JPH0622325A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、画面上の任意の位置の輝度を補正
することにより、輝度均一性の優れた画像表示装置を安
価で提供することを目的とする。 【構成】 本発明の画像表示装置は、映像信号をＲＧＢ
それぞれデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、上
記ＲＧＢデジタル映像信号をシリアル複合映像信号に変
換するスイッチ回路と、上記画像表示素子の輝度不均一
性をあらかじめ記録されたフレームメモリと、上記フレ
ームメモリの出力する補正信号と上記シリアル複合映像
信号を乗算する乗算器と、上記乗算器の出力する補正複
合映像信号を補正ＲＧＢ信号にもどすフリップフロップ
を有し、上記補正ＲＧＢ信号を用いて上記画像表示素子
のビーム流制御電極を駆動することを特徴とする画像表
示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリーン上の画面を
垂直方向に複数の区分に分割したときのそれぞれの区分
毎に電子ビームを発生させ、各区分毎にそれぞれの電子
ビームを垂直方向に偏向して複数のラインを表示し全体
として画像を表示する画像表示素子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に用いられる画像表示素子の基本
的な構造を図３に示して説明する。

【０００３】この表示素子は後方からアノ−ド側に向か
って順に背面電極１、ビ−ム源としての線陰極２、ビ−
ム引き出し電極３、ビ−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−ン板８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。

【０００４】ビ−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−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４．４mm、
本数は１９本設けられているものとして、前記線陰極を
２イ〜２ツとする。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−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２ツまで順番に一
定時間ずつ電子ビ−ムを放出するように制御される。

【０００５】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−ムの発生を抑止すると共に、電子ビ−ム
をアノ−ド方向のみに押し出す作用もしている。図３で
は真空容器は記してないが、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。

【０００６】ビ−ム引き出し電極３は線陰極２イ〜２ツ
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−ムをその貫通孔１０を通
して取り出す。

【０００７】次にビーム流制御電極４は線陰極２イ〜２
ツ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１１
４本の制御電極用導電板１５ａ〜１５ｎが設けられてい
る（図３では８本のみ図示している）。ビーム流制御電
極４は前記ビ−ム引き出し電極３により水平方向に区分
された電子ビ−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。

【０００８】集束電極５は、ビーム流制御電極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−ムを集束している。

【０００９】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−ムはそれぞれ水平方向に偏向され、スク
リ−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−ムごとに２トリオ分偏
向している。

【００１０】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−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−ムを垂直方向に１２ライン分偏
向している。そして２０個で構成された垂直偏向電極７
によって、１９本の線陰極のそれぞれに対応する１９対
の垂直偏向導電体対が構成され、スクリ−ン上８に垂直
方向に２２８本の水平走査ラインを描いている。

【００１１】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シ状に張り
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−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−ムをスクリ−ン８に照
射させることが可能となる。これにより水平、垂直共偏
向歪みを少なくすることが出来る。

【００１２】スクリ−ン８は図３に示すように、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
成している。また図示していないがメタルバック、カ−
ボンも塗布されている。蛍光体２０はビーム流制御電極
４の１つの貫通孔１４を通過する電子ビ−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。

【００１３】図３において、スクリ−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点鎖線は複数本のビーム流制
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
を図４に示す。

【００１４】図４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１２ライン分の
幅を有している。１区画（１ユニット）の大きさは本例
では水平方向１mm、垂直方向４．４mmである。尚、図４
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。

【００１５】また、図４では説明の都合で縦横の寸法比
が実際のスクリ−ンに表示したイメ−ジと異なってい
る。また本構成では、ビーム流制御電極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
されていても良い。ただしビーム流制御電極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。

【００１６】上述のごとく本発明にもちいられる画像表
示素子は、微少な画像表示ユニット（上記例では１ｍｍ
ｘ４ｍｍ）を、縦、横に多数並べ、全体として一つの画
像を表示するマルチビーム表示装置であるから、均一な
画質を得るためには、各々の画像表示ユニットの表示特
性が揃っており、かつ表示ユニット内のビームの歪がな
いこと、さらに画像表示ユニット自体が正確に並べられ
ていることが必要であり、画像表示ユニット内のビーム
の歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画像表示
ユニットの配列の乱れなどの発生は、いずれも視覚的に
は輝度差となって現れ画像表示ユニットの境界に得意点
を発生させ画質の均一性を著しく劣化させる。

【００１７】上記問題点に対し本出願人は、以前、画像
表示ユニット内のビームの歪、画像表示ユニットごとの
特性ばらつき、画像表示ユニットの配列の乱れなどが発
生してもスクリーン上での輝度変化を補正、均一化し、
画質均一性の損なわれない画像表示装置を提案してい
る。上記画像表示装置は、画像表示素子の輝度不均一性
をあらかじめ記録されたフレームメモリと、輝度不均一
をキャンセルするように映像信号自体に補正をかけるた
めの補正回路を有したものである。

【００１８】以下に、上述した画像表示装置について、
図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施
例における画像表示装置の映像信号の補正回路のブロッ
ク図である。５１ａ〜５１ｃはアナログ映像信号をデジ
タル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、５２ａ〜５２
ｃは映像信号を補正するための補正回路としての乗算
器、５３は画像表示素子の輝度分布の情報が記録された
フレームメモリ、５４はフレームメモリ５３をコントロ
ールするためのアドレス発生回路である。

【００１９】フレームメモリ５３に記録される輝度分布
の情報は以下のごとく得られる。まず、画像表示素子に
一定の大きさを持つ映像信号を入力する。このとき、画
像表示素子を構成する画像表示ユニットの各々が完全に
同一の特性を持ち、ビームの歪もなく、かつ、各画像表
示ユニットが正確に等間隔で配列されていれば、画面全
体にわたって均一な輝度分布が得られるが、画像表示ユ
ニット間のばらつき、ビームの偏向歪や収差、画像表示
ユニット配列の乱れがあると、輝度の不均一な部分が発
生する。このときの輝度分布を測定し、輝度分布のいわ
ばネガに対応するデータ（明るい部分は小さく、暗い部
分は大きい）をフレームメモリに記録しておく。このと
き、上記一定の大きさを持つ映像信号をフレームメモリ
５３に記録されたデータで補正し画像表示素子に入力す
ると、ちょうど画像表示素子自身が持っている輝度の不
均一がキャンセルされて画面全体に均一な輝度分布が得
られることになる。

【００２０】次に、変調回路が乗算器で実現できること
を説明する。本発明に用いられている画像表示素子は、
パルス幅変調（以下ＰＷＭと記す）駆動を行っているた
めに、入力映像信号と輝度出力が比例するという特徴を
持つ。図５において入力映像信号がａの時、画面の平均
輝度がＬａであり、輝度不均一が発生している点では、
Ｌｂになったとする。このとき、輝度不均一が発生して
いる点での輝度を均一にするためには、入力をｂに補正
する必要がある。

【００２１】このとき、Ｌａ／Ｌｂ＝ｂ／ａ＝一定であ
るから、補正量は入力映像信号の大きさに無関係で一定
である。すなわち、補正手段５２は単なる乗算器でよ
い。

【００２２】アドレス発生回路５４は、フレーム目盛り
のデータと画像表示素子が常に一対一対応するように水
平同期信号ｈ，垂直同期信号ｖによって同期されてい
る。

【００２３】上述した回路によって、映像信号をフレー
ムメモリに記録されたデータで補正し画像表示素子に入
力すると、ちょうど画像表示素子自身が持っている輝度
の不均一がキャンセルされて画面全体に均一な輝度分布
が得られることになる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では高価な乗算器を３つも使わなければいけ
ないためコストが高いという課題を有していた。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の画像表示装置は、映像信号をＲＧＢそれぞれ
デジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、上記ＲＧＢ
デジタル映像信号をシリアル複合映像信号に変換するス
イッチ回路と、上記画像表示素子の輝度不均一性をあら
かじめ記録されたフレームメモリと、上記フレームメモ
リの出力する補正信号と上記シリアル複合映像信号を乗
算する乗算器と、上記乗算器の出力する補正複合映像信
号を補正ＲＧＢ信号にもどすフリップフロップとを有す
ることが特徴である。

【００２６】

【作用】本発明によれば、画像表示ユニット内のビーム
の歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画像表示
ユニットの配列の乱れなどが発生してもスクリーン上で
の輝度変化を補正、均一化し、画質均一性の損なわれな
い画像表示装置が安価かつ小電力かつ小規模で得られ
る。

【００２７】

【実施例１】以下本発明の一実施例の画像表示装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２８】図１は、本発明の一実施例における画像表
示装置の映像信号の補正回路のブロック図である。図に
おいて、ＣＫＲ、ＣＫＧ、ＣＫＢは映像信号ＲＧＢをそ
れぞれＡＤ変換する三相クロックである。

【００２９】５１ａ〜５１ｃはアナログ映像信号をデジ
タル映像信号に変換するためのＡＤ変換器、５３は画像
表示素子の輝度分布の情報が記録されたフレームメモ
リ、５４はフレームメモリ５３をコントロールするため
のアドレス発生回路、５５は上記ＡＤ変換器５１ａ〜５
１ｃの出力するデジタル映像信号をシリアル複合映像信
号に変換するスイッチ回路であり、５２は上記フレーム
メモリの出力する補正信号と上記シリアル複合映像信号
を乗算する乗算器、さらに５６ａ〜５６ｃは上記乗算器
５２の出力する補正複合映像信号を補正ＲＧＢ信号にも
どすフリップフロップである。

【００３０】フレームメモリ５３に記録される輝度分布
の情報は以下のごとく得られる。まず、画像表示素子に
一定の大きさを持つ映像信号を入力する。このとき、画
像表示素子を構成する画像表示ユニットの各々が完全に
同一の特性を持ち、ビームの歪もなく、かつ、各画像表
示ユニットが正確に等間隔で配列されていれば、画面全
体にわたって均一な輝度分布が得られるが、画像表示ユ
ニット間のばらつきビームの偏向歪や収差、画像表示ユ
ニット配列の乱れがあると、輝度の不均一な部分が発生
する。このときの輝度分布を測定し、輝度分布のいわば
ネガに対応するデータ（明るい部分は小さく、暗い部分
は大きく）をフレームメモリ５３に記録しておく。

【００３１】このとき、上記一定の大きさを持つ映像信
号をフレームメモリ５３に記録されたデータで補正し画
像表示素子に入力すると、ちょうど画像表示素子自身が
持っている輝度の不均一がキャンセルされて画面全体に
均一な輝度分布が得られることになる。

【００３２】上記補正が乗算器で実現できることは従来
例と同じであるが、高速な乗算器は高価であり、電力も
大きく、回路規模も大きい。

【００３３】本発明の画像評価装置は、薄型コンパクト
を特徴としており、乗算器を３つ使用することは上記３
点の理由から大きな不利となる。これに比べて、フリッ
プフロップやスイッチ回路は一般にもちいられているＴ
ＴＬを使用でき、安価で電力も小さく規模も小さい。よ
って、本発明によれば乗算器を１つにすることができ、
薄型コンパクトを最大限に引き出した画像評価装置を実
現することが出来る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、画像表示ユニット内の
ビームの歪、画像表示ユニットごとの特性ばらつき、画
像表示ユニットの配列の乱れなどが発生してもスクリー
ン上での輝度変化を補正、均一化し、画質均一性の損な
われない画像表示装置が安価かつ小電力かつ小規模で得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像表示装置に用い
られる補正回路のブロック図

【図２】従来例の画像表示装置に用いられる補正回路の
ブロック図

【図３】従来例における画像表示素子の分解斜視図

【図４】同画像表示素子の蛍光面の拡大図

【図５】補正回路が乗算器で実現できることを示す説明
図

【符号の説明】

５１ａ〜５１ｃ ＡＤ変換器 ５２ａ〜５２ｃ、５２ 乗算器 ５３ フレームメモリ ５４ アドレス発生回路 ５５ スイッチ回路 ５６ａ〜５６ｃ フリップフロップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーム源としての線陰極と、電子ビーム
   総量を制御する背面電極及びビーム引き出し電極と、上
   記電子ビームの流量を制御するビーム流制御電極と、上
   記電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向電極と、上
   記電子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向電極と、上
   記電子ビームが衝突するスクリーンとを有する画像表示
   素子を用い、映像信号と、上記映像信号をＲＧＢそれぞ
   れデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、上記ＲＧ
   Ｂデジタル映像信号をシリアル複合映像信号に変換する
   スイッチ回路と、上記画像表示素子の輝度不均一性をあ
   らかじめ記録されたフレームメモリと、上記フレームメ
   モリの出力する補正信号と上記シリアル複合映像信号を
   乗算する乗算器と、上記乗算器の出力する補正複合映像
   信号を補正ＲＧＢ信号にもどすフリップフロップを有
   し、上記補正ＲＧＢ信号を用いて上記画像表示素子のビ
   ーム流制御電極を駆動することを特徴とする画像表示装
   置。