーム発生源を有する陰極線管のビーム変調電極に映像信
号が印加されるまでの信号処理系統について、一般によ
く知られている方法を第６図を用いて説明する。

テレビ同期信号42をもとにタイミングパルス発生器44で
後述する回路ブロッ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で
復調されたR,G,Bの３原色信号(E_R,E_G,E_B)41をA/Dコンバ
ーター43にてディジタル信号に変換し、1Hの信号を第１
のラインメモリー回路45に入力する。1H間の信号が全て
入力されると、その信号は第２のラインメモリー回路46
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45に入力される。第２のラインメモリー回路
46に転送された信号は1H間、記憶保持されるとともに、
D/Aコンバーター（あるいはパルス幅変換器）47に信号
を送り、ここでもとのアナログ信号（あるいはパルス幅
変調信号）に変換され、これを増幅して陰極線管の変調
電極（G1）に印加する。かかるラインメモリー回路は時
間軸変換のために用いられるものである。

以上のような構成で忠実なカラー画像を表示しようとす
ると、電子ビームが入射している色螢光体と対応した色
の変調信号がG1電極13に加えられるべきであるが、それ
について以下に説明する。

第７図は従来例におけるカラー画像表示装置の要部構成
図である。第７図において100は平板形カラー陰極線管
であり、内部電極構成は第３図と同一であるが、画像表
示部101Aの他にインデックス領域部101Bが設けられてい
る。インデックス領域部101Bには第８図に示すように、
画像表示部101AのR,G,Bストライプ状螢光体121のくり返
しピッチの2/3のピッチでブラック122を介してインデッ
クス螢光体120が設けられている。インデックス螢光体1
20としてはR,G,Bいずれかの螢光体であっても良く、ま
た上記螢光体の発光波長と異なる螢光体を用いてもよ
い。さらに画像表示部101Aの色螢光体の配列はＢがＲと
Ｇの間にくるようにし、１水平ブロック内に含まれる螢
光体のトリオ数（R,G,B螢光体１組のことを１トリオと
呼ぶ）が偶数の場合、第８図〔Ａ〕に示すように各水平
ブロックの境界に対応してインデックス領域のブラック
122がくるようにインデックス螢光体120が配置され、奇
数の場合は同図〔Ｂ〕に示すように各水平ブロックの境
界123に対応してインデックス螢光体120とブラック122
が接するように配列される。かつインデックス螢光体12
0はいずれの場合も１水平ブロック幅よりも広い領域ま
で形成されている。

該インデックス領域部101Bは常に一定の直流ビームで走
査され、その発光は光電変換素子102によって受光さ
れ、その出力は増幅器107で増幅される。第９図には以
後の信号処理回路系での各部の出力信号波形を第７図と
同じ番号にＳを付して示す。よって増幅器107の出力信
号波形を同図107Sとして示している。なお同図において
矢印Ｘ方向はビームの水平走査方向を、X₀は走査開始点
を示す。

増幅器出力信号107Sの一部は、例えばバンドパスフィル
ターとリミッター回路で構成される波形整形回路108で
整形され、その出力信号108Sを得る。ここで特にフィル
ター回路で信号遅延が生じ、その遅延時間をΔτ_１とし
て示す。また増幅器出力107Sの一部はスタート検出回路
109に入る。ここでは増幅器出力107の出力信号107Sのイ
ンデックス信号でない期間にも外来雑音等が入るためイ
ンデックス信号の正確なスタート位置を検出し、これを
もとに2/3分周器110の分周スタート信号109Sを作る。該
スタート信号109Sが入ることにより2/3分周器110では信
号108Sを分周し、信号110Sを得る。この2/3分周器出力1
10Sはカラートリプレット周波数（R,G,B各色螢光体のく
り返し周波数）となる。この信号は後述のメモリーへの
書き込み，読出し時の基準信号となる。

一方、画像表示部101Aの斜線を施した１水平ブロックの
み、一定電流の直流ビームで走査し、Ｂの螢光体からの
波長の光のみを通過させるフィルター103を通して光電
変換素子104で受け、信号104Sを得る。この時、Ｂの螢
光体を走査するビームのタイミングを取ることに限定す
るものではなく、Ｒ、あるいはＧでもよいが、螢光体の
残光特性の点からＢが一番S/Nの良い信号が得られる。
この光電変換素子出力104Sは前記波形整形回路108と基
本的に同様の構成をした波形整形回路105で波形整形さ
れて、出力信号105Sとなる。この信号も同様に波形整形
回路105で遅延をうける。

メモリー回路106にまず信号を書き込む時には、スイッ
チ112を2/3分周器側に接続して、2/3分周器110からの出
力信号110Sと波形整形回路105からの出力信号105Sを入
力し、信号110Sの立上り時から信号105Sの立上りまでの
各時間t₁,t₂,t₃,……を計測し、これをメモリー回路106
の所定の番地に書き込む。以上のようにして、１水平ブ
ロックの各ビームの水平走査によって得られるＢ螢光体
をビームが走査するタイミング信号をメモリーすること
ができる。

同様に、他の水平ブロックについても行ない、平板形カ
ラー陰極線管全画面のＢ螢光体を走査するビームのタイ
ミング信号をメモリーする。

このようにして、タイミング信号がメモリーされた後、
第７図の点線枠内の部分は除去され、実際にカラー画像
を表示する動作に移る。なお、メモリー回路にメモリー
された信号はその後、電源が切られてもメモリー状態が
保持されるようにする。

インデックス領域部101Bは、この場合も常にビーム走査
され、メモリーへの書込み時と同様に2/3分周器110まで
の信号処理を行ない、その出力信号110Sを得る。この2/
3分周器出力信号110Sを基準にして、各水平ブロックの
対応する水平走査位置のメモリーされた信号を同時に読
出す。すなわち、2/3分周器出力信号の立上り時からt₁,
t₂,t₃……時間経過後に所定のパルス幅のタイミング制
御信号106Sを発生させ、これを３相パルス発生器113に
入力し、第９図の113Sに示す互いに位相の異なる３相の
パルスを発生させる。これらの３相パルス113Sはそれぞ
れゲート回路114に入力され、ゲート回路114に入ってく
る３原色信号E_R,E_G,E_Bをそれぞれゲートし、その出力を
加算することによってＲ→Ｇ→Ｂ→Ｒ……なる点順次色
信号となり、これを増幅して平板形カラー陰極線管100
のG1電極に印加する。メモリー回路106からの出力系統
は画像表示部101Aの水平ブロックの数と同数あるのは言
うまでもない。

ところで上記、メモリー回路106からの信号読出し時に
は波形整形回路108等での入出間で信号の時間遅延があ
るため、2/3分周器出力信号110Sによってメモリーされ
た信号を読出したのでは、実際にビームが各色螢光体を
走査している時刻に印加されるG1電極への信号は信号処
理系統全体の遅延時間Δτ（遅延回路111前の遅延時間
Δτ_１とそれ以後の遅延時間Δτ_２の和）だけ前に発生
したものであり、水平偏向の直線性が悪い時には色相変
化を来す。このために遅延時間Δτを実質０にする必要
があり、第７図に示すように、2/3分周器110からの出力
信号110Sを（t_H−Δτ）時間（t_H：水平走査時間）だけ
遅延回路111で遅延させる。すなわち画像のラスター歪
は隣接する水平走査線間では殆んどなく、したがってイ
ンデックス領域からの信号の角周波数と相対位相には強
い相関が成立するため、上記方式により時間遅延は実質
０となる。このようにスイッチ112を遅延回路111側に接
続して、遅延回路111の出力信号111Sによりメモリ回路1
06から信号t₁,t₂,t₃……を読出せば各電子ビームが色螢
光体を走査する時刻とG1に印加する色信号のタイミング
を合わせることができる。

発明が解決しようとする問題点ところが上述した従来の技術において、遅延回路111で
の遅延時間（t_H−Δτ）は固定されており、水平走査時
間t_Hが±Δt_Hだけ変化した場合を考えると、電子ビーム
が色螢光体を走査する時刻とG1に印加する色信号のタイ
ミングは、±Δt_Hだけずれてしまう。実際カラーテレビ
ジョンのオンエア映像信号を受像する場合にはt_Hの変動
はないと考えられるが、VTR,コンピュータ等の画像表示
に用いる場合、t_Hはμｓも変動する場合がある。したが
って後者の画像表示においては色ずれを生じて忠実な色
再現が行なえない。

問題点を解決するための手段画像表示領域外に設けたインデックス領域から得られる
基準信号をもとに、予め記憶しておいた画像表示領域を
走査するタイミング信号を読み出すに際して、基準信号
を遅延させる遅延手段の遅延量を水平走査時間値に対応
して変化させる。そのために、水平走査時間値に対応し
た電圧値を出力する検出手段と、その検出手段の出力を
周波数に変換する電圧−周波数変換手段とを設け、前記
電圧−周波数変換手段の出力周波数に対応して、遅延手
段の遅延量を制御できるよう構成する。

作用以上のような手段を設けることによって、基準信号を遅
延させる量を、水平走査時間の変動に対応して変化させ
ることができるため、画像表示領域において、電子ビー
ムが色螢光体を走査するタイミングと、G1電極に印加す
る色信号のタイミングを、水平走査時間が変動しても常
に一致させることができる。

実施例第１図は本発明の一実施例におけるカラー画像表示装置
の要部構成図である。第７図と同一部分には同一の記号
を付してあるので重複説明は省略する。本発明ではそれ
以外に、パルス幅調整回路130、鋸歯状波発生回路131、
サンプルホールド回路132、ローパスフィルタ133、電圧
制御発振器134からなる遅延時間制御回路が付加されて
いる。

次に、これらの回路動作を第２図の信号波形を参照して
説明する。第２図にはわかりやすくするため第９図に示
した信号波形107S,110S,111Sも重複して示す。なお動作
説明は、本発明の要点であるところの、スイッチ112を
遅延回路111側に接続して、メモリ回路106から信号を読
み出す場合のみに限る。パルス幅調整回路130に入力さ
れた水平駆動パルス（HD）は、単安定マルチバイブレー
タ等によって一定のパルス幅となるように調整される。
これは映像信号源からのHDのパルス幅が機器によって異
なるのを一定値に揃えるためである。得られたパルス信
号130Sを鋸歯状波発生回路131で積分すると鋸歯状波信
号131Sが得られる。この鋸歯状波信号のピーク値を、HD
パルスによってサンプルホールド回路132でサンプル
し、ホールドすると、132Sの如き波形が得られる。この
信号をローパスフィルタ133を通して電圧制御発振器134
に加えることにより、電圧制御発振器の発振周波数_ｃ
が決められる。この発振出力（図示せず）を、例えばア
ナログシフトレジスタとしてCCD（電荷結合素子）を用
いた遅延回路111のクロックとすれば、遅延時間はクロ
ック周波数ｆ_ｃを変化させることによって可変とな
り、すなわち水平駆動パルスの周期（水平走査時間）t_H
によって遅延回路111の遅延時間を制御できることにな
る。いま、水平走査時間t_Hが、t_H±Δt_Hに変化したとす
れば、遅延回路111で遅延すべき時間は、（t_H‐Δτ）
±Δt_H（Δτ：信号処理系全体の遅延時間）となればよ
く、電圧制御発振器134の電圧−周波数特性は、遅延回
路111のCCDのシフト段数との関係から、適当な感度とな
るように決めておけばよい。

このように水平走査時間が変化した量を検出して、基準
信号の遅延量をそれに追従して変化させることにより常
に基準信号111Sのスタート位置と、インデックス信号10
7Sのスタート位置の位相差が一定になるようにすること
ができ、電子ビームが色螢光体を走査する時刻とG1電極
に印加する色信号のタイミングを一致させることができ
る。

発明の効果本発明によれば、電子ビームが色螢光体を走査する時刻
とG1電極に印加する色信号のタイミングを、水平走査時
間が変化した場合でも常に一致させることができ、色ず
れのない忠実な色画像再現が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるカラー画像表示装置
の要部構成を示すブロック図、第２図は第１図における
各ブロックの出力信号波形を示す波形図、第３図は平板
形カラー陰極線管の斜視図、第４図(A)及び(B)は各々そ
の水平および垂直断面図、第５図(A),(B)は垂直走査の
説明図、第６図は平板形陰極線管の映像信号処理系統
図、第７図は従来例におけるカラー画像表示装置の要部
構成を示すブロック図、第８図は第７図の平板形カラー
陰極線管の螢光面構成図、第９図は第７図の各ブロック
の出力信号形を示す波形図である。 10……線状カソード、12……垂直走査電極、13……G1変
調電極、14……G2電極、15……G3電極、16……G4電極、
17,18……垂直偏向電極、19,20,21……水平偏向電極、2
7……螢光面、100……平板形カラー陰極線管、101A……
画像表示領域、101B……インデックス領域、102,104…
…光電変換素子、103……フィルタ、105,108……波形整
形回路、106……メモリ回路、107……増幅器、109……
スタート検出回路、110……2/3分周器、111……遅延回
路、113……３相パルス発生器、114……ゲート回路、11
5……加算回路、116……増幅器、120……インデックス
螢光体、121……R,G,B原色螢光体、130……パルス幅調
整回路、131……鋸歯状波発生回路、132……サンプルホ
ールド回路、133……ローパスフィルタ、134……電圧制
御発振器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺正則大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−172893（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−156092（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−57386（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−94283（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも赤、緑、青の３原色蛍光体が、
水平方向にブラック領域を介して繰り返し順次配列され
た画像表示領域と、前記画像表示領域外にインデックス
蛍光体が配列されたインデックス領域とで構成された、
電子ビームの射突によって発光する発光手段と、前記インデックス領域を走査する第１の電子ビームを生
成する第１の電子ビーム発生手段と、前記画像表示領域
を走査する第２の電子ビームを生成する第２の電子ビー
ム発生手段と、前記第２の電子ビームを映像信号によっ
て変調する電子ビーム変調手段と、前記インデックス領域の発光を光電変換素子で検出し
て、基準信号を発生させる手段と、前記画像表示領域の発光を光電変換素子で検出して、前
記各色蛍光体上を前記第２の電子ビームが走査するタイ
ミングを示すタイミング信号を発生させる手段と、前記第１及び第２の電子ビームを同期させて走査して、
前記基準信号と前記タイミング信号との位相差を記憶す
る記憶手段と、画像表示に際して、表示する映像信号の水平同期信号か
ら得た水平走査時間値に対応した電圧値を出力する走査
時間検出手段と、前記走査時間検出手段の出力を周波数に変換する変換手
段と、前記交換手段の出力周波数に対応して前記基準信号の遅
延時間を制御する基準信号遅延手段と、前記基準信号遅延手段の出力である遅延された基準信号
を基に、前記記憶手段に記憶された位相差を読みだして
タイミング制御信号を作り、前記タイミング制御信号に
よって前記映像信号を前記電子ビーム変調手段に印加す
る時刻を制御する手段を具備したことを特徴とするカラ
ー画像表示装置。