JPS62172893A - カラ−画像表示装置 - Google Patents

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 水出７＠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。実際ば〕′〔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。まだ画像・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（ハ）、垂直方向間を図示している。

１ｏはタングステン線の表面に酸化物陰極１３科が塗布
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１
ｏをはさんでフェースプレート部２８と反対」りには、
線状カソード１０七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％の独立した電極として形成する。次に
線状カソード１ｏ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
隣接する線状カッ−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グリツド電極（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グリツド゛Ｉｋ極（以下
Ｇ２電極と略す）１４、第３グリツド（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１
ｏからの電子ビーム発生用であり、Ｇ３電極１６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グリツド電極（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）Ｋ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１ｏ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Ｄ　Ｈ−１電極と略す）１９、第２水
平偏向電極Ｃ以下Ｄ　Ｈ−２電極と略す）２ｏ、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にはフェースグレート部２８のメタルバック電極２
６に印加される直流電圧と同じ電圧が印加され、ＤＨ−
１電戊１９、ＤＨ−２電極２ｏ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
水平方向に順次光（Ｒ）、緑Ｉ′Ｂ）の螢光体ストライ
プが黒色ガート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
力ンード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
位とはソ同じ電圧を印加する。この時Ｇ１．Ｇ２７１ｉ
、（徊（１３，１４）に向ってカソード１ｏからビーム
が進行し、各電極開孔をビームがＪｌｌ’ｌ過するよう
にカソード１ｏの電位よりも高い電圧（例えｔ／１１０
０−３００Ｖ）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？［Ｅ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
。

ｉだＤＨ−１０！Ｊ、　　ＤＨ−２（ａ）、ＤＨ−３Ｃ
１υ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、あるいは階投波
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６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１ｏからの電子の発生は制御され
る。この時、線状カソード１ｏ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Ｏ
Ｎ）、Ｐ！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フイ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フイ一ルド間印
加し、垂直走査電極１２の１２Ａには１水平走査期間（
以下１）ｉ）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１２２が終了すると最初の１フイールドの垂直走
査が完了する。次の第２フイ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
イ一ルド間印加する。そして垂直走査電極１２に印加す
る信号電圧は第１フイールド目と同様に行なう。この時
、＠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フイールド目の水平走査線がくるよう
に垂直偏向電極１７．１８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フイ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
フイールド目と第２フイ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７に極に映像
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４
４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（ＥＲ，ＥＧ、
ＥＢ）　　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／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／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、記憶保持されルトトもに、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０１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１ｏｏ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１ｏ１Ａ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１２０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水平ブロツ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１
２３に対応してインデックス螢光体１２０とブラック１
２２が接するように配列される。かつインデックス螢光
体１２０はいずれの場合も１水平ブロツク幅よりも広い
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１０７８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、ち
は走査開始点を示す。

増幅器出力信号１０７８の一部は、例えばバンドパスフ
ィルターとリミッタ−回路で構成される波形整形回路１
０８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
Δτ１　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１０
９に入る。ここでは増幅器出力１０７の出力信号１０７
３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１
０９３を作る。

該スタート信号１０９Ｓが入ることによりＶ３分周器１
１０では信号１０８Ｓを分周し、信号１１０Ｓを得る。

このＶ３分周器出力１１ｏＳはカラートリブレット周波
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水平ブロツ
クのみ、一定電流の直流ビームで走査し、Ｂの螢光体か
らの波長の元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１０４３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、２ハ
分周器１１０からの出力信号１１ｏＳと波形整形回路１
０５からの出力信号１ｏ５Ｓを入力し、信号１１ｏＳの
立上り時から信号１０６Ｓ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水平ブロツ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
１．１０までの信号処理を行ない、その出力信号１１ｏ
Ｓ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、４句分周器出
力信号の立上り時から１１．１２．１３・・・・・・時
間経過後に所定のパルス幅のタイミング制御信号１０６
Ｓを発生させ、これを３相パルス発生器１１３に入力し
５、ｍ９１２１の１１３８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１
１４に入ってくる３原色信号ＥＲ１ＥＧ、ＥＢ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、６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
０１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
疋は波形整形回路１０８等での人出間で信号の時間遅延
があるため、０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帯
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Ｊτ　とそれ以後の遅延時間Δτ２　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、Ｖ３分周器
１１０からの出力信号１１ｏＳを（１Ｈ−Δτ）時間（
ｔＨ：１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、したか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。遅延回路１１
１の出力信号１１１Ｓによりメモリ回路１０６から信号
ｔ１．ｔ２．ｔ３・・・・・・を読出せば各電子ビーム
が色帯光体を走査する時刻と０１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（ｔＨ−Δτ）は固定されており、水平走
査時間ｔＨが±ΔｔＨだけ変化した場合を考えると、電
子ビームが色帯光体を走査する時刻と０１に印加する色
信号のタイミングは、±ΔｔＨだけすれてしまう。実際
カラーテレビジぢンのオンエア映像信号を受像する場合
にはｔＨ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、ｔＨは数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。

問題点を解決するだめの手段 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、予め配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１８号を
遅延させる＋１ｊ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
子ビームが色帯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
を付しで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１
３１、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も重複してます。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（８号１３０Ｓを鋸歯状波発生回路１３１で猜
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、１３２
Ｓ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ｆＣ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Ｃ０Ｄ（電荷結合素子）を用いた遅延回路１
１１のクロックとすれば、遅延時間はクロック周波数ｆ
。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）ｔＨ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ｔＨが、ｔＨ±ΔｔＨに変化したと
すれば、遅延回路１１１で遅延すべき時間は、（ｔＨ−
Δτ）±ΔｔＨ（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ＣＯＤ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１０７Ｓのスタート位（４の位相差が一定になるよう
にすることができ、電子ビームが色帯光体を走査する時
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、電子ビームが色帯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、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・・・・・・線状カンード、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、２７
・・・・・・螢光面、１００・・・・・平板形カラー陰
極線管、１ｏ１Ａ・・・・・・画保表示領域、１０１Ｂ
・・・・・・インデックス信号、１０２　、１０４・・
・・・・光電変換素子、１０３・・・・・・フィルタ、
１０６，１０８・・・・・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・・・・・・Ｖ
３分周器、１１１・・・・・・遅延回路、１１３・・・
・・・３相パルス発生器、１１４・・・・・・ゲート回
路、１１５・・・・・・加算回路、１１６・・・・・・
増幅器、１２０・・・・・・インデックス螢光体、１２
１・・・・・・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・・・・・・サンプルボールド回路、１
３３・山・・ローパスフィルタ、１３４・・・・・・電
圧制御発振器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名たた
砧 −八１２−＋−１＋１ 第４図 第５図 １？Ｃ ／２Ｙ ２Ｚ 第６図 イト９を雪し槓ｉへ、 第７図 第　８　図 １０／Ａ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも赤、緑、青の３原色螢光体が、水平方向にブ
   ラック領域を介して繰返し順次配列された螢光面を設け
   た画像表示領域と、前記画像表示領域外にインデックス
   螢光体が配列されたインデックス領域を設けた画像表示
   素子を有し、前記インデックス領域を常に画像表示領域
   を走査する電子ビームと同期して走査し、前記インデッ
   クス領域からの光を光電変換素子で受けることにより基
   準信号を発生させるとともに、あらかじめ前記画像表示
   領域の各色螢光体を電子ビームが走査するタイミング信
   号を検出して前記基準信号とタイミング信号の位相差を
   記憶し、画像表示に際して前記基準信号をもとに前記記
   憶した位相差信号を読出して、それにより前記各色螢光
   体を電子ビームが走査するタイミングを制御するよう構
   成され、更に、前記基準信号を遅延させる遅延手段と、
   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変換手段とを
   設け、前記変換手段の出力周波数に対応して前記遅延手
   段の遅延量を制御することを特徴とするカラー画像表示
   装置。