JPS6154784A - 電子ビ−ムの位置制御装置 - Google Patents

電子ビ−ムの位置制御装置

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JPS6154784A
JPS6154784A JP60156208A JP15620885A JPS6154784A JP S6154784 A JPS6154784 A JP S6154784A JP 60156208 A JP60156208 A JP 60156208A JP 15620885 A JP15620885 A JP 15620885A JP S6154784 A JPS6154784 A JP S6154784A
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JP
Japan
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electron beam
strips
conductive
electron
signal
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JP60156208A
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English (en)
Inventor
ジヨン・アラン・ターナー
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/16Picture reproducers using cathode ray tubes
    • H04N9/22Picture reproducers using cathode ray tubes using the same beam for more than one primary colour information
    • H04N9/24Picture reproducers using cathode ray tubes using the same beam for more than one primary colour information using means, integral with, or external to, the tube, for producing signal indicating instantaneous beam position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的に云って陰極線管に関連する電子ビーム
の位置制御回路に関し、さらに具体的にはカラー表示装
置のCRTの一以上の走査電子ビームの垂直位置を正確
に制御してカラー螢光体上の予定の走査経路に沿ってビ
ーム(1乃至複数の)を保持する装置に関する。
〔開示の概要〕
本発明に従うカラー表示陰極線管(CRT)のだめの電
子ビームの位置制御装置はCRTの面板即ち螢光体上に
一連の離れた平行な導電性条片を含み、条片間の空間が
CRT中で発生される電子ビームが走査される経路を定
める。電子ビームはパイロット信号で変調され、導電性
経路間の予定の経路に沿う電子ビームが偏向する時は、
予定の経路に沿う隣接条片の一つの上に入射する電子ビ
ームの量よりも多い電子ビームが他の隣接条片上に入射
する結果、パイロット信号が検出され、ビームがCRT
に関連するビーム偏向回路によって予定の経路に戻され
る。この様なビーム制御装置によって異なる色の螢光体
を相継ぐ導電性条片の間に与える事が出来、CRT中に
シャドウ・マスクもしくは開孔グリルを使用する事なく
、−以上の電子ビームでカラー螢光体を走査して色のつ
いた画像を発生する事が出来る。
〔従来技術〕
カラー・テレビジョンの表示管中の多くの電子ビームの
走査位置を修正するための装置は米国特許第!1585
547号に開示されている。この特許では導電性条片に
よって各組が分離された多くの赤、緑及び青の螢光体の
棒の組がテレビジョン受像管の面に配列されている。管
中で5つの平行な電子ビームが発生され、管を走査して
いる。5つのうち2つの外側の電子ビームは導電性条件
の対応する条片に沿って追跡する様にセットされている
。他方内側の5つの電子ビームは赤、緑及び背の螢光棒
の夫々の一つを走査している。外側のビームの一つに変
調信号が与えられ、外側のビームの他方には反対位相の
変調信号が与えられている。従って2つのビームの各々
が導電体条片上に衝突する。時に共通の導電性条片の電
極上には信号は発生されない。もし平行ビームが所定の
走査経路から偏向すると、2つの外側の電子ビームが導
電性条片上に入射する程度に関連する非平衡状態が検出
されて、修正信号が表示管に関連する垂直偏向回路に印
加される。
CRTの面板の内面上に導電性条片もしくは格子が形成
されている他の一般に知られた装置は米国特許第275
9260号及び米国特許第5569760号に開示され
ている。一連の垂直に配列された導電性条片を使用する
事によって、各水平線の走査中の電子ビームの瞬間的位
置を求める装置は1979年10月刊のディスプレイと
題する英国で出版された本中のJ、A、ターナ−著の論
文「電子ビーム・インデックスカラー表示装置」に開示
されている。これ等の装置のすべては単一の電子ビーム
によって適切な品質のカラー、プレビジョン画像を与え
る装置に向けられ、陰極管中での走査中に一以上の電子
ビームの垂直位置整列に関するものではない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、電子ビームが陰極線管中の光放出螢光
体の予定の経路に沿って正確に追跡出来る様に陰極線管
中の一以上の電子ビームの位置を制御する装置を与える
事にある。
本発明に従えば、異なる色の螢光体を有する陰極線管の
ための電子ビーム位置制御装置が与えられ、螢光体の各
々が一つ以上の関連する電子ビームによって正確に走査
されて高品質のカラー画像が発生される。
本発明に従えば、カラーCRTのだめのビーム位置制御
装置が与えられ、シャドウ・マスクもしくは開孔グリル
が不必要となり、CRTから得られる輝度がこれに伴な
って増大する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に従う陰極線管(CRT)中の走査電子ビームの
位置を制御する装置は所望の輝度の電子ビームを発生す
る装置、及び電子ビームがCRT中の螢光体被覆上の予
定の経路に沿って略走査する様KCRTに関連して電子
ビームを偏向させる装置を含む。CRTの面板上には間
隔を隔てて、一連の水平方向に平行な導電性条片が与え
られている。条片間のギャップもしくは空間が電子ビー
ムの予定の走査経路になる。適切な装置によって電子ビ
ームが予定のパイロット信号によって変調され、導電性
条件には検出装置が接続される。電子ビームが予定の走
査経路から偏向して、予定の走査経路に沿う隣接する一
方の導電性条片に入射する電子ビームの量が他方の導電
条片に入射す仝電子ビームの量よりも多くなると、検出
装置がパイロット信号を検出する。
検出装置及びビーム偏向装置に結合された位置検出装置
が検出装置によって発生された位置制御信号に応答して
電子ビームを予定の走査経路に戻す様に動作する。
〔実施例〕
第1図は本発明に従い、電子ビームが陰極線管(CRT
)の面10を走査している間に電子ビームの位置を制御
する装置を含むカラー・テレビジョン受信装置の一部の
ブロック図である。具体的には、第1の面上に2つの群
の間隔を隔れた、水平な導電性条片12,14が配列さ
れ、これと直ちに隣接する回申には螢光体条片15の通
常の群が隣接している。後者の面はCRTの内面上に存
在する(第4図参照)。条片12及び14は図示された
様に櫛形(インターディジタル)構造になっている。条
片12及び14は互に平行であり、隣接条片は互に間隔
を隔てていて、比較的小さなギャップ16がある(第2
図)。各ギャップ16が電子ビーム55の走査の所望の
経路と一致している。
導電性条片は例えば酸化インジウムもしくは酸化錫或は
この様な酸化物の組合せ、或いは他の略透明な導電性材
料である。好ましい配列体は例えば、アルミニウム条片
もしくは他の実質上導電性及び電子に透明な材料であり
、光放出螢光体の直接後に位置付けられ、電子ビームは
光放出螢光体15に衝突する前に導電性条片12及び1
4を通過する様になっている。第1図に示された如く、
導電性の端接続条片18A及び18Bが導電性条片12
.14の組の対応する端を夫々信号結合変圧器24.2
6の中央にタップを有する3?h巻線20.22に接続
している。
以下詳細に説明される様に、変圧器24.26は、(a
)電子ビームが導電性条片14の隣接するもの上に入射
するよシも大きな量だけ導電性条片12の一つに入射す
る時に(第2図)発生される位置情報信号を対応する位
置制御信号に変換する様に動作し、(b)夫々1次巻線
20.22の中央タップ端子28.50に印加される高
い電圧と夫々変圧器24.26の中央にタップを有する
2次巻線52.54に結合される電子処理回路の基準大
地電圧間に電気的絶縁を与えている。第1図に示された
如く、2次巻線32,54の中央タップは夫々接地され
ている。
第1図に示された如く水平線の走査中の電子ビーム55
の位置は次の如く垂直方向にだけ制御される。電子ビー
ム55は第1図に示された様に正弦波のパイロット信号
m1 11jn  wtによって振幅が変調される。第
1図から明らかな様に電子ビームが導電性条片12の任
意のものの上に入射する時は、対応する信号が2次巻線
52.54の部分に誘導され、夫々2次巻線の端子40
.42Km2  Sjn  Wtの形の信号を発生する
。電子ビーム55は導電性条片14の任意のものの上に
入射する時は−m2  Sin  wt  の形の信号
を2・次巻線の端子40.42に発生する。
適切に復調され増幅された後の信号m2 sin wt
は電子ビーム35の下方垂直偏向を生ずるのに使用され
、信号−m2  gin  wt  は電子ビーム36
の上方垂直偏向を生ずるのに使用される。従って電子ビ
ーム55のだめの垂直位置の安定はパイロット電流m1
 11in wtが導電性条片12.14のうち隣接す
る条片間で略等分される時にだけ可能である。即ち、電
子ビーム55が等しい量だけ隣接する条片12.14上
に入射する時に、2次巻線の端子40.42に発生され
る信号は等しくなり、正味の修正垂直偏向は走査中の電
子ビーム55上に与えられない。
第2図は形式mI  S!n wtのパイロット電流の
使用から生ずる安定及び非安定な平衡位置を示す。もし
形式−ml  S!n  Wt  のパイロット電流を
使用すると安定及び非安定な平衡位置が交換出来る。本
発明の代表的な実施例では相継ぐ線の走査はパイロット
電流を位相反転したもの(即ち、ml  !!tn  
wt 、  ml  3jn  wt、ml  3fn
  wt。
−町 sin wt等)を使用し、導電性条片12.1
4間の相継ぐギャップ16上で垂直ビーム位置の安定が
達成される。
電子ビーム′55の垂直偏向は電磁的装置もしくは静電
的装置のいずれを使用するかにかかわらず、代表的には
変圧器の出力信号−m2  sin  wtの同期復調
から生ずる。同期復調は次の様に信号上m2  sin
  wt K正弦波のパイロット信号m1  sin 
wtを乗算する事によって得られる。
m 1 m 2 ml  sin  wtXm2 sin  wt=  
2  (1cos2wt)ml s in wt X−
m2 s in wt!(1−co52 wt’)適切
なフィルタによって高周波成分が除去され、垂直な電子
ビーム位置の制御に使用される基底信可視的な画像を発
生するため管面を横切って掃引する際の電子ビーム55
の垂直走査は(a)線形(アナログ)偏向電流もしくは
電圧もしくは(b)非線形(階段状)偏向電流もしくは
電圧によって行われる。(a)、(b)いずれの場合に
も、偏向装置の角度位置は電子ビーム55が導電性条片
12.14の長い辺に略平行な線上を走査出来る様に選
定される。これによって垂直位置の修正制御に必要な制
御電圧もしくは電流が最小にされる。
水平走査線の終り、そして垂直位置制御を受けている間
K、制御信号(例えば基底信号力”1m2)は′アナロ
グ的もしくはディジタル的に記憶され、帰線の後に、修
正さるべき垂直誤差が最小にさ几、電子ビーム33の新
らしい安定な垂直位置への高速移動される。
位置誤差信号の大きさくVP、)は次の様に定義される
ここでVE%は垂直走査誤差の百分率、nはフィールド
当りの水平走査の数、t、は帰線に要する時間、t、は
帰線を含む一水平走査の時間である。
代表的な値v−=±5%、n:50及びt 1 / t
 、 =0.2ヲ使用すると、v、FJ=±1150 
%となるが、この事は線から線への必要とされる垂直修
正信号即ちプル・イン信号が垂直走査信号の尖頭値間の
115000である事を示している。
櫛状の4電性条件12.14の分布インダクタンス及び
キャパシタンスは第3図に示された如く変調電子ビーム
電流m2  Sin  wtに位相変化φ1及びφ2を
生ずる。可変位相φ、及びφ2の効果は次の如く出力電
圧V 及び■2を互に加える事によって最小にされる。
m2  sin(wt+φ1 )+m2  s in 
<wt+φ2)=来る。
もしパイロ゛ットの周波数(最大値)がφT=120゜
に選択されると、振幅の項2・・3($1−62)の最
大の変化は2:1となる。ここでcosO=1(φ1=
φ2の時)、cos(120γ2)=0.5(φ1=φ
1.φ2=00時)である事に注意されたい。この様に
して、有用な制御信号の振幅がCRTの管面全体から得
られる。
第5図に示された如く、出力電圧■1及び■2の各々は
櫛状の導電性条片12.14の特性インピーダンス2゜
に終端して出力電圧の位相及び振幅を修正する事から生
ずる反射が防止されなくてはならない。
第5図は互換実施例のだめのCRTの管面の垂直断面図
である。この図は水平の導電性条片のA。
B及びCの6層を示している。これ等の条片は個々に、
もしくは組合さって一つもしくはそれ以上の入射電子ビ
ームをピックアップ即ち検出して、垂直方向の電子ビー
ムの位置を修正する位置情報を与えるのに使用される。
この様な位置制御に適した櫛状の導電性条片の層、もし
くはその組合せはAもしくはBもしくはC成るいは〔A
及びB〕もしくは〔C及びB〕である。Aは路光に透明
で、導電性の材料の水平な条片より成り、Bは螢光性で
導電性の保護性の条片である互換水平条片より成り、(
保護性条片は略光吸収性である)、Cは導電性の略電子
に透明な材料(例えばアルミニウム5.・の水平条片よ
り成る。好ましい構成は層B中に導電性の保護条片のみ
、即ちカラーCRTの場合光、緑及び青色螢光体15′
の間に保護条片14′のみを含むものである。層B中に
保護条片を使用する利点は次の通りである。
(a)  製造工程が少ない。
(b)  螢光体間の保護条片は電子ビームのスポット
の直径が変化する時に色の脱飽和を防止するのに必要で
ある。
(C)  保護条片は必要に応じて高度に導電性のもの
を選択出来る。何故ならば、この条片は可視的放射線に
透明である必要はないからである。
(d)  条片層A及び/もしくはCがないと、CRT
の眺められるスクリーンは対称的になり、赤、緑及び青
色の螢光体の繰返し線以外の空間的な差異がなくなる。
本発明は第1図乃至第4図の第1の実施例の如く単一の
電子ビームがCRTのモノクロームの螢光体を走査する
、モノクローム表示装置にも適用出来るが、多重電子ビ
ーム、例えばnを正の整数として5層個の電子ビームが
使用されるカラー表示装置にも有利に使用される。特に
、6個の電子ビームが同時に2組の5つの異なるカラー
の螢光体を走査するカラー−グラフィック表示装置では
、第5図の螢光体兼保護条片層Bは平面図では第6図に
示された様になる。保護条片は交互に導電性条片18a
′及び18b′に接続されるのでなく、6個の相継ぐ条
片の導体群12は各々端の条片18a′に接続され、6
個の相継ぐ条件の第2の導体群14′は端の条片18b
′に接続されている。特定の色の螢光体、例えば青色の
螢光体は隣接する導電性の条片(保護条片)間の相継ぐ
ギャップ16′中に繰返し現われる。導体群の導電性の
条片の数は、カラーグラフィック装置の場合、5m本の
条片より成る。ここでCRT中では5層個の電子ビーム
か使用され、n=mである事に注意されたい。
相継ぐ導体群12’、14’間のギャップG1.G2.
05等は最も見えにくい陰極の発光螢光体(例えば、表
示に赤、緑及び青色の螢光体が使用される場合には青色
の螢光体)が関連している事が望ましい。
第6図の配列体で、偶数番号のギャップG2゜G4.G
(5は形式m1  sin  wtのパイロット信号に
よって変調された電子ビームに関連し、他方中間即ち表
敬番号ギャップG1.G5.G5等はパイロット信号−
ml  sin  wl  によって変調された電子ビ
ームに関連する。この様なパイロット信号による変調は
単一の線走査もしくは連続した線走査中折われ、単一も
しくは組合せで行われる。
第7図は他のCRTの面の構造を示している。
第7図では相継ぐ異なる色の螢光体間の保護条片12−
214′  は導体群12’、14’  として配列さ
れている。これ等の群は櫛状をなしていて、対応する端
の条片18八′及び18B′に接続されている。第7図
の配列体はアルファニューメリック文字の表示に適して
いる。即ち文字の水平行が非光放出性の水平条片によっ
て分離されてよい様な文字の表示に適している。第7図
では赤、緑及び青色の螢光体の多くの6つ組が使用され
、CRTのスクリーン上にカラー文字が発生されている
赤、緑及び青色の螢光体の群を分離する非発光性の条片
はギャップG1.G2.G−5等より成る。
このギャップは又導電性群j 2’、、、 14’を分
離している。ギャップはパイロット信号だけによって変
調される電子ビームと関連し、非発光条片からの光の出
力はないので、パイロット・ビーム電子流はカラー・グ
ラフィック表示装置に使用される電子流よりも著しく高
くなる。この様な特徴は著しく信号対雑音比を改良する
走査用電子ビームに対して変調を加えるビデオ信号と共
にパイロット信号を使用する際には、ビデオ波形が存在
する中でパイロット信号を検出する技法を必要とする。
一定@(を秒)で各1秒毎に繰返しパルスよシ成るビデ
オ波形を仮定する。
この様な波形のフーリエ変換は1/THzずつ分離した
スペクトル線より成る。スペクトル線の一部は振幅が0
で、この様な線は周波数1/lHz。
2 / t H2,3/ t Hz・・・・等のところ
に存在する。
従ってこれ等の周波数の任意のものがパイロット周波数
を探知するのに使用される。例えば、もしビデオ波形の
パルスが0.1マイクロ秒の持続時間を有するならば、
パイロット周波数は10MHz。
もしくは20MHz、もしくは50MHz等の位置に存
在する。
多くの電子ビームが異なる色の螢光体を走査するのに使
用されるCRTカラー表示システムの場合には1本発明
の位置制御装置は例えば赤、緑及び青色の螢光体の線の
3つ組の同時照射が出来て正確な完全な色の表示を発生
する事が出来る。
〔発明の効果〕
本発明の装置はカラー表示を与える一般に知られた方法
に対して次の如く著しい利点を与える。
(−)  シャドウ・マスクもしくは開孔グリルCRT
と比較して本発明の装置はシャドウ・マスクもしくは開
孔グリルがないので5倍もの輝度が得られる。
(b)  螢光体の条片が垂直に配列されている型の単
一の電子銃インデキシング装置と比較して、本発明の装
置は水平の条件を使用するので、輝度が改善され、線走
査の際の直線性の変動に制限がなくなシ、ビデオ信号の
立上り及び立下り時間に対する制限がなく、画素率に対
する条件もしくは制限がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はビーム位置制御装置の実施例を含んだカラー・
テレビジョン受信装置の一部のブロック図である。第2
図は電子ビームの修正位置付は動作を示した第1図のビ
ーム位置制御装置の一部の概略図である。第5図は本発
明のビーム位置制御装置の位相遅延及び結果の出力電圧
を示した概略図である。第4図は本発明の第1の実施例
に従うカラー螢光体及び導電性条片を示した陰極線管の
面の部分的断面図である。第5図は本発明の他の実施例
のカラー螢光体及び導電性条件を示した陰極線管の面の
垂直断面図である。第6図は第5図の実施例に従うカラ
ー螢光体の条片もしくは棒間の保護条片を含むカラーC
RTの表面の一部の平面図である。第7図は条片の一部
の間隔部分の非発光部分を示した第6図と類似の平面図
である。 10・・・・陰極線の管面、12,14・・・・導電性
条片、15・・・・螢光体条片、16・・・・ギャップ
、18A、B・・・・導電性端接続条片、20.22・
・・・1次巻線、24.26・・・・変圧器、52.5
4・・・・2次巻線、55・・・・電子ビーム。 出願人インターナシ白チル・ビジネス・マシーノズ・コ
ーポレーション代理人 弁理士  岡   1)  次
   生(外1名) カラー・テレピッ゛Wシのフ゛ロック図憤1間 ビーム制@装置の一悴 第2図 出力tlEV1 m2 sin(w!、φ1)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 陰極線管の面板の内部表面に光放出螢光体被膜を有する
    型の陰極線管中の走査電子ビームの位置を制御する装置
    であって、 (a)上記陰極線管において所定の輝度の電子ビームを
    発生する電子銃装置と、 (b)走査する電子ビームの各点の電子ビームの状態に
    対応する輝度の光を放出する螢光体被膜上で予定の経路
    に大略沿って電子ビームが走査する様に上記電子ビーム
    を偏向させるため、上記陰極線管に付属する偏向装置と
    、 (c)上記陰極線管の面板即ち螢光体被膜上に水平に配
    向され、間隔部分が上記電子ビームの走査する上記予定
    の経路になる一連の間隔を隔てた平行な導電性条片と、 (d)上記電子ビームを予定のパイロット信号で変調す
    るため上記電子銃装置に接続されたパイロット信号装置
    と、 (e)電子ビームが上記予定の径路から外れることによ
    り、上記予定の経路に沿って隣接する導電性条件の一方
    に入射する電子ビームの量が他方の導電性条片上に入射
    する電子ビームの量より多くなった際に上記パイロット
    信号を検出して、対応する位置制御信号を発生するため
    上記導電性の条片に接続された検出装置と、 (f)上記検出装置及び上記偏向装置に接続され、上記
    位置制御信号に応答して上記電子ビームを上記予定の経
    路に戻すよう制御するビーム位置修正装置とより成る電
    子ビームの位置制御装置。
JP60156208A 1984-08-20 1985-07-17 電子ビ−ムの位置制御装置 Pending JPS6154784A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US642222 1984-08-20
US06/642,222 US4635107A (en) 1984-08-20 1984-08-20 Electron beam position control for color display

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JPS6154784A true JPS6154784A (ja) 1986-03-19

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ID=24575708

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US (1) US4635107A (ja)
EP (1) EP0172722B1 (ja)
JP (1) JPS6154784A (ja)
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