JPH04188989A - 画像表示装置のホワイトバランス調整方法 - 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、真空容器内の陰極で発生した電子を蛍光体に
照射して画像を表示する陰極線管に係わり、特に上記電
子密度の大きな陰極線管を用いた画像表示装置に関する
。

従来の技術 従来の画像表示素子の基本的な構造を第３図に示して説
明する。

この表示素子は後方からアノード側に向かって順に背面
電極１．ビーム源としての線陰極２゜ビーム引き出し電
極３．ビーム流制御電極４．収束電極５．水平偏向電極
６．垂直偏向電極７．スクリーン板８等々が配置されて
構成されており、これらが真空容器の内部に収納されて
いる。

ビーム源としての線陰極２は水平方向に線状に分布する
電子ビームを発生するように水平方向に張られており、
線陰極２はさらに垂直方向に間隔をもって複数本（本説
明では２イ〜２トの７本のみ示している）設けられてい
る。本構成では線陰極の間隔は３ｍｍ、本数は３０本設
けられているものとして、前記線陰極を２イ〜２７とす
る。前記線陰極の間隔は自由に大きくとることはできず
、後述する垂直偏向電極７とスクリーン８の間隔により
規制されている。これらの線陰極２の構成として１０〜
３０μｍφのタングステン棒の表面に酸化物陰極材料を
塗布している。前記の線陰極は後述するように、上方の
線陰極２イから下方の２７まで順番に一定時間ずつ電子
ビームを放出するように制御される。背面電極１は該当
する線陰極以外の線陰極からの電子ビームの発生を抑止
すると共に、電子ビームをアノード方向のみに押し出す
作用もしている。第３図では真空容器は記していないが
、背面電極１を利用して真空容器と一体となす構造をと
ることも可能である。ビーム引き出し電極３は線陰極２
イ〜２７のそれぞれと対向する水平方向に一定間隔で多
数個並へて設けられた貫通孔１０を有する導電板１１で
あり、線陰極２から放出された電子ビームをその貫通孔
１０を通して取り出す。次に制御電極４は線陰極２イ〜
２７のそれぞれと対向する位置に貫通孔１４を有する垂
直方向に長い導電板１５で構成されており、所定間隔を
介して水平方向に複数個並設されている。本構成では１
２０本の制御電極用導電板１５ａ〜１５ｎが設けられて
いる（第３図では８本のみ図示している）。制御電極４
は前記ビーム引き出し電極３により水平方向に区分され
た電子ビームのそれぞれの通過量を、映像信号の絵素に
対応して、しかも後述する水平偏向のタイミングに同期
させて制御している。収束電極５は、制御電極４に設け
られた各貫通孔１４と対向する位置に貫通孔１６を有す
る導電板１７で、電子ビームを収束している。

水平偏向電極６は、前記貫通、孔１６のそれぞれ水平方
向の両サイドに沿って垂直方向に複数本配置された導電
板１８．１８“で構成されており、それぞれの導電板に
は水平偏向用電圧が印加されている。各絵素ごとの電子
ビームはそれぞれ水平方向に偏向され、スクリーン８上
でＲ，Ｇ、Ｈの各蛍光体を順次照射して発光している。

本構成では、電子ビームごとに２トリオ分偏向している
。

垂直偏向電極７は、前記貫通孔１６のそれぞれ垂直方向
の中間の位置に水平方向に複数本配置された導電板１９
，１９°で構成されており、垂直偏向用電圧が印加され
、電子ビームを垂直方向に偏向している。本構成では、
一対の電極１９．１９’によって１本の線陰極から生じ
た電子ビームを垂直方向に８ライン分偏向している。そ
して３１個で構成された垂直偏向電極７によって、３０
本の線陰極のそれぞれに対応する３ｏ対の垂直偏向導電
体対が構成され、スクリーン上８に垂直方向に２４０本
の水平走査ラインを描いている。

前記に説明したように本構成では水平偏向電極６、垂直
偏向電極７をそれぞれ複数本クン状に張り巡らしている
。さらに水平、垂直の各偏向電極間の距離に比べるとス
クリーン８までの距離を長く設定することにより、小さ
な偏向量で電子ビームをスクリーン８に照射させること
が可能となる。これにより水平、垂直偏向電極 ることかできる。

スクリーン８は第３図に示すように、ガラス板２１の裏
面に蛍光体２０をストライブ状に塗布して構成している
。また図示していないがアルミニウム層も塗布されてい
る。蛍光体２０は制御電極４の１つの貫通孔１４を通過
する電子ビームを水平方向に偏向することによりＲ，Ｇ
、Ｂの３色の蛍光体対を２トリオ分照射するように設け
られており、垂直方向にストライブ状に塗布している。

第３図において、スクリーン８に記入した破線は複数本
の線陰極２のそれぞれに対応して表示される垂直方向の
区分を示し、２点鎖線は複数本の制御電極４の各々に対
応して表示される水平方向の区分を示す。破線、２点鎖
線で仕切られた１つの区画の拡大図を第４図に示す。第
４図に示すように、水平方向では２トリオ分のＲ，Ｇ、
Ｂの蛍光体、垂直方向では８ライン分の幅を有している
。１区画の大きさは本例では水平方向１■、垂直方向３
＋ｍｎである。

尚、第４図ではＲ，Ｇ、Ｂの各々３色の蛍光体はストラ
イプ状に図示しているが、デルタ状に配置しても良い。

ただし、デルタ状に配置したときはそれに適合した水平
偏向、垂直偏向波形を印加する必要がある。

尚、第４図では説明の都合で縦横の寸法比が実際のスク
リーンに表示したイメージと異なっている。また、本構
成では、制御電極４の１つの貫通孔１４に対して、Ｒ，
Ｇ、Ｈの蛍光体が２トリオ分設けられているが、１トリ
オ分あるいは３トリオ分以上で構成されていても良い。

ただし制御電極４には１トリオ、あるいは３トリオ以上
のＲｌＧ、Ｂ映像信号が順次前えられ、それに同期して
水平偏向をする必要がある。

次に、この表示素子を駆動するための駆動回路の動作を
、第５図を参照して説明する。まず、電子ビームをスク
リーン８に照射して表示する駆動部分の説明を行う。電
源回路２２は表示素子の各電極に所定のバイアス電圧を
印加するための回路で、背面電極１には■１、ビーム出
し電極３にはＶ３、収束電極５にはＶ５、スクリーン８
にはＶ　８の直流電圧を印加する。線陰極駆動回路２６
は、垂直同期信号Ｖと水平同期信号Ｈを用いて線陰梗駆
動パルス（イ〜マ）を作成する。第６図にそのタイミン
グ図を示す。各線陰極２イ〜２７は第５図（イ〜マ）に
示すように、駆動パルスか高電位の間に電流が流れて加
熱されており、駆動パルス（イ〜マ）が低電位の期間に
電子を放出するように加熱状態が保持される。これによ
り３０本の線陰極２イ〜２７より、それぞれ低電位の駆
動パルス（イ〜マ）が加えられた８水平走査期間のみ電
子が放出される。高電位か加えられる期間には、背面電
極１とビーム引出し電極３とに加えられているバイアス
電圧によって定められた線電極２の周辺における電位よ
りも線陰極２イ〜２７に加えられでている。電位のほう
が高くなるため、線陰極からは電子が放出されない。１
画面を構成するには、上方の線陰極２イから下方の線陰
極２７まで順次８走査期間ずつ電位を切り替えて行けば
良い。

次に、偏向部分の説明を行う。偏向電圧発生回路４０は
、ダイレクトメモリアクセスコローラ４１（以下ＤＭＡ
コントローラと称す）、偏向電圧波形記憶用メモリ４２
（以下偏向メモリと称す）、デジタル−アナログ変換器
４３ｈ、４３ｖ　（以下Ｄ／Ａ変換器と称す）等によっ
て構成され、垂直偏向信号ｖ、ｖ’及び水平偏向信号り
、ｈ’を発生する。

本構成においては垂直偏向信号に関して、オーバースキ
ャンを考慮して、ユフィールドで２４０水平走査期間表
示している。またそれぞれのラインに対応する垂直偏向
位置情報を記憶しているメモリアドレスエリアを第１フ
イールド及び第２フイールドに分けそれぞれ１組のメモ
リ容量を有している。表示する際は該当の偏向メモリ４
２からデータを読みだしてＤ／Ａ変換器４３ｖでアナロ
グ信号に変換して、垂直偏向電極７に加えている。前記
の偏向メモリ４２に記憶された垂直偏向位置情報は８水
平走査期間毎にほぼ規則性のあるデータで構成されてお
り、Ｄ／Ａ変換された波形もほぼ８段階の垂直偏向信号
となっているが前記のように２フイ一ルド分のメモリ容
量を有して、各水平走査線毎に位置を微調整できるよう
にしている。

また、水平偏向信号にたいしては、１水平走査期間に６
段階に電子ビームを水平偏向させる必要性と水平走査毎
に偏向位置を微調整可能なようにメモリを持っている。

従って１フレ一ム間に４８０水平走査期間表示するとし
て、４．８０　Ｘ　６　＝　２８８０バイトのメモリが
必要であるか、第１フイールドと第２フイールドのデー
タを共用しているために、実際には１４４０バイトのメ
モリを使用している。表示の際は各水平走査ラインに対
応した偏自情報を前記偏向メモリ４２から読みだして、
Ｄ／Ａ変換器４３ｖでアナログ信号に変換して、水平偏
向電極６に加えている。要約すると、垂直周期のうちの
垂直帰線期間を除いた表示期間に、線陰極２イ〜２７の
うちの低電位の駆動パルスを印加している線陰極から放
出された電子ビームは、ビーム引出し電極３によって水
平方向に１２０区分に分割され、１２０本の電子ビーム
列を構成している。この電子ビームは、後述するように
各区分毎に制御電極４によってビームの通過量が制御さ
れ、収束電極５によって収束された後、第６図に示すよ
うにほぼ６段階に変化する一対の水平偏向信号り、ｈ’
を加えられた水平偏向電極１８゜１８°等により、各水
平表示期間にスクリーン８のＲ１，Ｇ１．ＢｌおよびＲ
２，Ｇ２．Ｂ２等の蛍光体に順次、水平表示期間／６ず
つ照射される。かくして、各水平ラインのラスターは１
２０個の各区分毎に電子ビームをＲ１，Ｇｌ、Ｂｌおよ
びＲ２，Ｇ２．Ｂ２に該当する映像信号によって変調す
ることにより、スクリーン８の上にカラー画像を表示す
ることかできる。

次に、電子ビームの変調制御部分について説明する。ま
ず、第５図において、信号入力端子２３Ｒ９２３Ｇ、２
３Ｂに加えられたＲ、Ｇ、Ｂの各映像信号は、１２０組
のサンプルホールド回路組、３１ａ〜３１ｎに加えられ
る。各サンプルホールド組３１ａ〜３１ｎはそれぞれＲ
１用、Ｇ１用。

Ｂｌ用、およびＲ２用、Ｇ２用、Ｂ２用の６個のサンプ
ルホールド回路で構成されている。サンプリングパルス
発生回路３４は、水平周期（６３，５μｓ）のうちの水
平表示期間（約５０μｓ）に、前記１２０組のサンプル
ホールド回路３１ａ〜３１ｎの各々Ｒ１用、Ｇｌ用、Ｂ
ｌ用、およびＲ２用、Ｇ２用。

Ｂ２用のサンプルホールド回路に対応する７２０ｍ（１
２０ｘ６）のサンプリングパルスＲａｌ〜Ｒｎ２を順次
発生する。前記７２０個のサンプリングパルスかそれぞ
れ１２０組のサンプルホールド回路組３１ａ〜３１ｎに
６個ずつ加えられ、これによって各サンプルホールド回
路組には、１ラインを１２０個に区分したときのそれぞ
れの２絵素分のＲ１，Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の
各映像信号か個別にサンプリングされホールドされる。

サンプルホールドされた１２０組のＲ１゜Ｇ１．Ｂｌ、
Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の映像信号は１ライン分のサンプルホ
ールド終了後に１２０組のメモ’Ｊ　３２　ａ〜３２ｎ
に転送パルスｔによって一斉に転送され、ここで次の１
水平走査期間保持される。保持された信号は１２０個の
スイッチング回路３５ａ〜３５ｎに加えられる。スイッ
チング回路３５ａ　〜３５ｎはそれぞれがＲ１，Ｇ１．
Ｂｌ。

Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の個別入力端子とそれらを順次切り替
えて出力する共通出力端子とを有する回路により構成さ
れたもので、スイッチングパルス発生回路３６から加え
られるスイッチングパルスｒｌ、ｇｌ、ｂｌ、ｒ２．ｇ
２．ｂ２によって同時に切り替え制御される。

前記スイッチングパルスｒｌ、ｇｌ、ｂｌ。

ｒ２．ｇ２．ｂ２は、各水平表示期間を６分割して、水
平表示期間／６ずつスイッチング回路３５ａ〜３５ｎを
切り替えＲ１，Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２゜Ｇ２．Ｂ２の各映像
信号を時分割して順次出力し、パルス幅変調回路３７ａ
〜３７ｎに供給している。

各スイッチング回路３５ａ〜３５ｎの出力は、１２０組
のパルス幅変調（以下ＰＷＭと称す）回路３７　ａ　〜
３７　ｎに加えられ、Ｒ１，Ｇ１．Ｂｌ。

Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の各映像信号の大きさに応してパルス
幅変調され出力される。このパルス幅変調回路３７ａ〜
３７ｎの出力は電子ビームを変調するための制御信号と
して表示素子の制御電極４の１２０本の導電板１５ａ〜
１５ｎにそれぞれ個別に加えられる。

次に、水平偏向と表示のタイミングについて説明する。

スイッチング回路３５ａ〜３５ｎにおけるＲ１．Ｇｌ、
Ｂｌ、Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の映像信号の切り替えと、水平
偏向駆動回路４１による電子ビームＲ１，Ｇ１．Ｂ１．
Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の蛍光体への水平偏向の切り替えタイ
ミングと順序が完全に一致するように同期制御されてい
る。これにより電子ビームかＲ１蛍光体に照射されてい
るときには、その電子ビームの照射量がＲ１制御信号に
よって制御され、以下Ｒ１，Ｇ１．Ｂｌ。

Ｒ，２，Ｇ２．Ｂ２についても同様に制御されて、各絵
素のＲ１，Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２各蛍光体の発
光がその絵素のＲ１，Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２゜Ｇ２．Ｂ２の
映像信号によってそれぞれ制御されることになり、各絵
素か入力の映像信号にしたかって発光表示されるのであ
る。かかる制御が１ライン分の１２０組（各２絵素ずつ
）分間時に実行されて、１ライン２４０絵素の映像が表
示され、さらに１フイールド２４０本のラインについて
上方のラインから順次行われて、スクリーン８上に画像
が表示される。さらに上記の諸動作か入力映像信号の１
フイールド毎に繰り返されて、テレビジョン信号等がス
クリーン８に表示される。

尚、本構成に必要な基本クロックは第５図に示すパルス
発生回路３９から供給されており、水平同期信号Ｈ１及
び垂直同期信号Ｖでタイミングをコントロールしている
。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、ビーム源としての
線陰極からアノードまでの距離か短いため、アノードに
多大な電圧を駆けられず、その分、電流密度を増やして
十分な輝度を得ている。

この場合、電流密度に比例して蛍光体の劣化か顕著であ
り、特に蛍光体の種類によって劣化の度合が異なるため
、映像表示累計時間が多くなるにつれて、ホワイトバラ
ンスがずれ、赤み懸った白になってしまう。

以下で、図面を参考にしながら上記の課題について説明
を行う。

第２図は、画像表示素子のＲＧＢの各蛍光体の輝度経時
特性図である。図において、横軸は映像表示累計時間、
縦軸は相対輝度である。図に示すように、Ｒ（Ｙ２Ｏ２
Ｓ　：　Ｅｕ）はＧ　（ＺｎＳ　：　Ｃｕ。

Ａｊり、Ｂ　（ＺｎＳ　：Ａｇ）に較べて蛍光体の劣化
か少ないため、映像表示時間が多くなり蛍光体の劣化が
進むと、ホワイトバランスかずれ、赤み懸った白になっ
てしまう。

本発明は、この蛍光体の劣化によるホワイトバランスの
ずれを低減させようとするものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のホワイトバランス
調整方法は、目標とする色温度よりも初期に１０００Ｋ
以上高くホワイトバランスをあわせとおくものである。

作用 本発明は上記のような方法により、あらかしめ予測され
るＲＧＢそれぞれの蛍光体の劣化を加味し、初期は若干
色温度が高いながら、長く画像を表示しても、極端に色
温度の変化を感じることなく、いつまでも美しい映像を
表現できる画像表示装置を実現できる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しなから説
明する。第１図は、映像表示累計時間に対するホワイト
バランスのずれを示した色度図である。図において、・
印は通常目標とする色温度９５００Ｋにホワイトバラン
スを合わせたときの１０００時間、１０００時間後の変
化であり、○印は上記目標よりも１５００に高いｌ１０
００Ｋにホワイトバランスを合わせたときの１０００時
間、１００００時間後の変化である。

いま、上記ホワイトバランスを得るＲＧＢ各蛍光体の色
度および輝度比を第１表に示す。上記蛍光体の輝度比か
らＲＧＢ各蛍光体は第２図に示した輝度経時特性図に従
って、それぞれ輝度劣化を起こし、第１図のように色温
度が変化していく。

ここで通常９５００Ｋを目標とした場合、７０００には
かなり赤っぽい白であり、全体的にぼけた画像になって
しまう。そこで、目標とする色温度よりも１５００に高
いｌ１０００Ｋに初期調整を行っておけば、初期は若干
色温度が高いながら、長く画像を表示しても、極端に色
温度の変化を感しることなく、いつまでも美しい映像を
表現できる画像表示装置を実現できる。

（以　　下　　余　　白） 第　　１　　表 発明の効果 以上のように本発明は、目標とする色温度よりも初期に
１０００Ｋ以上高くホワイトバランスを合わせておけば
、初期は若干色温度が高いながら、長く画像を表示して
も、極端に色温度の変化を感しることなく、いつまでも
美しい映像を表現できる画像表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は映像表示累計時間に対するホワイトバランスの
ずれを示した色度図、第２図は本発明のホワイトバラン
ス調整方法を用いる画像表示素子のＲＧＢ各蛍光体の輝
度経時特性図、第３図は画像表示素子の分解斜視図、第
４図はスクリーンの拡大正面図、第５図は駆動回路の回
路図、第６図は第５図の動作説明のための各部波形ａ　
′１−ｂ３゜２Ｘ・・銹ｆ脂、３い、乙７−　ｔＡ４１
蜜し東称、乙１１、σ′−６灸ｃｑ４＝　ｔ＆、Ｓ、、
、　ｊＬ＊　１＆、ｂイ、４ｉ藻ｑ’ｉａ、２１１、結
山藺電猛、ｆｌ？　ｌｅ＋　２７１−　、ｚｌ、ンＯ１
１，螢先イネ　、　ン」１１、カバう７．ネ長。 代理人の氏名　弁理士小蝦治明　ほか２名第１図 第２図 吹ブＪｉ表丞系貯吟閤　　（時間） ￥Ｅ　　４　　［’−１１ 第　５　図 ””””’ｐ−２４６Ｍ−ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビームが照射されることにより、発光する蛍光体が
   塗布されたスクリーンと、 上記スクリーン上の画面を垂直方向に複数に区分した各
   垂直区分毎に電子ビームを発生する電子ビーム源と、 上記電子ビーム源で発生された電子ビームを水平方向に
   区分した各水平区分毎に分離して上記スクリーンに照射
   する分離手段と、 上記電子ビームを上記スクリーンに至るまでの間で垂直
   方向及び水平方向に複数段階に偏向する偏向電極と、 上記水平区分毎に分離された電子ビームを上記スクリー
   ンに照射する量を制御して上記スクリーンの画面上の各
   絵素の発光量を制御するビーム流制御電極と、 各絵素において電子ビームによる蛍光体面上での発光サ
   イズを制御する集束電極と、 上記電子ビーム量を制御する背面電極と、 上記電子ビームの総量を制御するビーム引き出し電極と
   を備えた画像表示装置において、 上記スクリーンに照射する電子ビームの電流密度が、１
   μＡ／ｃｍ＾３以上の画像表示装置で目標とする色温度
   よりも初期に１０００Ｋ以上高くホワイトバランスを合
   わせておくことを特徴とした画像表示装置のホワイトバ
   ランス調整方法。