JPH07193829A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン上の画質均一性等を保つ画像表示
装置を提供する。 【構成】 映像信号をディジタル映像信号に変換するＡ
Ｄ変換器５１５３と、スクリーン上の各区分毎の輝度不
均一性をあらかじめ記録した第１のメモリ５４と、画像
表示装置の各走査線の複数区分毎の輝度不均一性をあら
かじめ記録した第２のメモリと、輝度均一化ためのメモ
リ５４、５６の出力とＡＤ変換器５１〜５３の出力であ
るディジタル映像信号との乗算及び輝度均一とホワイト
バランスを全輝度範囲で保つための非線形信号変換及び
上記映像信号に対してあらかじめなされている変調をキ
ャンセルするための非線形信号変換とを行うディジタル
映像信号変換手段５８〜６０とを有する画像表示装置。

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
水平及び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
れの電子ビームを水平及び垂直方向に偏向して、スクリ
ーン上に複数のビームスポットを表示し、全体として画
像を表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に用いられる画像表示装置の基本
的な構造の一例を図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、集束電極５、
水平偏向電極６、垂直偏向電極７、スクリーン板８、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持って
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、上記線陰極を
２イ〜２ツとする。上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。上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
定時間ずつ電子ビー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。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】ビーム引き出し電極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ームをその貫通孔１０を通
して取り出す。

【０００７】次に制御電極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１１４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）。制御電極４は上記ビーム
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。ここでの映像信号とはＲ，Ｇ，Ｂ色別にＡＤ変
換されたディジタル映像信号のことであり、電子ビーム
の通過量はこのディジタル映像信号にほぼ比例する。

【０００８】集束電極５は、制御電極４に設けられた各
貫通孔１４に対向する位置に貫通孔１６を有する導電板
１７で、電子ビームを集束している。水平偏向電極６
は、上記貫通孔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，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。

【０００９】垂直偏向電極７は、上記貫通孔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
の垂直導電体対が構成され、スクリーン上８に垂直方向
に２２８本の水平走査ラインを描いている。

【００１０】上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、垂直共偏
向歪を少なくすることが出来る。

【００１１】スクリーン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、カー
ボンも塗布されている。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。図３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点錯線は複数本の制御
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点錯線で仕切られた１つの区画の拡大図を
図４に示す。

【００１２】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。なお図４
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。

【００１３】上述のごとく本発明に用いられる画像表示
装置は、微小な画像表示ユニット（上記例では１mm×４
mm）を、縦、横に多数並べ、全体として１つの画像を表
示するマルチビーム表示装置であるから、各々の画像表
示ユニットを点灯させる電子ビームの流量にばらつきが
あると、全体として均一な画質にはならない。また、隣
接するラインの間隔にばらつきがあると、その間隔が他
の部位に比べ大きければそこは暗く、逆に小さければ明
るくなり、均一な画質にならない。さらに、本発明で用
いる画像表示装置の電子ビームと輝度の関係が非線形で
あったり、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色間で異なる関係である場
合、あるレベルの輝度で画質を均一化してホワイトバラ
ンス調整を施しても、それ以外の輝度レベルでは画質の
均一性及びホワイトバランスがくずれることになる。ま
た、通常映像信号にはブラウン管を用いた画像表示装置
の電子ビーム量と輝度の関係を考慮した変調がかけられ
ているが（以下ガンマ補正と記す）、本発明で用いる画
像表示装置の電子ビームと輝度の関係が上記ブラウン管
を用いた画像表示装置のそれと異なる場合、上記ブラウ
ン管を用いた画像表示装置と同等の映像を再現できない
ことになる。

【００１４】本発明は上記問題点を解決するもので、画
像表示ユニット内の電子ビーム流量のばらつきや隣接２
ラインの非等間隔性による輝度異常が発生しても、スク
リーン上での輝度変化を補正、均一化し、さらに映像信
号にあらかじめなされているガンマ補正を打ち消す映像
信号変換をし、さらに上記画像表示装置が表示できる全
範囲の輝度レベルにおいて画質均一化補正を生かし、ホ
ワイトバランスを保てる画像表示装置を提供するもので
ある。

【００１５】

【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、画像表示装置の各々のユニ
ットの輝度不均一性をあらかじめ記録したメモリと、画
像表示装置の各ライン毎の輝度不均一性をあらかじめ記
録したメモリと、映像信号にあらかじめなされているガ
ンマ補正をキャンセルする非線形変換及び輝度均一化の
ために上記２つのメモリからの信号と映像信号を掛け合
わせる変換及び全輝度範囲において輝度均一とホワイト
バランスを有効にするための非線形変換を行う映像信号
変換用ＲＯＭテーブルを有することを特徴とする画像表
示装置である。

【００１６】

【作用】本発明によれば、画像表示ユニット内の電子ビ
ームのばらつきや各ライン間隔の不均一がもたらす輝度
異常が発生しても輝度不均一性をあらかじめ記録した２
つのメモリからの出力と映像信号を掛け合わせることに
よりスクリーン上での輝度が均一に補正され、単なるか
け算だけでは上記輝度均一化補正はある特定の輝度でし
か有効でないが映像信号と輝度との一般的に非線形な関
係を打ち消す色別の映像信号の非線形変換により上記輝
度均一化補正とホワイトバランスが全輝度範囲で保た
れ、映像信号にかけられているガンマ補正をキャンセル
する非線形な映像信号変換によって映像信号を映像とし
て正確に再現する画像表示装置が得られる。

【００１７】

【実施例】以下に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。

【００１８】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。５１〜
５３はＲ，Ｇ，Ｂ色別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、５４は画像表示装置内
の画像表示ユニット毎の輝度分布の情報が記録されたメ
モリ、５５はメモリ５４をコントロールするためのアド
レス発生回路、５６は画像表示装置のライン毎の輝度分
布の情報が記録されたメモリ、５７はメモリ５６をコン
トロールするためのアドレス発生回路、５８〜６０は映
像信号を変換するためのＲＯＭテーブルである。

【００１９】メモリ５４及びメモリ５５に記録される輝
度分布の情報は以下のように得られる。まず、画像表示
装置に一定の大きさをもつ映像信号を入力する。この
時、画像表示装置を構成する画像表示ユニット内の電子
ビームの流量がそれぞれ完全に同量であり、各ライン間
隔が完全に等しければ、全体にわたって均一な輝度分布
が得られるが、画像表示ユニット内の電子ビームの流量
にばらつきがあったり、各ライン間隔が不均一である
と、輝度の不均一な部分が発生する。この時の輝度をま
ずは画像表示ユニット毎に測定し、ユニット毎の輝度分
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）をメモリ５４に記録しておく。
次に各ラインを垂直方向に複数分割して各ラインの各区
画毎に輝度を測定し、各ラインの各区画毎の輝度分布の
ネガに対応するデータをメモリ５６に記録する。

【００２０】またアドレス発生回路５５及び５７は、メ
モリ５４または５６のデータと画像表示装置が常に一対
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。

【００２１】次にＲＯＭテーブル５８〜６０について説
明する。これらのＲＯＭが行うべきことは、ガンマ補正
のキャンセル、メモリ５４、５６からのデータと映像信
号との乗算、本発明で用いられている画像表示装置特有
の映像信号と輝度との関係（Ｒ，Ｇ，Ｂ色別）を考慮し
た映像信号の変換（すなわちガンマ補正がキャンセルさ
れた映像信号と輝度との関係は比例関係でなければなら
ないので、比例関係になるように映像信号側を変換して
おく）、以上の３つの信号処理である。

【００２２】ＲＯＭテーブル５８〜６０のデータの作り
方を説明する。まず図２のように映像信号にはブラウン
管を用いた画像表示装置の電流と輝度の関係を意識して
１分の２．２乗のガンマ補正がかけられているので、映
像信号を２．２乗する変換をディジタル映像信号に施
す。

【００２３】次に上記２．２乗に変換された映像信号と
画面の輝度が正確に比例関係であるとし、画面均一化補
正がメモリ５４及び５６からの信号と映像信号とのかけ
算で実現されることを説明する。図２において映像信号
がａのとき、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。この時、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。この時、Ｌａ／Ｌ
ｂ＝ｂ／ａ＝一定であるから、補正量は映像信号の大き
さに無関係に一定であるので、メモリ５４、５６からの
信号の大きさに比例した定数を映像信号に乗じる単なる
かけ算変換をすればよい。

【００２４】さて上記の説明では映像信号と輝度の関係
がＲ，Ｇ，Ｂ３色共に比例関係であるとしたが、この関
係が色別に異なる非線形関係であるとき、この関係を考
慮しないと、輝度補正が、取り得る輝度範囲の一部でし
か施せないと同時に、ホワイトバランスも取れないこと
になる。しかるに、上記の非線形関係をキャンセルする
ような変換を映像信号に施せば、輝度均一化補正は取り
得る輝度の全範囲において有効となり、ホワイトバラン
スも同時に保ち続けることができる。すなわち上記色別
の非線形関係を定式化し、その逆関数を求め、この関数
に基づいて映像信号を変換してやればよい。

【００２５】上記３つの変換をまとめて、Ａ／Ｄ変換さ
れた映像信号ｘとＲＯＭテーブルの出力ｙの関係ｙ＝ｆ
（ｘ）（関数ｆは上記３つの変換、すなわちガンマ補正
の逆変換と、メモリからの信号とのかけ算と、映像信号
と色別の輝度の関係を考慮した変換のすべてを含む関数
で、一般に非線形。また一般に関数ｆは色毎に異なる）
なる式を求め、これを満たす変換がなされるべく、ＲＯ
Ｍテーブルのデータを作ればよい。

【００２６】まとめると、ＡＤ変換後の映像信号は、ま
ずガンマ補正の逆変換を受け、次にメモリ５４及び５６
からの補正信号と掛け合わされ、最後に本発明で用いら
れている画像表示装置の色別の発光特徴を考慮した変換
を受ける。これら３つの信号処理が、ＲＯＭテーブルを
経ることで、一気に行われる。

【００２７】

【発明の効果】以上のごとく本発明の画像表示装置によ
れば、画像表示ユニット内の電子ビームのばらつきや隣
接２ラインの非等間隔性により輝度異常が発生しても、
スクリーン上での輝度変化を補正、均一化し、また全輝
度範囲において画質均一性とホワイトバランスを保ち、
ガンマ補正のキャンセルも同時になされる画像表示装置
が得られる。

【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
られる画質均一化補正及び映像信号補正手段のブロック
図

【図２】同画像表示装置の輝度均一化のための映像信号
変換を説明する図

【図３】従来例における画像表示装置の分解斜視図

【図４】同画像表示装置の蛍光面の拡大図

【符号の説明】

５１〜５３ Ａ／Ｄ変換器 ５４ メモリ ５５ アドレス発生器 ５６ メモリ ５７ アドレス発生器 ５８〜６０ ＲＯＭテーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン上の画面を水平及び垂直方向
   に複数の区分に分割し各区分を照射する電子ビーム群が
   各区分上に塗布された蛍光体を照射することにより上記
   スクリーン上に形成される多くのビームスポットによっ
   て画像を構成する画像表示装置であって、映像信号をデ
   ィジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、上記スクリ
   ーン上の各区分毎の輝度不均一性をあらかじめ記録した
   第１のメモリと、上記画像表示装置の各走査線の複数区
   分毎の輝度不均一性をあらかじめ記録した第２のメモリ
   と、輝度均一化のための上記２つのメモリの出力と上記
   ＡＤ変換器の出力であるディジタル映像信号との乗算及
   び輝度均一とホワイトバランスを全輝度範囲で保つため
   の非線形信号変換及び上記映像信号に対してあらかじめ
   なされている変調をキャンセルするための非線形信号変
   換とを行うディジタル映像信号変換手段とを有すること
   を特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 ディジタル映像信号変換手段として、リ
   ードオンリーメモリ（ＲＯＭテーブル）を用いたことを
   特徴とする請求項１記載の画像表示装置。