JPH074015B2 - カラ−画像表示装置 - Google Patents

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の駆動方法に関
するものである。

従来の技術 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、個々の該電極に映像信号を印加してビーム変調を
行う第１グリッド電極（以下G1）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）14、第３グリッド（以下G3）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）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図に水平方向断面を、
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1
7,18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）19、第２水平偏向電極（以下DH−
２）20、第３水平偏向電極（以下DH−３）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22,2
3,24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Ｇ、青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）に向かっ
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G1,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→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）、DH−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同期の
鋸歯状波、三角波、あるいは段階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、線状
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17,1
8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
回路45に入力される。第２のラインメモリ回路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（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回路は時間軸変換のた
めに用いられるものである。

以上説明した水平走査、垂直走査およびビーム変調方法
により、画像を表示する平板形陰極線管において、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
している色螢光体に対応した色の変調信号が、ビーム変
調電極に印加されなければならない。その方法として、
本出願人は、先にインデックス信号をもとに色変調信号
を印加するタイミングを知る方法を提案した。インデッ
クス信号を得る方法としては、第７図に示すように、有
効画面領域貨のフェースプレート上に、インデックス螢
光体を塗布したインデックス領域51を設けその発光を光
電変換素子５差で電気信号に変換する方法がある。第８
図に示すように、インデックス螢光体74は、有効画面領
域の色螢光体73との相対位置が所定の関係になるように
塗布されており、有効画面領域と同様のビーム水平走査
を行うことによって発光させる。この発光を、第７図に
示すフェースプレートの前面に置かれた光電変換素子53
によって電気信号に変換し、波形整形、分周等の処理を
行って、インデックス信号とする。

一方、有効画面領域の青（Ｂ）螢光体の発光を、同様に
フェスプレートの前面に置かれた別の光電変換素子54に
よって電気信号に変換し、波形整形を行って、Ｂ色螢光
体の位置信号とする。ここでＢ螢光体の発光を受光した
のは、短残光の発光であることにより、応答速度の速い
信号が得られるからである。

こうして得られたインデックス信号イとＢ位置信号ロの
位相関係は、陰極線管の組み立て精度が良好であれば、
第８図の波形図に示すような関係となる。そこで、イン
デックス信号イの各立ち上がり部分からＢ位置信号ロの
各立ち上がり部分までの時間差t₁,t₂，…を計測し、こ
れをメモリ56に記憶する。この作業を色変調信号を加え
ない状態で、あらかじめ有効画面領域全体にわたって行
う。そして、実際に画像表示するときには、インデック
ス信号イの各立ち上がり部分から、メモリ56に記憶させ
ておいた時間だけ経過した時点をＢ色信号を印加するタ
イミングとする。また、R,G色信号については、このタ
イミング信号を３逓倍することによって印加タイミング
を得ることができる。

以上のようにして、電子ビームが入射している色螢光体
と対応した色変調信号がG1電極に印加されて、忠実なカ
ラー画像表示が行われる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、インデックス信号イとＢ位置信号ロの位相関
係は、陰極線管の組み立て精度の状況によって、必ずし
も第７図下方に示した関係になるとはいえない。例えば
第８図に示すように、電子ビームの水平走査開始位置
が、有効画面領域とインデックス領域のどちらでも１で
示す点で一致していれば、インデックス信号イの最初の
パルスI₀には、Ｂ位置信号の最初のパルスB₀が正しく対
応する。しかし、水平走査開始位置が２で示す点のよう
に、有効画面領域とインデックス領域とで、相対的にず
れた場合、インデックス信号イのパルスI₀には、Ｂ位置
信号ロのパルスB₀が対応せず、B₁が対応しメモリされて
しまう。したがって、ビームB₀の位置を照射するときに
変調電極に印加される色変調信号のタイミングは、本来
B₁の位置に対応するべきタイミングとなり、水平偏向の
直線性が悪ければ、色ずれを生じることになる。

問題点を解決するための手段 本発明は、以上のような問題点を解決するもので、イン
デックス信号を１水平走査期間分のみ記憶させるメモリ
を設け、そこに記憶された信号を、毎水平走査期間に読
み出して、有効画面全体の色変調信号の印加タイミング
を得るための共通のインデックス信号とするものであ
る。

作用 上述した手段をとることによって、有効画面領域とイン
デックス領域とで、ビームの水平走査開始位置がずれ
て、インデックス信号とＢ位置信号の位相対応がつかな
い場合でも、記憶されたインデックス信号の読み出しタ
イミングを変化させられるため、インデックス信号の位
相を、Ｂ位置信号の位相と正しく対応させることができ
る。したがって、インデックス信号とＢ位置信号の位相
差は、常に正しく計測，記憶され、ビームが螢光体を照
射する位置と色変調信号の印加タイミングを正しく一致
させることができる。

実 施 例 本発明の一実施例を、第１図と第２図を用いて説明す
る。

インデックス領域からのインデックス螢光体の発光は、
光電変換素子53によって電気信号に変換され、増幅回路
60で増幅された後、波形整形・分周回路61で矩形波に整
形されて2/3分周した周波数に変換される。このように
変換された信号をインデックス・メモリ62に、ある１水
平走査期間1H分だけ記憶する。該記憶されたインデック
ス信号は、毎水平走査期間に読み出され、位相差計測回
路55に入力される。一方、青Ｂ螢光体の発光も、光電変
換され、増幅および波形整形されて、Ｂ位置信号として
位相差計測回路55に入力される。そして、従来例で述べ
た如く、両者の位相差が計測されてメモリ56に記憶され
る。

ところで、インデックス信号のインデックス・メモリ62
への書き込み・読み出しを制御するのは、書き込み・読
み出し（W/R）制御回路63である。該制御回路につい
て、第２図に詳細を示した。書き込み時には、水平駆動
パルス（H,D）を基準にしたある1H期間のみHighまたはL
owになるゲートパルスを、書き込みゲートパルス発生回
路70で生成する。該ゲートパルスによってスイッチ73を
閉じて、インデックス信号をインデックス・メモリ62に
導く。そして、クロック・ジェネレータ64とアドレス・
カウンタ72で生成されるアドレスに従って、インデック
ス信号が1H期間分だけディジタル値として記憶される。
インデックス・メモリ62は、もちろんアナログ・メモリ
であってもかまわない。また、クロック・ジュネレータ
64は、PLL等でH,D周波数を逓倍すればよい。次に、読み
出し時について説明する。この時、インデックス信号の
読み出しタイミングは、書き込み時と同様にHDパルスを
基準として決められる。読み出し位相調整回路71は、こ
のタイミングを調整する回路であり、例えば、２個の単
安定マルチバイブレータで構成することができる。すな
わち、１個目の単安定マルチバイブレータで、HDパルス
からの遅延時間を決定し、その出力パルスで２個目の単
安定マルチバイブレータを駆動して、インデックス信号
読み出しゲートパルスを発生させる。このゲートパルス
の期間中だけ、アドレス・カウンタ72は、インデックス
メモリ62へアドレスを供給し、インデックス信号を読み
出す。従って上述した１個目の単安定マルチバイブレー
タの出力パルス幅を、可変抵抗器によって変化させられ
るようにしておけば、インデックス・メモリ62から読み
出されるインデックス信号を、HDパルスを基準として1H
以内で自由な位相タイミングに設定できることになる。
そして、該インデックス信号の位相タイミングを全有効
画面領域中の最も位相の進んだＢ位置信号よりもさらに
進めた位置に設定すれば、両者の位相差は、常に正しく
計測され記憶されることになる。

発明の効果 以上述べたように、インデックス信号を記憶保持してお
き、毎水平走査期間内の自由な位相タイミングで、該イ
ンデックス信号を読み出す手段を設けることによって、
位相差計測時のインデックス信号とＢ位置信号の位相を
常に正しく対応させることが可能となる。その結果、両
者の位相対応をばらつかせる主要因である平板形陰極線
管の組み立て精度による影響をなくすることができ、ま
た、組み立て精度の厳しさを軽減することにもなり、コ
ストダウンにつながる。

【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
のインデックス処理部の構成図、第２図は第１図の細部
を説明するための構成図、第３図は本出願人による先行
技術である平板形陰極線管の斜視図、第４図（Ａ），
（Ｂ）はその水平および垂直断面図、第５図（ａ），
（ｂ）は垂直走査説明図、第６図はカラー画像表示装置
の信号処理系統図、第７図（ａ），（ｂ）は本インデッ
クス方式の基本原理を説明するための図、第８図は平板
形陰極線管の螢光面構成図とインデックス信号とＢ位置
信号の位相対応を説明するための波形図である。 50……平板形陰極線管、51……インデックス領域、52…
…有効画面領域、53,54……光電変換素子、56……メモ
リ、62……インデックス・メモリ、63……W/R制御回
路、70……書き込みゲートパルス発生回路、71……読み
出し位相調整回路。

フロントページの続き (72)発明者 野々村 欽造 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59−156092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−57386（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−94283（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   記各色蛍光体上を電子ビームが走査する際のパルス状の
   タイミング信号を得る手段と、 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
   パルス状のインデックス信号を発生させる手段と、 前記インデックス信号のうちのある１水平走査期間分の
   インデックス信号を記憶するインデックス記憶手段と、 毎水平走査期間に水平同期信号を基準として、前記イン
   デックス記憶手段に記憶されたインデックス信号を読み
   出す位相を制御する位相制御手段と、 前記第１及び第２の電子ビームを同期させて走査して、
   前記位相制御されたインデックス信号と前記タイミング
   信号との位相差を記憶させた位相差記憶手段と、 画像表示に際して、前記位相制御されたインデックス信
   号を基に、前記位相差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。