JPS63136788A - 高輝度ｃｒｔデイスプレイ - 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〕 本発明は高輝度が得られるＣＲＴディスプレイに関する
。

〔発明の概要〕

３ビームと色選別用細孔を有するマスクとを用い、マス
クに付したインデックス信号源によりビーム走査位置を
検出して、細孔を通過する各ビームが対応する色螢光体
に同時に当たるように３つのビーム軌道を形成すると共
に、マスク部材に当たる３ビームの量または走査時間を
制御してマスクで遮られるビームを少なくすることによ
り、ビームエネルギーを増強して高輝度にしても、マス
クの熱負担が増大しないようにしたＣＲＴである。

〔従来の技術〕

高輝度ＣＲＴに対する市場の要望は強く、各方面で高輝
度化への努力は続けられている。螢光体の改良、含浸カ
ソードの採用、アパーチャグリル、シャドーマスク、電
子銃の改良等、種々な試みがなされている。この内、現
在高輝度化を阻む最大の要因は色選別機構であるアパー
チャグリル又はシャドーマスクの熱による変形、ドーミ
ング現象である。

第１０図はアパーチャグリルを持つＣＲＴ（トリニトロ
ン管）の要部拡大断面図で、ＲＧＢの各電子ビーム１ａ
〜ＩＣは螢光面２上の一点に集束するように制御されて
いる。水平偏向によって時間経過と共に第１０図■、■
、■のようにビーム位置が変化し、これに伴ってアパー
チャグリル３の細孔３ａでもってＲＳＧ、Ｂの各ビーム
１ａ〜ＩＣが順次に目的のドツト状又はストライプ状の
色螢光体４に当たるように色選択が行われる。このとき
３本のビーム１３〜ＩＣのうちの選択されてない２本の
ビーム（第１０図Ｉでは１ｂとＩＣ１■では１ａとｌｃ
、ＩＩＩでは１ａとｌｂ）が、アパーチャグリル３によ
って遮られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来のＣＲＴでは、アパーチャグリルによっ
て遮られたビームは熱となってアパーチャグリルを変形
させる原因となる。つまりビームの２／３は無駄な熱と
して消費されるので、ビーム増強（高輝度化）の障害及
び消費電力の増加原因となっている。

一方、アパーチャグリルやシャドーマスクを使用しない
で螢光体の色選別を行うビームインデックス管が種々提
案されている。ビームインデックス管は原理的にビーム
の利用率が高く高輝度であるが、ビーム径を絞り込まな
いと、色の混濁が生じるので、高精細化が困難である欠
点を持つ。

本発明はこの問題にかんがみ、ビームが無駄な熱として
消費されるのを少なくして、より高エネルギーのビーム
を使用することを可能とし、しかも色選択機構としてア
パーチャグリル又はシャドーマスク部材を使用しても、
その熱変形による諸問題が生じないようにすることを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

３ビームの発生源と、螢光面上で螢光体の色選別を行う
ための細孔を有するマスク部材とを使用するＣＲＴであ
る。上記細孔を通過した３ビームが対応する各色の螢光
体同時に当たるように互に角度を成した３つのビーム軌
道を形成する手段を有する。ビーム走査位置を検出する
ために上記マスク部材上にインデックス信号発生源を設
け、検出されたインデックス信号に基いて上記マスク部
材に当たる３ビームの量または走査時間を制御する。

〔作用〕

色選別のためにマスク部材によって遮られるビームが原
理的に少くなり、マスク部材上で熱となって消費される
ビームが大巾に減る。従ってマスク部材の熱負荷が軽減
され、その分ビームエネルギーを増強して高輝度にでき
る。

〔実施例〕

第１図は本発明のＣＲＴの原理を示す水平断面の要部拡
大図である。従来（第１０図）と同様に、螢光面２の色
選択機構としてアパーチャグリル３（又はシャドーマス
ク）のような多数のスリット形、スロット形、円形の細
孔３ａを持ったマスク部材を使用する。３色のビーム１
ａ〜ＩＣをアパーチャグリル３の１つの細孔３ａの位置
に集束させ、通過したビームが対応する３色の螢光体４
に同時に当たるようにしである。

本発明の特徴によれば、アパーチャグリル３にはインデ
ックス用螢光体５が塗布されている。好ましくは全ての
アパーチャグリル３にこの螢光体５を塗布しておく。ビ
ーム１ａ〜ＩＣがこの螢光体５に当たった時の発光を検
出して各ビームの走査位置を検知し、アパーチャグリル
３に当たる走査位置のビーム１ａ〜ＩＣ（第１図中（ｂ
）及び（Ｃ）に示す。）をカットオフにする。この結果
３色のビームは細孔３ａを通る時にのみカットオフされ
ずに螢光面２に到達するようになる。

以上の原理によれば、アパーチャグリル３に当たって熱
として消費されるビームが大巾に少ないので、アパーチ
ャグリル３の熱変形を考慮してビーム強度を定める必要
が無くなり、理論的には陽極高圧に比例して輝度をいく
らでも上げることができる。なお輝度を同じにするなら
ば、ビームの導通量が１／３となるので、高圧回路の電
力容量が１／３になる。またアパーチャグリルのような
マスク部材を使用するので、大口径レンズを使用しなく
てもインデックス管のように色混濁が生じる虞れがない
。

第２図は実施例のＣＲＴ制御系で、ＣＲＴ６は第１図の
原理に基いて第３図（ａ）に示すように全てのアパーチ
ャグリル３にインテ・ノクス用螢光体５を塗布したもの
である。従来のインデックス管と同様にＣＲＴ６の螢光
面２はフラ・ノドにできる。入力のコンポジットカラー
ビデオ信号はＲＧＢ処理回路７で３色にデコードされ、
各色のカソードＫに供給される。

インデックス螢光体５の発光はフォトセンサ８によって
検出される。検出されたインデックス信号は第３図（ｂ
）に示すようにアパーチャグリル３のマスクピンチと同
一の周期であり、それをアンプ９で増幅し、パルス整形
回路１０で整形することにより、第３図（Ｃ）のインデ
ックスパルス（マスクピッチに対応した周波数ｆｐ）が
得られる。

このインデックスパルスを０１ゲートパルスとして各色
の０１グリツドに与え、高レベル部分で各ビーム１ａ〜
ＩＣを通過させ、低レベル部分でカットオフにする。上
記ゲートパルスの高レベル部分の期間を、各ビーム１ａ
〜ＩＣが細孔３ａを水平方向に通過する期間である１／
３τｐ　（τｐ−１／ｆｐ）になるようにすれば、螢光
面２のみを有効に走査でき、かつアパーチャグリル３上
を通過するビームを効率良くカットオフすることができ
る。

第２図に示した例では上記ゲートパルスの高レベル部分
の期間ヲ、パルス整形回路１０のスレシホールド電圧を
調節して設定している。この場合、ゲートパルスが高レ
ベルになる期間を色信号で変調を受けた最大ビーム電流
で規定しておくと、ビーム量が低下したときにはインデ
ックス信号出力が低下するので、ビーム導通期間が拡が
る方向になるが、実用的な問題は特に生じない。これは
本発明の目的は不要ビームをカットオフすることにある
が、カットオフ期間が２７３以上にならない限り、即ち
ビーム導通期間が１／３以下にならない限り画像に悪影
響を与えないからである。

なお上記のように一定のスレシホールド以上のインデッ
クス出力があった時のみビームを力・７トオフするよう
にしておくと、小ビーム時においては全期間導通してし
まうこともある。この場合には、アパーチャグリルに小
ビームが当たるだけで、通常の受像管の動作と全く同じ
であり、画像に悪影響等を与えるような障害は特に発生
しない。従って上記のようにグリル上を通過する小ビー
ムを完全にカットオフすることができない場合もあるが
、大ビームについてはカットオフできるので、マスク部
材上で熱となって消費されるビーム量を大巾に低減しな
がら輝度を上げることができる。

有効ビームは実質上螢光面２にのみ当たる。

またこの方式では３ビーム１ａ〜ＩＣが螢光面２に同時
に到達するようにしである。そのために偏向方向が第１
図の下方向だとすると、画面上で赤画像Ｒに対して録画
像Ｇ及び青画像Ｂが遅れることになる。従って赤信号Ｒ
を基準にした場合には緑信号Ｇを１／３τｐ　（τｐ　
：ピンチ相当時間）、青信号Ｂを２／３τｐ遅らせれば
、画面上の三色の位置ずれと画信号の時間ずれとが対応
し、ずれのないカラー映像が得られる。そのため第２図
に示すようにＲＧＢ処理回路７から出力された緑信号Ｇ
を緑信号用カソードＫに送る回路中に１／３τｐの遅延
線１４を挿入すると共に、青信号ＢをＲＧＢ処理回路７
から青信号用カソードＫに送る回路中に２／３τｐ遅延
線１５を挿入して、緑信号Ｇを１／３τｐ遅らせると共
に、青信号Ｂを２／３τｐ遅らせ、Ｒ，Ｇ、Ｂの時間軸
補正を行っている。

第１図のパルス整形回路１０を、高レベル期間が１／３
τｐであり、低レベル期間が２／３τｐであるパルスを
発生させるモノマルチで構成してもよい。そして高レベ
ル期間がインデックス信号の低レベル部分に対応するよ
うにインデックス信号でモノマルチをトリガーすれば、
アパーチャグリル３に当たるビームを正確にカットオフ
することができる。またＰＬＬ回路を用いて、インデッ
クス信号に位相同期させてカットオフ期間を制御するよ
うにすれば、更に完全な動作を行うことができるように
なる。

上記の例では３色のビーム１ａ〜ＩＣを同じ細孔３ａ内
を通過させるようにした例を示したが、これらの３色の
ビーム１ａ〜ＩＣは第４図（ａ）に示すように隣接した
別々の細孔３ａを通過させるようにしてもよい。このよ
うにした場合は赤画像Ｒを基準にすると録画像Ｇは２／
３τｐ遅れ、青画像Ｂは４／３τｐ遅れる。この位相遅
れを調節するには第５図に示すように緑信号Ｇ用として
２／３τｐ遅延線１６を用いると共に、青信号Ｂ用とし
て４／３τｐ遅延線エフを用いればよい。

その他の構成は前記と同じでよく、この場合も前記と同
様に第４図（ｂ）及び（Ｃ）に示すように、グリル３上
を通過するビーム１ａ〜ＩＣを同様にカットオフするこ
とができる。

第２図及び第５図の実施例は回路構成が簡単であるので
適用が容易であり、また低コストで実現　。

できる。

次にビーム１ａ〜ＩＣをカットオフすることなくグリル
３に当たるビームを低減化するようにした例を第６図に
示す。第６図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）に示すように、こ
の例は３色のビーム１ａ〜ＩＣが常時色螢光体４に当た
るように制御するようにしたものであり、第７図にその
制御系を示す。

ＣＲＴ６は前記の例と同様に全てのアパーチャグリル３
にインデックス用螢光体５を塗布したものである。イン
デックス螢光体５の発光はフォトセンサ８によって検出
され、第８図（ａ）に示すようなインデックス出力が得
られる。それをアンプ９で増巾、整形することにより周
波数ｆｐのインデックスパルスが得られるから、このパ
ルスでＰＬＬをたたくことによってＶＣＯ２０からマス
クピンチに対応する周波数のキャリアを再生できる。

これを鋸歯状波発生回路２１に与えて、第８図（Ｃ）に
示すような三角波を形成し、この三角波をビーム１ａ〜
ＩＣの速度変調用として偏向ヨーク２５とは別に設けで
ある偏向補正電極２２に加える。このようにして第８図
（ｃりに示したようなステップ状の水平偏向出力を得る
ようにする。

ＶＣＯ２０の出力とインデックスパルスとが位相比較器
２３で比較され、その誤差出力をローパスフィルタ２４
を介してＶＣＯ２０の制御入力に与えることによりＰＬ
Ｌがロックされる。この結果ビーム１ａ〜ＩＣがグリル
３に当たって発生するインデックス出力が常に最小にな
るような負帰還がかかり、ビーム１ａ〜ｌｃがアパーチ
ャグリル部を素早く移動するような走査が行なわれる。

即ちビーム１ａ〜ＩＣはステップ状（歩進的）に走査さ
れ、実際のインデックス出力は第８図（ｂ）に示すよう
にステップ状になる。

第９図には３色のビーム１ａ〜１ｃを別々の細孔３ａを
通すようにした例を示しである。通常の走査を行えばビ
ーム１ａ〜１ｃは破線で示したようにグリル３に当たり
ながら次の細孔３ａに移動して行くことになる。しかし
この場合は上記のようにステップ状の走査を行っている
ものであるから第９図（ａ）で示した位置から（ｄ）に
示した位置に素早く移動する。従って３ビームがグリル
３に当たる走査時間を大巾に減らすことができて、実質
上螢光面２のみに当てておくことができる。

なお第７図に示した制御系は静電偏向によってビーム１
ａ〜ＩＣの速度変調を行うようにしているが、電磁補助
コイルを設けて電磁的に速度変調を行ってもよく、また
偏向ヨーク２５に変調出力を重畳させるようにしてもよ
い。

また上記の例では全てのアパーチャグリルにインデック
ス用螢光体５を塗布した例を示したが、１本おき又は２
本おきに塗布するようにしてもよい。

更に、縦長ビームを用いるようにすればビーム遮へい量
を更に少くすることができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く、色選別用マスク部材の細孔を通過
した３ビームが対応する各色の螢光体に同時に当たるよ
うな３つのビーム軌道を与え、ビームインデックス信号
を用いてマスク部材に当たる３ビームの走査時間又は量
が少なくなるように制御したので、ビームが概ね上記細
孔を通り、マスク部材上で熱となって消費されるビーム
の量が大巾に低減される。よってマスク部材の熱負荷条
件が緩和されるので、ビームエネルギーを増強して高輝
度にすることが容易である。またマスク部材を用いてい
るから、高輝度形のビームインデックス管のように色混
濁が生じるおそれが無く、大口径レンズを用いなくても
原理的に高精細な表示が得られる。また輝度を従来と同
一にするならば、ビームの導通量が１／３となっている
ため、高圧回路の負担が軽くなり、低消費電力、小型化
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の高輝度ＣＲＴの原理を示す要
部拡大図、第２図はＣＲＴ制御回路図、第３図は第２図
の動作タイムチャート、第４図は他の例のビーム走査状
態を示す図、第５図は第４図の走査を実施するためのＣ
ＲＴ制御回路図、第６図はビームをステップ状に走査さ
せるようにした高輝度ＣＲＴの原理を示す要部拡大図、
第７図は第６図の走査を実施するためのＣＲＴ制御回路
図、第８図は動作チャート、第９図は第６図に示した走
査方法を３色のビームをそれぞれ別の細孔を通しながら
行うようにした例を示す図、第１０図従来のＣＲＴの動
作原理を示す要部拡大図である。 なお、図面に用いた符号において、 １ａ〜１　ｃ−−−−一一一一一電子ビーム２−−−−
−−一−−−−−−−−−−−螢光面３−−−−・−一
一−−−−−−−・−アパーチャグリル３ａ−・−−−
−−−−一−−−−−細孔４−−−−−−−−−−−−
一色螢光体５−一一一一−−−−−−・−インデックス
用螢光体６−−−−−−−−−−一−−−−−−−−Ｃ
ＲＴ８−−−−一・−−−−−−−−一−フォトセンサ
１４〜１７−−−−−−−−遅延線 に一−−−−−−−−−−−−−−−−・カソードＧ　
１−−−−−−−−−−−−−グリッドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３ビームの発生源と、螢光面上で螢光体の色選別を行う
   ための細孔を有するマスク部材と、上記細孔を通過した
   各ビームが対応する各色の螢光体に同時に当たるように
   互に角度を成した３つのビーム軌道を形成する手段と、
   ビーム走査位置を検出するために上記マスク部材上に形
   成されたインデックス信号発生源と、検出されたインデ
   ックス信号に基いて上記マスク部材に当たる３ビームの
   量または走査時間を制御する手段とを具備する高輝度Ｃ
   ＲＴディスプレイ。