JPH06101849B2 - カラ−画像表示装置 - Google Patents

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の駆動方法に関
するものである。

従来の技術 本出願人による先行技術である平板形陰極線管として第
４図に示す構造のものがある。実際に真空外囲器（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
省略してある。また画像・文字等を表示する画面の水平
・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および垂直方向Ｖを図示している。

まずタングステン線の表面に酸化物が形成された垂直方
向に長い線状カソード10が水平方向に等間隔で独立して
複数本配置される。線状カソード10の本数、ならびに配
置される間隔は任意であり、例えば表示画面サイズが1
0″であるとすると、配置される水平方向の間隔は約10m
mで20本の線状カソードが垂直方向に約160mmの長さで配
置される。線状カソード10をはさんでフェースプレート
部９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
は約480本）と同等の独立した電極として形成する。次
に線状カソード10とフェースプレート９との間には線状
カソード10側より、順次線状カソード10に対応した部分
に開孔を有した面状電極を隣接するカソード間で互いに
分割し、個々の該電極に映像信号を印加してビーム変調
を行なう第１グリッド電極（以下G1）13,G1電極13と同
様の開孔を有し、水平方向に電気的に分割されていない
第２グリッド電極（以下G2）14,第３グリッド電極（以
下G3）15を配置する。次にG2電極14,G3電極15の開孔と
同じかあるいは水平方向に広い開孔を有する第４グリッ
ド電極（以下G4）16を配置する。次に絶縁支持体19の表
面にメッキあるいは蒸着により形成された水平フォーカ
ス電極17および水平偏向電極18を、各電子ビーム直進軸
に対称でかつ水平方向にカソード間隔と同じ間隔で配置
する。そしてフェースプレート９の内面に蛍光体７とメ
タルパック電極８から成る発光層が形成される。蛍光体
はカラー表示の際には水平方向に順次、赤R,緑G,青Ｂの
ストライプもしくはドットとして形成される。

次に上記カラー陰極線管の動作について第５図，第６図
を用いて説明する。線状カソード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の電位とほゞ同じ電圧を印加する。この時G1,G
2電極（13,14）に向ってカソード10からビームが進行
し、各電極開孔をビームが通過するようにカソード10の
電位よりも高い電圧（100〜300V）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電極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→水平フォーカス電極17と進むが、これらの電極
には蛍光面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G4電極16の開孔の出口で形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水平フォーカ
ス電極17と水平偏向電極18の間で形成される静電レンズ
で行なわれる。水平フォーカス電極17を通過したビーム
は水平偏向電極18に水平走査周期の鋸歯状波あるいは階
段波偏向電圧によって水平方向に所定の幅で偏向され、
蛍光体７を刺激して発光像を得る。カラー画像を得るに
は、前記したように各電子ビームが蛍光体７を水平走査
する時、電子ビームが入射している色蛍光体と対応した
色の変調信号がG1電極13に印加される。

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10からの電子の発生は制御される。この時、線状
カソード10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ON,OFFを制御する電圧は小さくてよ
い。該垂直走査電極12には、インターレース方式を採用
している場合、最初の１フィールド目においては垂直走
査電極の12Aより１水平走査期間（以下1H）のみビーム
が発生する（以下ON）信号が、次の1H間には12Cにビー
ムがONになる信号が、以下順次、垂直走査電極１本おき
に1H間のみビームがONになる信号が印加され、画面下部
の12Xが終了すると最初の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、12Bより同様に1H間
のみビームがONとなる信号が印加され、最終的に12Yま
での走査によって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電極に映像信
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７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44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（Ｅ_Ｒ,E_Ｇ,E_Ｂ）41をA/Dコ
ンバータ43にてデイジタル信号に変換し、1Hの信号を第
１のラインメモリ回路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のラインメモリ回路46へ
同時に転送され、次の1Hの信号がまた第１のラインメモ
リ回路45に入力される。第２のラインメモリ回路46に転
送された信号は1H間、記憶保持されるとともに、D/Aコ
ンバータ（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回路は時間軸変
換のために用いられるもので、その具体的な説明を同図
に示した信号波形で説明する。

有効画面領域を走査するために用いられるビームの数
（すなわちカソード本数）をn,各ビームが水平走査する
領域を２トリプレット（１トリプレットはR,G,B螢光体
ストライプ１組のこと）とすると、ある1H間のR,G,B各
原色信号41の映像信号挿入時間ＴをT/nに分割し、個々
の期間の映像信号の時間軸をｎ倍してＴとし、螢光面上
の螢光体ストライプの配列がＲ→Ｇ→Ｂとなっておれ
ば、前記ｎ倍されてＴ時間に延長された各原色信号はT/
6時間幅のゲートパルスでゲートされ、Ｅ_Ｒ→Ｅ_Ｇ→Ｅ
_Ｂという時系列信号48に変換されて所定のG1電極に入力
される。

以上のような垂直走査および前記したビーム変調，水平
走査によりカラーの全画面を表示する平板形陰極線管に
おいて、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G1電極に加えられるべきであるが、この陰極線管には
その機能がなく水平偏向幅が変わると色相が変化した
り、またこの陰極線管を製作する上で、各水平偏向電極
間隔が均一でなくなったりすると、各水平ブロックで色
相の異なるカラー画像となる。

以上のような垂直走査および前記したビーム変調，水平
走査により、画像を表示する平板形陰極線管において、
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、G1電
極に印加されなければならない。その方法として、本出
願人は先に、インデックス信号を基に変調信号を印加す
るタイミングを知る方法を提案した。その方法について
第８図と第９図を用いて説明する。

第８図Ａに示すように、フェースプレート50上の画像表
示領域52外に、インデックス領域51を設ける。このイン
デックス領域51には第９図に示すように、インデックス
蛍光体61を画像表示領域52の色螢光体60との相対位置が
所定の関係になるように塗布し、画像表示領域52と同様
のビーム走査を行うことによって、発光させる。インデ
ックス蛍光体61は、色螢光体60と同じか、あるいは異な
る発光波長のものでもよい。この発光を、フェースプレ
ートの前面に置かれた光電変換素子53によって電気信号
に変換し、波形整形分周等の処理を行ってインデックス
信号イとする（第８図Ｂ）。一方、画像表示領域52の青
Ｂ螢光体の発光を、同様にフェースプレートの前面に置
かれた別の光電変換素子54によって電気信号に変換し、
波形整形を行ってＢ色螢光体の位置信号ロとする。ここ
でＢ螢光体の発光を受光したのは、短残光であることに
より、応答速度の速い信号が得られるからである。

こうして得られたインデックス信号イとＢ位置信号ロの
位相関係は、陰極線管の組み立て精度が良好であれば、
第８図Ｂに示すような関係となる。そこで、インデック
ス信号イの各立ち上がり部分からＢ位置信号ロの各立ち
上がり部分までの時間差ｔ_１,t_２，……を計測し、これ
をメモリ56に記憶する。この作業を色変調信号を加えな
い状態で、あらかじめ画像表示領域全体にわたって行
う。そして、実際に画像表示するときには、インデック
ス信号イの各立ち上がり部分から、メモリ56に記憶させ
ておいた時間だけ経過した時点を、Ｂ色信号を印加する
タイミングとする。また、R,G色信号については、この
タイミング信号を３逓倍することによって印加タイミン
グを得ることができる。

以上のようにして、電子ビームが入射している色螢光体
と対応した色変調信号がG1電極に印加されて、忠実なカ
ラー画像表示が行われる。

発明が解決しようとする問題点 前述したインデックス信号イとＢ位置信号ロの位相関係
は、陰極線管の組み立て精度の状況によって、必ずしも
第８図に示したような関係が得られるとはいえない。す
なわち第10図に示すように、電子ビームの水平走査の開
始位置が、画像表示領域とインデックス領域とで、相対
的にずれている場合、インデックス信号とＢ位置信号の
位相関係が正しく対応せず、その結果ビームが入射して
いる色螢光体と色変調信号のG1電極への印加タイミング
が、正しく対応しなくなる。

例えば、電子ビームの走査開始位置が、１で示す点であ
ったとすれば、インデックス信号イの最初のパルスＩ_０
に対応すべき、Ｂ位置信号ロのパルスＢ_０は、正しい位
置から１周期、すなわち色螢光体の１トリプレット相当
分だけ遅れてしまっている。また、電子ビームの走査開
始位置が、２で示す点であったとすれば、Ｂ位置信号ロ
の位相がインデックス信号イの位相より進んでいること
になり、Ｂ位置信号ロのパルスＢ_０に対応すべき、イン
デックス信号イのパルスは存在せず、変調信号を印加す
るタイミングは失われてしまう。したがって、電子ビー
ムの走査開始位置は、Ｂ位置信号ロの位相が、インデッ
クス信号イの位相よりも進むことなく、かつ１トリプレ
ット分以上遅れないような点になければならない。しか
し、陰極線管の組み立て精度を全画像表示領域にわたっ
て上述した関係が成り立つように抑えるのは困難であ
る。

問題点を解決するための手段 インデックス領域を画像表示領域の１水平走査区分よ
り、少なくとも色螢光体の２トリプレット分以上広く設
け、かつ得られたインデックス信号の周波数を1/2に分
周する手段を設け、さらにインデックス信号の位相を連
続的に変化させる手段を設けることにより、Ｂ位置信号
との位相関係を正しく調整できるようにする。

作用 以上述べた手段によって、インデックス信号は画像表示
領域の１水平走査区分より、少なくとも色螢光体の２ト
リプレット分以上広い範囲から得られるため、Ｂ位置信
号の位相がインデックス信号の位相より進んでも、対応
するインデックス信号のパルスが存在し得、かつインデ
ックス信号の位相を調整する手段によって、インデック
ス信号のパルスとＢ位置信号のパルスの対応を、正しい
位置に調整することが可能となる。また、インデックス
信号の周波数を1/2に分周する手段によって、上記位相
調整の可能な範囲を、色螢光体の２トリプレット分まで
広げることができる。したがって、インデックス信号と
Ｂ位置信号の位相ずれは、従来の２倍以上まで許容でき
ることになるため、陰極線管の組み立て精度の裕度を２
倍以上にできるものである。

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、第２図は、各部の波形を示す図であ
る。インデックス螢光体の発光は、光電変換素子53で電
気信号に変換され、波形整形回路70で、リミッタ等によ
り矩形波に整形される。従来例の第６図にも示したよう
に、インデックス螢光体61は、色螢光体60の１トリプレ
ットのピッチの3/2倍のピッチで塗布されているので分
周器71で2/3分周して、Ｂ位置信号の繰り返し周波数と
一致させる。分周器71は、遅延回路、Ｅ−OR回路および
カウンタで実現できる。分周器71の出力は、カウンタと
AND回路で構成したパルス選別回路72で、奇数番パルス
と偶数番パルスとに選別される。すなわち、インデック
ス信号は従来の信号を1/2分周した２系統の信号に変換
される。そしてインデックス信号ニとホは、それぞれ移
相回路73,74を経て、位相差計測回路77と78へ入力され
る。移相回路73と74は、それぞれ単安定マルチバイブレ
ータ２個で構成され、インデックス信号ニ，ホは、それ
ぞれの繰り返し周期の範囲内で位相を変化させることが
できる。したがって、位相の調整範囲は、色螢光体60の
２トリプレット分まで行うことができる 一方、Ｂ螢光体の発光は、光電変換素子54で電気信号に
変換され、インデックス信号と同様の方法で波形整形回
路75で矩形波に整形された後、奇数番パルス、偶数番パ
ルスに選別されて、位相差計測回路77,78へそれぞれ入
力される。

位相差計測回路77と78では、それぞれ、インデックス信
号とＢ位置信号の奇数番パルスどうし、あるいは偶数番
パルスどうしで位相差を計測し、メモリ56に記憶させ
る。位相差計測は、水平駆動信号（H.D）に同期したク
ロックパルスをインデックス信号パルスで計数開始し、
Ｂ位置信号パルスで計数終了させる方法で行えばよい。

上述のように、インデックス信号、Ｂ位置信号をそれぞ
れ1/2分周した後に、位相差を計測するようにし、また
インデックス信号の位相を可変にしたことにより、Ｂ位
置信号の位相がインデックス信号の位相により、色螢光
体の１トリプレット以上の遅れを生じた場合でも、両者
の位相を正しい位置に対応させることができる。

また、インデックス螢光体61の塗布領域を広げ、第３図
に示すように、画像表示領域の１水平走査区分よりも、
２トリプレット以上広い範囲にまで、インデックス螢光
体61を塗布する。こうすることにより、従来例で生じて
いたＢ位置信号の位相の、インデックス信号の位相に対
する進みは、２トリプレット分までは許容できることに
なり、Ｂ位置信号の最初のパルスに対し、インデックス
信号が存在しないという事態はなくなる。

発明の効果 本発明によれば、インデックス信号の位相とＢ位置信号
の位相のずれを、従来の２倍以上の範囲まで許容できる
ようになり、したがって、そのずれの主要因である陰極
線管の組み立て精度の裕度を２倍以上にすることができ
るものである。

【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
置の要部構成図、第２図は第１図の各部の波形図、第３
図は本発明のカラー陰極線管の螢光面構成図、第４図は
本出願人による先行技術である平板形カラー陰極線管の
斜視図、第５図（Ａ），（Ｂ）はその水平および垂直断
面図、第６図（Ａ），（Ｂ）は垂直走査説明図、第７図
はカラー画像表示装置の信号処理系統図、第８図Ａはイ
ンデックス方式の基本原理の説明図、同図Ｂは同方式に
おける波形図、第９図は従来例におけるカラー陰極線管
の螢光面構成図、第10図は従来例におけるインデックス
方式の問題点を説明するための図である。 50……平板形カラー陰極線管、51……インデックス領
域、52……有効画面領域、53,54……光電変換素子、56
……メモリ、60……色螢光体、61……インデックス螢光
体、70,75……波形整形回路、72,76……パルス選別回
路、73,74……移相回路、77,78……位相差計測回路。

フロントページの続き (72)発明者 冨井 薫 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−172893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202592（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の電子ビーム発生手段と、前記複数の
   電子ビーム発生手段により発生された複数の電子ビーム
   の各々に対応した電子ビーム変調手段と、 少なくとも赤，緑，青の３原色蛍光体が、水平方向にブ
   ラック領域を介して繰り返し順次配列された画像表示領
   域と、前記画像表示領域外に、インデックス蛍光体が配
   列されたインデックス領域とで構成され、前記インデッ
   クス領域の水平幅が、前記画像表示領域の水平幅より
   も、少なくとも前記３原色蛍光体の２トリプレット分以
   上広く設定された、前記電子ビームの射突によって発光
   する発光手段と、 前記画像表示領域と前記インデックス領域とを、前記複
   数の電子ビーム中の異なる電子ビームによって同時に走
   査して、前記インデックス領域の発光を光電変換素子で
   検出してインデックス信号を得て、前記インデックス信
   号の繰り返し周波数を1/2に分周する手段と、前記分周
   されたインデックス信号の位相を調整する手段と、前記
   画像表示領域に表示する映像信号を前記電子ビーム変調
   手段に印加する時刻を、前記位相調整手段から出力され
   たインデックス信号によって制御する手段を具備したこ
   とを特徴とするカラー画像表示装置。