JPH04207786A - ホワイトバランス経時補償回路 - 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を用いた画像表示装置
のホワイトバランス経時補償回路に関する。

従来の技術 第３図は従来のこの種の陰極線管における画像表示素子
の基本的な構造を示している。この画像表示素子は、後
方からアノード側に向かって順に背面電極１、電子ビー
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、集束電極５、水平偏向電極６、垂直偏向
電極７、スクリーン８等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。

電子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本のみを示している。）
設けられている。本構成では、線陰極２の間隔は３ｍｍ
、本数は３０本設けられているものとして、線陰極２を
２イ〜２７とする。線陰極２の間隔は、自由に大きくす
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は、
直径１０〜３０μｍのタングステン棒の表面に酸化物陰
極材料を筐布している。また線陰極２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２以外の線陰極からの電子
ビームの発生を抑止するとともに、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
容器は図示されていないが、背面電極１を利用して真空
容器と一体と成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べて設けられ
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。

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、１２０本の制御電極用導電板
１５２〜１５ｎ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。

集束電極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で構成さ
れており、電子ビームを集束している。

水平偏向電極６は、前記貫通孔１６のそれぞれ水平方向
の両サイト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１８
．１８°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、Ｂ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、
一対の導電板１９゜１９“によって１本の線陰極２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２のそれぞれに対応する３０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２
４０本の水平走査ラインを描いている。

前記したように、本構成では水平偏向電極６、垂直偏向
電極７をそれぞれ複数本櫛歯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
能となるる。

これにより水平、垂直偏向電極 とができる。

スクリーン８は、ガラス板２１の裏面に蛍光体２０をス
トライプ状に塗布して構成され、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
向にストライプ状に塗布している。

なお、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。破線および２点鎖線で
仕切られた１つの区画の拡大図は第４図に示されている
。図示のように、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ライン分の輻を有している。

１区画の大きさは、本例では水平方向１ｍｍ、垂直方向
３ｍｍである。

なお、第４図ではＲ，Ｇ、Ｂの各々３色の蛍光体はスト
ライプ状に図示されているが、デルタ状に配置してもよ
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。また
、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、Ｂ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
よい。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Ｒ，Ｇ、Ｂ映像信号が順次加えられ、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について
第５図を参照して説明する。まず初めに電子ビームをス
クリーン８に照射して表示する駆動部分の説明を行なう
。

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あり、背面電極１にはｖｌ、
ビーム引き出し電極３にはＶ３、集束電極５にはｖ５、
スクリーン８にはｖ８の直流電圧が印加される。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
いて線陰極駆動パルス（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、駆動パルスが高電位の間に電
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から、それぞ
れ低電位の駆動パルス（イ〜マ）が加えれた８水平走査
期間のみ電子が放出される。高電位が加えられる期間に
は、背面電極１とビーム引き出し電極３とにバイアス電
圧によって定めれた線陰極２の周辺における電位よりも
線陰極２イ〜２７に加えられている電位のほうが高くな
るため、線陰極２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よい。

次に偏向部分の説明を行なう。偏向電圧発生回路４０は
、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（以下ＤＭＡ
コントローラと称す。）４１、偏向電圧波形記憶用メモ
リ（以下偏向メモリと称す。）４２、デジタル／アナロ
グ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と称す。）４３ｈ、４３ｖ
等によって構成され、垂直偏向信号ｖ、ｖ’および水平
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１フイールドで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フイールドおよび第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、該当す
る偏向メモリ４２からデータを読み出し、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。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、前記したように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対しては、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もっている。した
がって、１フレ一ム間に４８０水平走査期間表示すると
して、４８０Ｘ６＝２８８０バイトのメモリが必要であ
るが、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、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向
情報を偏向メモリ４２から読み出し、Ｄ／Ａ変換器４３
ｖ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２がら放出された電子ビームは
、ビーム引き出し電極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、集束電極５に
よって集束された後、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，Ｇｌ、Ｂ’１およびＲ２，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、１２０個の各
区分毎に電子ビームをＲ１，Ｇｌ、ＢｌおよびＲ２，Ｇ
２．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がで
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２３Ｒ１２３Ｇ、２３Ｂ
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３１３〜３１ｎに加えられる。各
サンプルホールド回路組３１３〜３１ｎはそれぞれＲ１
用、Ｇｌ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組３１ａ〜３１ｎの各々Ｒ１用
、Ｇｌ用、Ｂ１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７２０個（１２０Ｘ６）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がそれぞれ１２０組の
サンプルホールド回路組３１２〜３１ｎに６個ずつ加え
られ、これによってサンプルホールド回路組３１２〜３
１ｎ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，Ｇ１．Ｂ１、Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２の
各映像信号が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１２０Ｍ（７）Ｒ１，Ｇｌ、
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組のメモリ３２２〜３２
ｎ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３５２〜３５ｎは、それぞれがＲ１，Ｇ
ｌ、Ｂ４．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３
６から加えられるスイッチングパルスｒ１．ｇ１、ｂｌ
、ｒ２．　ｇ２．Ｂ２によって同時に切り替え制御され
る。

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３５２〜３５ｎ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、パルス輻変調（ＰＷＭ）回路３７
ａ〜３７ｎに供給している。

各スイッチング回路３５２〜３５ｎの出力は、１２０組
のパルス幅変調回路３７２〜３７ｎに加えられ、Ｒ１，
Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２，Ｇ２，８２の各映像信号の大きさに
応じてパルス輻変調され、出力される。このパルス幅変
調回路３７２〜３７ｎ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１５２〜１５ｎ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、Ｂ
ｌ、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，Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ
２，Ｇ２，８２の蛍光体への水平偏向の切り替えタイミ
ングとの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が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Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２゜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各各党光の発光が、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となり、各絵素が人力の映像信
号に従って発光表示される。このような制御が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な
われて、スクリーン８上に画像が表示される。そして上
記の諸動作が入力映像信号の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
。

なお、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Ｈお
よび垂直同期信号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が短いため、アノード
に多大な電圧を印加することができないので、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、−流密層に比例して蛍光体の劣化が顕著であ
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。

例えば、第２図に示すような画像表示素子のＲＧＢ各蛍
光体の輝度経時特性では、Ｒ（Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ）はＧ
（ＺｎＳ：Ｃｕ、ＡＩ）、Ｂ（ＺｎＳ：Ａｇ）に較べて
蛍光体の劣化が少ないため、映像表示時間が多くなって
蛍光体の劣化が進むと、ホワイトバランスがずれ、赤み
懸った白になってしまう。

本発明は、このような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ることのできるホワイトバランス
経時補償回路を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明のホワイトバランス
経時補償回路は、管面の輝度を測定して電圧に変換する
輝度検出回路と、この輝度検出回路が出力する輝度検出
電圧値に応じて映像信号の振幅をＲ，Ｇ、Ｂそれぞれに
制御する映像信号調整回路とを設けることにより、常に
ホワイトバランスを合わせておくという構成を備えたも
のである。

作用 本発明は、上記のような構成により、輝度検出電圧値に
よって予め予測されるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの蛍光体の劣
化を補正するように映像信号の振幅を制御するので、ホ
ワイトバランスのづれを最小限に抑える二とができ、常
に美しい映像を表現することができるという効果を有す
る。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例を示すホワイトバラ
ンス経時補償回路のブロック図である。第１図において
、１００は輝度検出回路、２００は映像信号調整回路、
ＴＲＩはフォトトランジスタ、Ｒ１−Ｒ３は抵抗器、Ｖ
Ｒｌ　〜ＶＲ５は可変抵抗器、ＣＩはコンデンサである
。

次に、上記実施例の動作について説明する。まず、映像
信号調整回路１００は、内部回路は割愛されているが、
Ｒ，Ｇ、Ｂの３つのブロックからなり、それぞれ入力端
子Ｒ＋ｎ　、　Ｇ＋ｎ　、　３　＋ｎ、出力子Ｒｏ　ｕ
　ｔ、　、　Ｇ　ｏ　ｕ　ｔ、　Ｂ　ｏ　ｕ　ｔ　、振
幅調整端子ＲＡ。

ＧＡ、ＢＡ、直流成分調整端子Ｒｏ、Ｇｏ、ＢＯを持つ
通常のテレビジョンのホワイトバランス調整に用いられ
る回路であり、外部から振幅調整端子ＲＡ、ＧＡ、ＢＡ
、直流成分調整端子ＲＯ，Ｇ○、ＢＯに直流電圧を加え
ることにより、振幅、直流成分がそれぞれ調整される。

一方、輝度検出回路１００は、管面の発する光をフォト
トランジスタＴＲ１で受けると、光の量に比例して抵抗
器Ｒ１に電流が流れるため、輝度が落ちてくれば輝度検
出電圧ＰＨは低くなる。ここで、コンデンサＣ１は電圧
平滑用である。輝度検出電圧ＰＨは、抵抗器Ｒ２，Ｒ３
、可変抵抗器ＶＲ１によって加算され、映像信号調整回
路２００の振幅調整端子ＲＡの電圧を下げることとなる
。したがって、映像表示累計時間が増して管面の輝度が
下がってきても、映像信号Ｒの振幅を下げることにより
、常にホワイトバランスを合わせておくことができる。

ただし、管面の発する輝度は常に一定の信号に対応する
ものである必要があり、フォトトランジスタＴＲＩで輝
度を検出する領域を一部設ける必要がある。

このように、本実施例によれば、映像表示累計時間が増
し、管面の輝度が下がってきても、映像信号Ｒの振幅を
下げることにより、常にホワイトバランスの合った美し
い映像を表示することができるという効果を有する。

なお、本実施例では、映像信号Ｒの振幅を下げたが、逆
に映像信号Ｇ、Ｂの振幅を上げるようにしてもよい。ま
た、輝度検出回路１００をＲ２Ｏ，Ｂ用に３つ設けて光
学フィルタを組み合わせ、Ｒ，Ｇ、Ｂを独立して制御す
ることもできる。

発明の効果 以上のように、本発明は、輝度に比例した輝度検出電圧
値に応じて映像信号の振幅を制御することにより、画像
表示装置のホワイトバランスを常に合わせ、美しい映像
を自然の状態でいつまでも表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるホワイトバランス経
時補償回路のブロック図、第２図は本発明のホワイトバ
ランス経時補償回路が適用される画像表示素子のＲＧＢ
各蛍光体の輝度経時特性図、第３図は従来の画像表示素
子の分解斜視図、第４図は従来の画像表示素子における
スクリーンの拡大正面図、第５図は従来の画像表示素子
における駆動回路の回路図、第６図は第５図の動作説明
のための各部波形図である。 １・・・背面電極、２・・・線陰極（電子ビーム源）、
３・・・ビーム引き出し電極、４・・・ビーム流制御電
極、５・・・集束電極、６・・・水平偏向電極、７・・
・垂直偏向電極、８・・・スクリーン、１００・・・輝
度検出回路、２００・・・映像信号調整回路。 代理人の氏名　　弁理士　蔵　合　正　博第１図 第２図 ＩＱ　　　　　　　　１０２　　　　　　　　１０３　
　　　　　　　１０４映像表示累計時間　　　　（時間
） 第３図 １・　背面電極 ｂ１８ 第４図 Ｑ 水土方向の１区分　　　　　　゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管面の輝度を測定して電圧に変換する輝度検出回路と、
   上記輝度検出回路が出力する輝度検出電圧値に応じて映
   像信号の振幅をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに制御する映像信号
   調整回路とを備えた画像表示装置のホワイトバランス経
   時補償回路。