JPH087543B2

JPH087543B2 - カラー画像表示装置

Info

Publication number: JPH087543B2
Application number: JP29659987A
Authority: JP
Inventors: 淳平橋口; 潔濱田; 欽造野々村; 雅幸高橋; 智北尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH01137292A

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ョン受像機、計算機の端末用ディス
プレイ等に用いるカラー画像表示装置に関する。

従来の技術本出願人の先行技術である平板形陰極線管として第５
図に示す構造のものがある。実際には真空外囲器（ガラ
ス容器）によって各電極を内蔵した形がとられるが、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
略してある。また画像、文字など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
れた垂直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
を挟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、かつ電気的に分離された水平方向に細長い垂直走査
電極12が配置される。

次に線状カソード10とフェースプレート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と垂直
走査電極12の交点に対応した部分に開孔を有する面状の
第１グリッド電極（以下G1）13、G1電極13と同様の開孔
を有する第２グリッド（以下G2）14、第３グリッド（以
下G3）15を配置する。G1,G2電極は線状カソード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
る電解とビーム発生電解とのシールド用である。

次にG4電極16が配置され、その開孔は垂直方向に比べ
水平方向に長い。G4電極16の後段には同様の開孔を持つ
２枚の垂直偏向電極17,18を配置している。第６図（AF
に第５図の水平方向断面を、同図（Ｂ）には垂直方向断
面を示す。同図に示すように該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に向
かって複数段設けられている。第５図には一例として３
段の場合を示し、各電極を第１水平偏向電極（以下DH
1）19、第２水平偏向電極（以下DH2）20、第３水平偏向
電極（以下G3）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。
これらの各水平偏向電極は偏向作用と共に水平集束作用
も兼ねている。フェースプレート部28の内面には蛍光面
27とメタルバック電極26とからなる発光層が形成されて
いる。蛍光面27には水平方向に順次赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍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簡単に説明す
る。線状カソード10に電流を流すことによりこれを加熱
し、垂直走査電極12、G1電極13にはカソード10とほぼ同
じ電位を印加する。このとき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位をG2電極14
に印加しておくと、G1,G2電極に向かってカソード10か
ら電子ビームが放出される。ここでビーム量を制御する
には線状カソード10あるいはG1電極13の電位を変えるこ
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の間に形成され
る静電レンズで垂直方向に集束され、水平方向にはDH1,
DH2,DH3の各々の間に形成される静電レンズで集束され
る。

一方、水平偏向はDH1（19）,DH2（20）,DH3（21）に
接続されている共通母線22、23、24に、水平走査周波数
の鋸歯状波、三角波等を印加することにより行われる。

また、垂直走査については次のように行われる（第７
図参照）。線状カソード10からの電子ビームの放出は、
カソードを取り囲む空間電位を線状カソード10の電位よ
りも正あるいは負とすることによって制御できる。すな
わち、垂直走査電極12の電位をビーム放出（以下ON）、
または遮断（以下OFF）となる電位に切り替えることに
より制御することがきる。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17、18に所定の偏向電圧を
１フィールド期間印加し、垂直走査電極12Aに１水平走
査期間（以下1H）のみビームON電圧を印加し、その他の
垂直走査電極にはビームOFF電圧を印加する。1H経過
後、垂直走査電極12Bにのみ1HビームON電圧を、以下順
次垂直走査電極に1HビームON電圧を印加し、画面下部の
12Zが終了すれば最初の１フィールドの垂直走査が完了
する。次の第２フィールド目は、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に印加するビームON電
圧は第１フィールド目と同様に行う。このとき、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フィールドの水平走査線が位置するように、垂
直偏向電極17、18に印加する偏向電圧の振幅を調整すれ
ば、インターレースが行える。

次に上記平板形陰極線管のビーム変調電極に、映像信
号を印加するための信号処理方法について第８図を用い
て説明する。まず、同期信号入力端子42から入力したデ
レビ同期信号をもとに、タイミングパルス発生器44で後
述の回路ブロックを駆動するためのタイミングパルスを
発生させる。あらかじめ復調されたR,G,Bの３原色信号E
_R,E_G,E_Bを、タイミングパルスによってA/Dコンバータ43
でディジタル信号に変換し、1H間の信号を第１のライン
メモリ45に記憶する。1H間の信号が全て記憶されたらそ
の信号を第２のラインメモリ46に転送し、次の1H間の信
号を更に第１のラインメモリ45に記憶する。第２のライ
ンメモリ46に転送された信号は1H間記憶され、その間に
D/Aコンバータ47で元のアナログ信号に変換され、この
信号を増幅して陰極線管のビーム変調電極に印加する。

ところで、本平板形陰極線管においてカラー画像を表
示するためには、電子ビームがR,G,Bの各色蛍光体を衝
撃するタイミングと、陰極線管のビーム変調電極に色変
調信号を印加するタイミングとを正確に一致させる必要
がある。本出願人は先にインデックス方式によりこれを
実現する方法を示した。この方式は基本的に第９図に示
すように構成して実現できる。

第９図において平板形陰極線管50から得るインデック
ス信号は、蛍光面に特別に配置して塗布した蛍光体の発
光からでも、あるいは画像表示領域に塗布されたR,G,B
蛍光体のいずれかの発光からでも光学的に得ることがで
きる。またビーム電流を電気的に検出する方法でもよ
い。光学的に得る場合、蛍光面を無変調の電子ビームで
走査して得られるパルス状の発光を光電変換素子51で電
気信号に変換し、増幅した後波形成形回路54によって矩
形波状の信号に整形する。この信号を更に波形メモリあ
るいはCCD遅延素子等の位相可変手段55を通した後イン
デックス信号とする。

一方、蛍光面の画像表示領域を無変調のビームによっ
て全面走査し、R,G,Bのいずれかの蛍光体のパルス状の
発光を光電変換素子56によって受光して電気信号に変換
し、増幅してバンドパスフィルタ（BPF）58を通した後
波形整形してビーム位置信号とする。

このようにして得られたインデックス信号とビーム位
置信号の位相関係を、第10図に示すように適当な位相差
が生じる位置にインデックス信号の位相を位相可変回路
55によって変化させて配置し、インデックス信号のパル
ス立ち上がりからビーム位置信号のパルス立ち上がりま
での時間差t₁,t₂,t₃・・・を位相差計測回路60によって
計測し、ディジタルデータとしてメモリ61に記憶する。
この操作を各走査線毎に画像表示領域の全面にわたって
行うと、画像表示領域の全面にわたってビームが蛍光体
の各ストライプを衝撃するタイミングが得られる。従っ
て、実際の画像表示を行うときは、先にメモリ61に記憶
した時間差のデータt₁,t₂,t₃・・・をインデックス信号
を基準として各走査線毎に順次読み出し、各々の時間差
t₁,t₂,t₃・・・が経過した時刻、即ちビームが蛍光体の
各ストライプを衝撃するタイミングに、予め復調して映
像信号処理回路63の1Hメモリに用意されたR,G,Bの各色
信号を順次ビーム変調電極に印加することによってカラ
ー画像を表示できる。

発明が解決しようとする問題点上述したインデックス方式において、光電変換素子56
からビーム変調信号の増幅器64に至る光学系および回路
系で、信号の位相に非線形の歪を生じる場合がある。例
えばバンドパスフィルタ58は、１水平走査期間の最初と
最後の近傍で、ビーム位置信号の位相に歪を生じさせ
る。この歪をフィルタの特性で解消することは容易でな
く、本平至形陰極線管の場合、方式的に複数本のカソー
ドが各々画像表示領域を水平方向に分割した形で受け持
っているため、その画像の継目部分に影響が大きく現れ
る。即ち、計測された時間差のデータが歪を含んでいる
ため、ビームの蛍光体衝撃タイミングと、ビーム変調電
極への色信号の印加タイミングとが正確に合致せず、い
わゆるビームのミスランディングを生じ、各画像表示領
域の水平偏向の中心部分と、周辺部分即ち画像の継目部
分とで、色度あるいは輝度の差が生じてしまう。

問題点を解決するための手段赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３原色蛍光体が水平方向
に繰り返し塗布された蛍光面を、電子ビームによって走
査発光させる画像表示素子に対し、前記画像表示素子か
ら得られる特定の信号を基準にして、ビームが蛍光体を
衝撃するタイミングを知って記憶する第１の記憶手段
と、第１の記憶手段に記憶したデータを基に前記画像表
示素子を制御し発光させる手段と、前記制御された発光
を受光して発光タイミングを知って記憶する第２の記憶
手段と、第１の記憶手段と第２の記憶手段の記憶データ
を比較演算する手段と、前記比較演算した結果のデータ
を第１の記憶手段あるいは第２の記憶手段のデータに加
算する手段とを用いてビームを制御する。

作用上記第１の記憶手段と第２の記憶手段のデータとを比
較計算して得られた誤差データは、問題点の項で説明し
た光学系および回路系での位相歪に相当するものであ
り、この誤差データを第１の記憶手段あるいは第２の記
憶手段のデータに加算することによって、即ち位相歪を
除去できることになり、ビームが各蛍光体を衝撃するタ
イミングと各色信号をビーム変調電極に印加するタイミ
ングとを正確に合致させることが可能となる。

実施例本発明の一実施例について第１図及び第２図を用いて
説明する。第１図は本発明のカラー画像表示装置のカラ
ー画像再生のための要部構成図である。第２図は色信号
をビーム変調電極に印加するタイミングを与えるパルス
信号（ａ）、その色信号によって発光する蛍光体の発光
スポット（ｂ）、及び発光を受光して光電変換した信号
（ｃ）を示している。

平至形陰極線管50からビームインデックス信号を得る
には、画像表示領域或はその領域外の蛍光体発光から光
学的に得る方法と、例えば蛍光面に設けた分割状のビー
ム検出電極から電気的に得る方法とが考えられる。本実
施例では従来例と同様に光学的に得る場合について説明
する。

インデックス信号とビーム位置信号を蛍光体発光から
得て、両信号の位相差を位相差計測回路60で計測してデ
ィジタルデータ１としてメモリ61に記憶する操作は従来
の技術と同様である。次に、こうして得られたデータ１
を基に無変調の色信号をビーム変調電極に印加して蛍光
体の例えばＢ（青）単色のみを発光させる。このとき各
発光スポットに対応する色信号印加タイミングは、問題
点として述べたようにビーム位置信号の検出系のもつ位
相歪によって、第２図から第４図の（ａ）のパルス波形
で示すように時間的なバラツキを生じる。従って発光ス
ポットは第２図から第４図の（ｂ）に示すように蛍光体
上で空間的なバラツキを生じる。このとき各々の発光を
受光した信号波形は蛍光体の残光特性や周波数特性等を
含めて第２図から第４図の（ｃ）のように表わせる。こ
れらのうち、各発光スポットの発光開始タイミングが正
確に得られるのは第４図の場合であるから、全発光スポ
ットのうち時間的に最も早く発光するスポットが、第４
図（ｂ）に示す位置にあるようにインデックス信号の位
相を位相可変回路55によって全体的にシフトさせる。こ
うすることによって全発光スポットの発光開始タイミン
グを正確に捕らえることが可能となり、このときに得ら
れる各スポットの受光信号を再度ビーム位置信号とし、
インデックス信号との位相差を位相差計測回路60によっ
て再度計測して、データ２としてメモリ66に記憶する。

例えばインデックス信号と、本来ビーム変調電極に色
信号を印加すべきタイミングとの真の位相差がt₁である
とき、光学系および回路系での位相歪の量がτ_１であっ
たとすれば、データ１としてt₁＋τ_１なる値がメモリ１
に記憶されている。従って再度計測したデータ２として
はt₁＋２τ_１＋αがメモリ２に記憶されることになる。
ここでαは上述した中で、Ｂ蛍光体の発光開始タイミン
グが正確に得られるように、全発光スポットの位置をイ
ンデックス信号の位相をシフトすることによって一様に
調整した分の値である。記憶されたデータ１、データ２
を例えばパーソナルコンピュータ67によって読み出し、
（データ２）−（データ１）なる演算を行うと、τ_１＋
αが得られる。この値をデータ１から１回差し引いてや
るか、あるいはデータ２から２回差し引いてやると、t₁
−αなる値が得られるのでこの値を新たにデータ１とし
てメモリ１に記憶し直す。この演算及び操作を行えば、
光学系及び回路系での位相歪τ_１を含まないデータが得
られ、正確な色信号印加タイミングが記憶されることに
なる。αについてはインデックス信号の位相を全体的に
αだけ調整することによって容易に除去できる。

以上の操作を画像表示領域の全Ｂ蛍光体の発光スポッ
トについて行えば、ビームが蛍光体を衝撃するタイミン
グと、色信号印加タイミングとを画像表示領域の全面に
わたって正確に合致させることができる。Ｂ以外のR,G
蛍光体については、色信号印加タイミング発生回路62
で、上で得られたＢ色信号印加タイミングパルスの各周
期を３等分することによって得ることができる。

発明の効果本発明によれば、従来の技術によって残留していたビ
ームの蛍光体衝撃タイミングと色信号印加タイミングの
ずれを、完全になくすことが可能であり、画像表示領域
の全面にわたって均一な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるカラー画像表示のため
の要部の構成を示すブロック図、第２図〜第４図は色信
号印加タイミングパルスと蛍光体の蛍光スポット及びそ
の受光信号波形の関係を示す図、第５図は平板形陰極線
管の斜視図、第６図ＡおよびＢは各々その水平および垂
直断面図、第７図は垂直走査の説明図、第８図は映像信
号処理の説明図、第９図は従来のカラー画像表示のため
の要部構成を示すブロック図、第10図は従来の色信号の
印加タイミングを得る方法を説明するための信号波形図
である。 10……線状カソード、12……垂直走査電極、17、18……
垂直偏向電極、19、20、21……水平偏向電極、27……蛍
光面、50……平板形陰極線管、55……位相可変回路、56
……光電変換素子、58……バンドパスフィルタ（BP
F）、59……波形整形回路、60……位相差計測回路、6
1、66……メモリ、67……パーソナルコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋雅幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者北尾智大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３原色蛍光体
あるいは他の複数色の蛍光体が水平方向に繰り返し塗布
された蛍光面を、電子ビームによって走査発光させる画
像表示素子を有し、前記画像表示素子から得られる特定
の信号を基準にして、ビームが蛍光体を衝撃するタイミ
ングを知って記憶する第１の記憶手段と、第１の記憶手
段に記憶したデータを基に前記画像表示素子を制御し発
光させる手段と、前記制御された発光を受光して発光タ
イミングを知って記憶する第２の記憶手段と、第１の記
憶手段と第２の記憶手段の記憶データを比較演算する手
段と、前記比較演算した結果のデータを第１の記憶手段
あるいは第２の記憶手段のデータに加算する手段とを用
いてビームを制御することを特徴とするカラー画像表示
装置。