JPH10513331A - 陰極線管を有する像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 陰極線管を含む像表示装置（１）は複数の電子ビーム（３）の放出用陰極システム（２）が設けられ、この電子ビームによって蛍光スクリーン（４）が像を表示するため走査される。電子ビームはカソード変調器（５）を用いて電子像信号に基づいて変調される。カソード変調器は別個の電子ビームを用いて異なる画像ラインを同時に走査するため設けられている。例えば、カソード変調器は、電子像信号の画像ライン部から伸張された画像ライン部を得る伸張システム（７）及び伸張され遅延された画像ライン部を得る遅延システム（８）とからなる。カソード変調器は、別個の電子ビームを変調するため用いられる伸張された画像ライン部及び遅延された画像ライン部を同時に供給する合成ユニット（９）を更に有する。

Description

【発明の詳細な説明】 陰極線管を有する像表示装置 本発明は複数の電子ビームの放出用陰極システムと、上記陰極システムと対向 して配置された蛍光スクリーンと、電子像信号に基づいて上記電子ビームを変調 するカソード変調器と、上記電子ビームを用いて上記蛍光スクリーンを走査する 偏向システムとからなる、像表示装置に関する。更に、本発明は、かかる像表示 装置を含むＸ線検査装置に関する。 上記の種類の像表示装置は、英国特許出願第GB 2 227 911号によって公知であ る。 小さな部分のディテールを表示された像中に適切に可視化させる必要がある状 況では、像を高輝度で表示するだけではなく、像表示装置が高空間解像度を有す ることが重要である。 従来の像表示装置のカソード変調器は、電子源により放出された電子ビームの 強度を変調する機能を有する。変調は電子像信号に基づいて行われ、その結果と して、蛍光スクリーン内に電子ビームは、電子像信号中の像情報を表わす輝度変 化を伴う光を生成する。従来の像表示装置のカソード変調器は、蛍光スクリーン 上の実質的に同じ位置で間断なく２回ずつ光を発生させるため個別の電子ビーム を利用するよう配置されている。２個の電子ビームが同一像を間断なく２回発生 させるので、像が蛍光スクリーンに高輝度で表示されるとき、蛍光体の過負荷が 回避される。引用文献には、単一の電子ビームの代わりに別個の電子ビームを用 いることにより、正確な偏向が不可能になる程に電子ビームの強度を高くさせな くても、表示された像に高輝度が得られる利点が指摘されている。従来の像表示 装置が高輝度の像の鮮明な表示が可能であるとしても、像表示装置の空間解像度 は増強されない。 本発明の目的は、従来の像表示装置よりも高い空間解像度を有する像表示装置 を提供することである。 上記の目的は、上記カソード変調器が個々の電子ビームを別個に変調するよう 設けられ、偏向システム（６）が蛍光スクリーン（４）上の画像ラインの少なく とも個々の部分を走査するよう設けられていることを特徴とする本発明による像 表示装置を用いることによって達成される。 電子像信号は多数の連続的な画像ライン部により構成され、各画像ライン部は 画像ラインに関係する。各画像ラインは多数の画素、例えば、２，０００個の画 素を含み、像は多数の画像ライン、例えば、２，０００本の画像ラインを含む。 画像ラインの本数及び１画像ライン当たりの画素数は、電子像信号の空間解像度 を表わす。カソード変調器は各電子ビームを別個に変調し、蛍光スクリーン上の 別個の画像ラインはその電子ビームによって走査される。別個の電子ビームは蛍 光スクリーン上に別個の画像ラインを実質的に同時に発生する。ある電子ビーム による蛍光スクリーン上のある画像ラインの走査は、別の電子ビームによる別の 画像ラインの走査と、一部又は完全に一致する。蛍光体は所定の残像又は残光を 有するので、上記のある画像ラインは、上記のある画像ラインの走査の終了後の 比較的短い時間間隔であるならば、適当に可視状態に維持される。上記の比較的 短い時間間隔の間に他の画像ラインの走査が一時的に継続されるが、妨害性のフ リッカを伴わない像を見ることが可能である。個々の画像ラインは、好ましくは 、像中のフリッカを最小限に抑えるべく実質的に同時に走査される。別個の高解 像度の像が蛍光スクリーンに実質的に同時に発生されるため、別個の画像ライン の走査のために比較的長い時間間隔が得られるので、個々の電子ビームの変調周 波数は電子像信号の変調周波数よりも低くても構わない。より多数の画像ライン が実質的に同時に走査されると共に、電子像信号のより小さい変調周波数の部分 が別個の電子ビームの変 調周波数として使用され得るが、それにもかかわらず、像は実質的に電子像信号 の解像度で表示される。高解像度の像を表示するため電子ビームを特に高い周波 数で変調する必要がないので、カソード変調器を制御するため比較的簡単、即ち 、低価格の電子部品を使用することが可能である。 更に、複数の画像ラインが実質的に同時に走査されるので、完全な像を表示す るため短い時間間隔しか必要とされない。同時に走査される画像ラインの本数が 増加すると共に、像を表示するため必要な時間が短くなる。従って、本発明の像 表示装置は、高解像度で妨害の無い像の系列を間断なく表示するため適当である 。 例えば、Ｎ本の多数の電子ビームを用いることにより、別個の画像ラインは、 モジュロＮで剰余１を有する画像ラインを第１の電子ビームを用いて走査し、モ ジュロＮで剰余２を有する全ての画像ラインを第２の電子ビームを用いて同時に 走査し、以下同様に続けることにより同時に走査される。この例では、電子像信 号の変調周波数よりも略Ｎ倍低い変調周波数が電子ビームのため使用される。更 に、蛍光スクリーンの走査のため単一の電子ビームだけを使用する場合と比較し て、略Ｎ倍が各画像ラインの走査のため利用される。蛍光スクリーンは数本の電 子ビームを用いて比較的遅く走査されるにもかかわらず、完全な像を表示するた め短い時間間隔しか必要とされない。 本発明による像表示装置の好ましい一実施例は、カソード変調器が電子像信号 の画像ライン部を伸張する伸張システムと、上記画像ライン部から伸張され遅延 された画像ライン部を得るため上記伸張システムと協働すべく設けられている遅 延システムと、上記伸張、遅延された画像ライン部及び上記伸張された画像ライ ン部を実質的に同時に供給する合成ユニットとからなることを特徴とする。 各画像ライン部は、像情報、例えば、当該画像ライン中の各画素の濃淡値又は カラー値を含む。従って、小さい部分の像ディテール と関係した像情報を含む電子像信号は、非常に高周波数、例えば、５００ＭＨｚ で変化する成分を含む。上記伸張システムは、画像ライン部から、同一像情報を 含むが実質的に遅く変化する伸張された画像ライン部を得る。上記伸張システム と共に、上記遅延システムは、カソード変調器に伸張され遅延された画像ライン 部を、伸張された画像ライン部と実質的に同時に供給する。 本発明による像表示装置の他の好ましい一実施例は、上記伸張システムがリピ ータユニットを伴うメモリにより構成されることを特徴とする。 別個の画像ライン部は上記メモリに記憶され、画素に関係する各信号振幅はリ ピータユニットにより繰り返され、これにより、各画素に対し等しい信号振幅の 繰り返しを伴う伸張された画像ライン部を形成する。信号振幅の繰り返し回数が 増加すると共に、画像ライン部はより長く伸張される。かくして、カソード変調 器は、簡単、即ち、低価格の部品を用いることにより伸張システムが設けられて いる。 本発明による像表示装置の好ましい他の実施例は、上記拡張システムが補間ユ ニットを伴うメモリにより構成されていることを特徴とする。 別個の画像ライン部は上記メモリに記憶され、記憶された画像ライン部の信号 振幅の中間値を有する信号振幅が補間ユニットを用いて挿入される。挿入された 信号振幅は、信号振幅が間に挿入される信号振幅から補間を用いて計算された値 を有する。挿入される補間された信号振幅の数が増加すると共に、画像ライン部 はより長く伸張される。補間ユニットは伸張された画像ライン部の信号レベルの 不自然な激しい変化を打ち消す。カソード変調器は、かくして、簡単、即ち、低 価格の部品を用いることにより伸張システムが設けられている。 本発明の像表示装置の他の好ましい実施例は、カソード変調器が 第１の電子ビームを用いて奇数番目の画像ラインを走査し、第２の電子ビームを 用いて偶数番目の画像ラインを走査するよう配置され、奇数番目の画像ラインと 偶数番目の画像ラインとが実質的に同時に走査されることを特徴とする。 奇数番目の画像ラインと偶数番目の画像ラインは蛍光スクリーン上で実質的に 同時に走査されるので、画像ラインが単一の電子ビームだけを用いて走査される 場合と比較して、別個の画像ラインの走査のため利用される時間間隔と同じ時間 の間に、完全な像が略２回表示される。更に、好ましくは、隣接する像が実質的 に同時に走査されるので、別個の電子ビームが蛍光スクリーン上の隣接した位置 に偏向される。これにより、偏向システムの制御が単純化される。 本発明による像表示装置は、特に、Ｘ線検査装置への使用に適当である。Ｘ線 検査装置は、Ｘ線像を形成すべくＸ線ビームにより検査を受ける患者を照射する Ｘ線源により構成される。Ｘ線検査装置は、Ｘ線像から電子像信号を得るＸ線検 出器を更に有する。高い診断性品質を備えたＸ線像の情報を表示するため、電子 像信号は本発明による像表示装置に供給される。Ｘ線像の像情報は、高解像度で 蛍光スクリーン上に表示されるので、小さい部分の像ディテールが非常によく見 分けられる。従って、高い診断性品質の像が得られる。例えば、検査を受ける患 者の解剖学的組織内の小さい偏りが蛍光スクリーン上の像中で適切に観察される 。 本発明の上記及び他の面は、以下の実施例の説明を参照することにより明らか になり、かつ、解明される。 図面において、 図１は本発明による像表示装置を概略図であり、 図２は本発明によるＸ線検査装置を概略図である。 図１には本発明による像表示装置が概略的に示される。陰極線管 ４０は真空エンベロープ４１からなる。２個の別個の電子源４３、４４からなる 陰極システム２は、真空エンベロープのネック４２に収容される。各電子源は、 電源ユニット４７に接続されたフィラメント４５、４６からなる。電子源４３及 び４４は電子ビーム３を放出し、電子ビームは、陰極システム２と対向して真空 エンベロープ４１の内面に設けられた蛍光スクリーン４を走査するよう偏向シス テムにより偏向される。偏向システム６は、制御ユニット４８の制御下で電流が 伝導される偏向コイルからなる。光は、蛍光体への電子ビームの吸収により蛍光 スクリーンに局部的に発生され、上記光は電子ビームの強度に依存した強度を有 する。電子源の陰極材料はフィラメント４５及び４６への電流の供給により加熱 され、その結果として、陰極材料は電子を放出する。陰極システムは、放出され た電子を電子ビームの形に形成する多数の電極を更に有する。電子ビームの通路 のための開口が電極に設けられている。陰極の前面には、電圧源６０によって約 ０．７ｋＶの陰極電圧が印加される加速電極５０が設けられる。グリッド５１は 、電子源４３及び４４と、加速電極５０との間に設けられる。電子源４３、４４ と、グリッド５１と、加速電極５０とは、３極管として動作し、電子ビームの強 度は、個々の電子源とグリッド５１との間の数十ボルトの小さい電圧差に基づい て制御される。陰極システムは、電子ビームを更に加速し蛍光スクリーン上に集 光させるため、約２５ｋＶの高圧を伝搬する集束電極５２及び陽極５３を更に有 する。励起のため、電極５０、５１、５２及び５３はバス６１を介して電圧源６ ０に接続される。上記の説明は、陰極システム２の比較的簡単な実施例に関係し ているが、例えば、必要に応じて電子ビームの特性を高めるため、より複雑な電 極の構成を陰極システムに使用してもよいことが当業者には明らかである。偏向 システムは、別個の電子ビームを用いて実質的に同時に蛍光スクリーン４上で異 なる画像ラインを走査するため設けられている。例えば、奇数番目の画像ライン はある電子 ビームを用いて走査され、一方、偶数番目の画像ラインは別の電子ビームを用い て走査される。 カソード変調器５は、電子像信号を別個の画像ライン部に分割する分割ユニッ ト７０を更に有する。電子像信号は、例えば、２，０００×２，０００画素によ り構成された高解像度像の像情報を含む。７６Ｈｚの像周波数（毎秒７６像）の 場合に、電子像信号は約１６０ｋＨｚのライン周波数を有し、電子像信号の帯域 幅は、好ましくは、約４００ＭＨｚ乃至５００ＭＨｚにまで達する。別個の画像 ライン部は、多数の伸張ユニット７１、７２、７３、７４からなる伸張システム ７に供給される。各伸張ユニットは、メモリユニット１５、１６、１７、１８と 、リピータユニット１９、２０、２１、２２とからなる。従って、伸張ユニット ７１は、メモリユニット１５とリピータユニット１９とにより構成される。第１ の画像ラインの画像ライン部は、分割ユニット７０により伸張ユニット７１に供 給される。画像ライン部の信号振幅は、輝度値、例えば、当該画像ライン内の画 素の濃淡値又はカラー値を表わす。信号振幅はメモリユニット１５に記憶され、 各信号振幅はリピータユニットを用いて繰り返される。画像ライン部自体と同一 の像情報を含み、より狭い帯域幅、例えば、２５０ＭＨｚを有する伸張された画 像ライン部が伸張ユニットの出力に生じる。同様に、分割ユニットは、第２、第 ３及び第４の画像ライン部を伸張ユニット７２、７３及び７４に夫々供給し、伸 張ユニットは、上記の第１の画像ライン部に対する画像ライン部の場合に説明し た方法と同様の方法で、画像ライン部から伸張された画像ライン部を得る。第２ の画像ライン部の伸張された画像ライン部は、スイッチングユニット８４を介し てカソード変調回路８６に供給される。カソード変調回路８６は、伸張された画 像ライン部に基づいて電子ビームを変調する。伸張された画像ライン部の帯域幅 は、電子像信号の帯域幅よりも遙かに狭いので、カソード変調回路は比較的簡単 、低価格の電子部品を用いて実現される。 電子像信号内で、第１の画像ライン部は第２の画像ライン部に先行する。遅延ユ ニット８１を用いることにより、伸張ユニット７１により供給された伸張された 画像ライン部は、電子源４３及び４４が、遅延ユニット８１を用いてスイッチン グユニット８３を介してカソード変調回路８５により電子源４３に供給された伸 張され遅延された画像ライン部と、カソード変調回路８６によって電子源４４に 供給された伸張された画像ライン部とによって実質的に同時に変調されるような 量で遅延される。その結果として、電子ビームは、蛍光スクリーン上で第１の画 像ラインと第２の画像ラインとを実質的に同時に走査する。 分割ユニット７０は、第３の画像ラインに対し伸張され遅延された画像ライン 部をスイッチングユニット８３に供給すべく遅延ユニット８２と協働する伸張ユ ニット７３に第３の画像ライン部を供給する。分割ユニット７０は、第４の画像 ライン部を伸張ユニット７３に供給し、第４の画像ラインの伸張された画像ライ ン部がスイッチングユニット８４を介してカソード変調回路８６に供給される。 遅延ユニット８２は、電子源４３及び４４が、第４の画像ラインの伸張された画 像ライン部と、伸張され遅延された画像ライン部とによって実質的に同時に変調 されるような程度まで、第３の画像ラインの画像ライン部を遅延させる。その結 果として、蛍光スクリーン上の第３及び第４の画像ラインは別個の電子ビームを 用いて実質的に同時に走査される。第３及び第４の画像ラインが走査されたとき 、カソード変調器は、第１及び第２の画像ライン部の場合と全く同様に、電子像 信号の第５及び第６の画像ライン部を処理する準備ができている。１画像ライン につき、分割ユニットは次の伸張ユニットに切り替わり、スイッチングユニット ８３及び８４は、１画像ラインおきに異なるカソード変調回路８５、８６に切り 替る。伸張された画像ライン部及び伸張され遅延された画像ライン部が遅れずに 正しい順序で当該カソード変調回路８５、８６に供給される ような態様で、分割ユニット７０と、スイッチングユニット８３及び８４との切 り替えが協働ユニット７５により制御される。電子像信号の画像ライン部の処理 は、かくして、完全な像が蛍光スクリーン上に表示されるまで繰り返される。約 １３ｍｓの間隔がかかる像の表示のため利用可能であり、引き続いて、必要に応 じて系列内の次の像を表示してもよい。 伸張ユニットには、リピータユニットの代わりに補間ユニットを設けても構わ ない。補間ユニットは信号振幅を挿入する。挿入された信号振幅は、間で挿入が 行われる信号振幅の間の値を有する。 図１には、一例として、２本の画像ラインが２本の電子ビームを用いて実質的 に同時に走査されるように２個の電子源を含む陰極線管が示されている。或いは 、３個以上の電子源を使用し、これにより、３本以上の電子ビームによって３本 以上の画像ラインを実質的に同時に走査することが可能である。 図２には、本発明によるＸ線検査装置３０が示される。Ｘ線源３１は、例えば 、放射線検査を受ける患者のような対象物を照射するＸ線ビーム３２を放出する 。患者体内のＸ線吸収率の局部的な差に起因して形成されたＸ線像は、Ｘ線検出 器３５のＸ線感応面３４に入射する。Ｘ線検出器は、例えば、Ｘ線像増倍器３６ 及びビデオカメラ３７からなる像増倍器テレビジョン回路である。Ｘ線感応面３ ４は、入射Ｘ線から電子ビームを得るＸ線像増倍器の入口スクリーンにより形成 される。電子ビームは、電子光学系を介して出口ウィンドウ３９上の蛍光層３８ に像化される。入射電子ビームは、蛍光層に光を発生し、かくして、出口ウィン ドウに光学像を形成する。ビデオカメラは、光結合器８０、例えば、レンズ系に より出口ウィンドウ３９に結合される。ビデオカメラ３７は光学像をピックアッ プし、光学像から得られた電子像信号が像表示装置１に供給される。像表示装置 １はＸ線像の情報の高解像度像を表示し、その結果として、小さい部分のディテ ールが適切に観察され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 複数の電子ビーム（３）の放出用の陰極システム（２）と、 蛍光スクリーン（４）と、 電子像信号に基づいて電子ビームを変調するカソード変調器（５）と、 電子ビームを用いて上記蛍光スクリーンを走査する偏向システム（６）とから なる像表示装置（１）であって、 上記カソード変調器（５）は個々の電子ビームを別々に変調するため設けられ 、 上記偏向システム（６）は、別個の電子ビームを用いて上記蛍光スクリーン（ ４）上の画像ラインの少なくとも個々の部分を実質的に同時に走査するため設け られていることを特徴とする像表示装置。 ２． 上記カソード変調器（５）は、 上記電子像信号の画像ライン部を伸張する伸張システム（７）と、 伸張され遅延された画像ライン部と、伸張された画像ライン部とを実質的に同 時に供給する合成ユニット（９）とからなることを特徴とする請求項１記載の像 表示装置。 ３， 上記カソード変調器は、 画像ライン部から伸張され遅延された画像ライン部を得るため上記伸張システ ム（７）と協働するよう設けられた遅延システム（８）を更に有することを特徴 とする請求項２記載の像表示装置。 ４． 上記伸張システム（８）は、メモリ（１５，１６，１７，１８）とリピー タユニット（１９，２０，２１，２２）とからなることを特徴とする請求項２又 は３記載の像表示装置。 ５． 上記伸張システムは、メモリ（１５，１６，１７，１８）と補間ユニット とからなることを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項記載の像表示装 置。 ６． 上記カソード変調器（５）が、第１の電子ビームを用いて奇数番目の画像 ラインを走査し、第２の電子ビームを用いて偶数番目の画像ラインを走査するた め設けられ、 奇数番目の画像ラインと偶数番目の画像ラインとが実質的に同時に走査される ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の像表示装置。 ７． 請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の像表示装置（１）からなるＸ線 検査装置（３０）。