JPH10503350A - 表示スクリーン上の輝度均等性の改善 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の方法は表示管(1)の表示スクリーン(10)の縁方向の光量の低下を低減するものである。光量の低下の程度は特に表示スクリーン(10)の中心から縁へ向かう表示スクリーン(10)のガラスの厚さの変化、及びガラスの透過性に依存する。本発明では、この光量の低下を、偏向速度を表示スクリーン(10)の中心から縁の向かって減少させる(C1,Cs)ことにより補正する。

Description

【発明の詳細な説明】 表示スクリーン上の輝度均等性の改善 本発明は、制御電極が設けられた表示管の表示スクリーン上の輝度均等性を改 善する方法及び補正回路に関するものである。この方法は制御電極を画像信号に 応答して駆動して被変調電子ビームを発生させるステップと、該被変調電子ビー ムを偏向して画像信号を表示スクリーン上に表示させるステップと具える。 本発明は、このような補正回路が設けられた表示装置にも関するものである。 画像信号を表示する表示スクリーン、３つの電子ビームを発生する電子銃及び これらの電子ビームを偏向する水平及び垂直偏向磁界を発生する偏向ユニットを 有するカラー表示管が設けられた画像表示装置が一般に知られている。３電子ビ ームがいっしょに複合電子ビームを構成し、偏向ユニットの制御の下で表示スク リーン上にラインを描く。３電子ビームは画像情報により変調され、表示スクリ ーンの各位置の放射光量を制御する。この光量は所定の位置における１秒当たり の複合電子ビーム中の電子の量（一般にはビーム電流値という）により特に影響 される。このような既知の表示装置は、光量が表示スクリーンの縁に向かうにつ れて減少し、表示スクリーン上の輝度均等性が妨害される欠点を有する。表示ス クリーンの縁方向の輝度減少は特にこのスクリーンの中心から縁に向かうにつれ て増大する表示スクリーンのガラスの厚さにより生ずる。この光量の減少は、表 示スクリーン上の黒レベルの改善のためにガラスの透過性が小さくなるにつれて ますます顕著になる。この妨害された輝度均等性は、特に電子ビームが表示スク リーンを一定のビーム電流で書き込むように変調される場合に目に見え迷惑とな る。 本発明の目的は表示スクリーン上の輝度均等性を改善する方法及び補正回路、 並びに改善された表示装置を提供することにある。 この目的のために、本発明の第１の特徴は、請求項１に記載された輝度均等性 を改善する方法にあり、当該方法は、画像信号が表示スクリーンのアスペクト比 に対応するアスペクト比を有し、更に、変調された電子ビームの偏向速度が表示 スクリーンの中心から縁に向かって減少するように偏向を制御するステップを具 えることを特徴とする。この点は、偏向速度（表示スクリーンを横切る電子ビー ムの移動速度）を表示情報の最適な幾何形状が得られるように表示スクリーンの 全域に亘ってできるだけ一定にする通常の表示装置と全く相違する。 本発明の第２の特徴は、請求項６に記載された輝度均等性を改善する表示装置 にあり、当該表示装置は、更に、電子ビームの偏向速度を、改善された輝度均等 性が得られるように、表示スクリーンの中心から縁に向かって減少させる補正手 段を具えていることを特徴とする。 本発明の第３の特徴は請求項８に記載されている補正回路にある。 本発明の第４の特徴は、請求項９に記載された方法にあり、当該方法は、更に 、変調された電子ビームの少なくともライン方向の偏向速度が表示スクリーンの 中心から縁に向かって減少するように偏向を制御し、少なくとも１フレーム位置 におけるライン方向の光出力の減少をほぼ補償するステップを具えることを特徴 とする。 本発明の第５の特徴は請求項１０に記載されている方法にあり、当該方法は、 更に、変調された電子ビームの少なくともライン方向の偏向速度が表示スクリー ンの中心から縁に向かって減少するように偏向を制御するステップと、画像信号 の発生瞬時を表示スクリーン上の位置誤差を低減するように制御するステップと を具えることを特徴とする 本発明の有利な実施例は縦続請求項に記載されている。 このような表示スクリーン上の輝度均等性の改善方法は、放射光量が電子ビー ムの偏向速度に依存するという認識に基づくものである。実際上、遅い偏向速度 ほど表示スクリーン上の所定の位置に衝突する毎秒電子数が多くなるため、放射 光量が増大する。電子ビームの偏向速度が表示スクリーンの縁に向かって減少す るように偏向を制御することにより、表示スクリーンの縁に向かって減少する光 量を完全に、又は部分的に補償することができる。 本発明は、表示スクリーンの縁方向の光量の減少をビーム電流を増大する必要 なしに低減するのに好適である。従って、被変調電子ビームのスポットサイズが 悪影響を受けることがない。 ＥＰ−Ａ−０，５６７，３０１から、１６：９のアスペクト比を有する画像情 報を４：３のアスペクト比を有する表示スクリーンに表示させるために、水平偏 向を表示スクリーンの垂直縁に向かって減速させることが既知である。この減速 を達成する可能な方法として、ライン偏向コイルと直列のＳ字補正キャパシタを 過度に小さい値にしている。このようにすると、全画像情報が全表示スクリーン を満たし、表示スクリーンの中心部に幾何学的歪み妨害を発生することはない。 水平偏向速度を表示スクリーンの垂直縁の方向に減速するこの既知の方法は、表 示スクリーンの縁の方向における光量の減少を低減することを目的とするもので はない。 本発明の第１の特徴に従って光量の減少を完全に又は部分的に補償する場合に は、所定のアスペクト比を有する画像情報が（ほぼ）同一のアスペクト比を有す る表示スクリーンに表示され、この点は１６：９のアスペクト比を有する画像信 号を４：３のアスペクト比を有する表示スクリーンに表示するよう圧縮するＥＰ −Ａ−０，５６７，３０１に記載されたものと全く相違する。偏向速度を光量の 減少を低減するように制御する本発明による偏向速度の制御は表示スクリーンの ガラスの厚さの変化に依存し、従って所望の幾何学的歪みを導入するように偏向 速度を制御するＥＰ−Ａ−０，５６７，３０１による偏向速度の制御とは全く異 なる結果をもたらす。 ＥＰ−Ａ−０，５６７，３０１には、更に、１６：９のアスペクト比を有する 画像情報を異なる方法で４：３のアスペクト比を有する表示スクリーンに完全に 表示する実施例が示されている。この実施例では、表示スクリーンの垂直縁方向 の水平偏向速度の減少を表示スクリーンの水平縁方向の垂直偏向速度の増大と組 合せている。本発明では、垂直方向の光量の減少を補正する必要がある場合には 、垂直偏向速度を表示スクリーンの水平縁の方向に減少させて垂直方向の光量の 減少を低減する。 偏向速度を制御すると、画像信号の表示スクリーン上の位置がシフトされる。 請求項２に記載された本発明方法の一実施例は、画像信号の発生瞬時を制御する ことにより、偏向速度の減少の結果生ずる位置シフトが完全に又は部分的に補償 される利点を有する。画像信号の発生位置の時間的シフトはクロック変調又は補 間のような既知の技術により達成することができる。クロック変調では、画像信 号を、例えば一定のクロックでメモリに書き込み、可変クロックでメモリから読 み出す。補間では、供給された画像信号を補間アルゴリズムにより処理してシフ トされた瞬時に正しい情報を有する画像信号を得る。 請求項３に記載された本発明方法の実施例はライン方向の偏向速度のみを変調 する。この実施例は、画像情報の時間シフトを、例えばラインメモリを用いて簡 単に実現することができるという利点を有する。水平偏向により得られるライン が垂直方向に互いに連続する慣例の偏向においては、ライン方向の偏向は水平偏 向である。垂直偏向により得られる垂直ラインが水平方向に互いに連続する転置 走査においては、ライン方向の偏向は垂直偏向である。 請求項４に記載された本発明方法の実施例は、表示スクリーンの種々のフレー ム位置におけるガラス厚さのライン方向の存在しうる変化に基づく。この実施例 は光量の減少の良好な補償をもたらす。 請求項５に記載された本発明方法の実施例では、偏向を表示スクリーンの縁方 向において光量の減少の補償に必要とされる程度より強く減速させる。その結果 得られる表示スクリーンの縁方向の光量の増大は、ビーム電流を表示スクリーン の縁方向において減少させることにより完全に又は部分的に補償する。この目的 のために、補正波形により被変調ビーム電流を制御し、表示スクリーンの縁に向 かうにつれてこのビーム電流より少数の毎秒電子数を有する補正された電子ビー ムを得る。表示スクリーンの縁の方向に被変調ビーム電流を減少させることによ り、表示スクリーンの縁方向のスポットサイズの成長（スポット成長と称されて いる）が制限される利点が得られる。被変調ビーム電流の減少は、例えば画像信 号の振幅を既知のコントラスト制御手段により制御する、又は画像信号のＤＣレ ベルを既知の輝度制御手段により制御することにより達成することができる。 請求項７に記載された本発明表示装置の実施例は、表示スクリーンの縁方向の 光量の減少を、偏向速度のパラボラ状補正により多くの表示管において良好な結 果が達成されるという認識に基づいている。このような偏向速度の減少は関連す る偏向コイルと直列のＳ字補正キャパシタを過度に小さい適切な値にすることに より簡単に実現することができる。 本発明の第４の特徴によれば、少なくともライン方向の偏向速度の変化を表示 スクリーンの縁方向における光量の減少をほぼ補償するよう制御して輝度均等性 を改善している。本発明に従ってこの光量減少をほぼ補償するには、ＥＰ−Ａ− ０，５６７，３０１に従って１６：９のアスペクト比を有する画像信号を４：３ のアスペクト比を有する表示スクリーンに表示するよう圧縮するのに必要とされ るライン方向の偏向速度の変化とは異なる変化が必要とされる。 本発明の第５の特徴に従って輝度均等性を改善するには、電子ビームの偏向速 度が表示スクリーンの縁に向かうにつれて減少するように偏向を制御する。偏向 速度の制御により生ずる画像情報の位置誤差を画像信号の発生瞬時を制御するこ とにより減少させる。前述したように、画像信号の発生位置の時間的シフトは、 クロック変調又は補間のような既知の技術により得ることができる。これに対し 、ＥＰ−Ａ−０，５６７，３０１の目的は、表示スクリーンの縁の方向に増大す る位置誤差を故意に導入することにある。 本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例の説明から明らか になる。 図面において、 図１は本発明表示装置の一実施例を示し、 図２は図１の表示装置の動作説明用の幾つかの波形を示す。 図１は本発明表示装置を示す。カラー表示管１には制御電極１１、１２、１３ と表示スクリーン１０が設けられている。表示スクリーン１０には３原色の蛍光 体（図示せず）が設けられている。画像信号Ｐiから取り出した制御信号Ｖc1， Ｖc2，Ｖc3により制御電極１１、１２、１３を駆動して個々の電子ビームの電子 数を変調する。変調された各電子ビームは一つの蛍光体に関連する。これらの変 調された電子ビームが変調された複合電子ビームを構成する。この変調された複 合電子ビーム内の１秒当たりの電子数により表示スクリーン１０による放射光量 が決定まる。偏向ユニット５はフィールド偏向コイルＬv及びライン偏向コイル Ｌhと、フィールド及びライン偏向コイルＬv及びＬhを駆動する偏向駆動回路５ ０とを具える。偏向駆動回路５０は画像信号Ｐiから同期回路６により取り出さ れた垂直同期情報Ｖs及び水平同期情報Ｈsを受信し、画像信号Ｐiと同期し てフィールド及びライン偏向コイルＬv及びＬhにのこぎり波状のフィールド及び ライン偏向電流Ｉv及びＩhを発生させる。 波形発生回路４は水平及び垂直同期情報Ｈs及びＶsを受信し、第１の補正波形 Ｃ1を偏向駆動回路５０に、第２の補正波形Ｃ2を時間補正回路３に、及び第３の 補正波形Ｃ3をビーム電流補正回路２に供給する。時間補正回路３は画像信号Ｐi を受信し、時間シフトされた画像信号Ｐdを出力する。この時間シフト量は第２ の補正波形Ｃ2により決まる。ビーム電流補正回路２はこの時間シフトされた画 像信号Ｐdを受信し、制御電圧Ｖc1，Ｖc2，Ｖc3を出力する。変調された複合電 子ビーム内の１秒当たりの電子数（以後ビーム電流値という）は第３の補正波形 Ｃ3により決まる。この実施例では、ライン偏向電流Ｉhを第１の補正信号Ｃ1に より制御し、水平偏向速度を表示スクリーン１０の縁に向かうにつれて減少させ る。フィールド偏向電流Ｉvを表示スクリーン１０の縁に向かうにつれて減少さ せる第４の補正波形を発生させることもできる。偏向速度を表示スクリーン１０ の縁に向かうにつれて減少させると、輝度低下が抑えられる。 表示スクリーン１０上の偏向速度の制御により発生する画像信号Ｐiの位置誤 差は第２の補正波形Ｃ2により時間補正回路３を介して補償することができる。 表示スクリーン１０の縁方向の偏向の減速は、表示スクリーン１０の縁方向の 輝度低下の所望の低減に必要とされる程度より大きくすることができる。その結 果発生する大きな光量増大は、第３の補正波形Ｃ3の形状を、ビーム電流値（変 調された複合電子ビーム内の1秒当たりの電子数）が表示スクリーン１０に向か うにつれて減少するように選択することにより完全に、又は部分的に補償するこ とができる。ビーム電流値は、例えばこの目的に適応するコントラスト制御、即 ち時間シフト画像信号Ｐdに第３の補正信号Ｃ3を乗算することにより制御するこ とができる。このコントラスト制御は画像表示装置内の既存のコントラスト制御 と組み合わせることができ、或いは追加の機能として組み込むこともできる。 更に、表示スクリーンの縁方向の偏向速度の減少は、ライン偏向コイルＬhと 直列にＳ字補正キャパシタＣsを配置することにより、又はＳ字補正キャパシタ Ｃsの値を通常の値より小さい値に選択することにより実現することができる。 この場合には、第１の補正信号Ｃ1を省略することができる。一般に既知の回路 では、Ｓ字補正キャパシタＣsの値は、表示スクリーン１０の縁方向における高 すぎる偏向速度を最良に補償する表示スクリーン１０の垂直縁方向における水平 偏向コイルＬhの端子電圧の減少が得られるように選択される。この高すぎる偏 向速度は表示スクリーン１０がほぼ平坦である結果として生ずる。本発明では、 Ｓ字補正キャパシタＣｓの値を正規の偏向に必要な値より小さい値に故意に選択 して、ライン偏向速度を表示スクリーン１０の縁に向かうにつれて減少させる。 また、例えば偏向制御回路５０内に配置された波形発生器により大きすぎるＳ字 補正量を有するフィールド制御信号を発生させることによりフィールド偏向速度 を表示スクリーンの縁に向かって減少させることもできる。ＥＰ−Ａ−０，５６ ７，３０１から、所定の幾何学的歪みを導入するように偏向速度を表示スクリー ンの縁に向かって減速させることが既知であり、従って補正の程度を本発明と異 なる基準に基づいて決定している。 図２は図１の表示装置の動作を説明するための幾つかの波形を示す。期間t0-t 1は表示スクリーン１０上に１ラインが書き込まれる１水平時間インターバルに 対応する。図２ａの破線は表示スクリーン１０を( ほぼ)一定の水平偏向速度で 走査するのに必要な量のＳ字補正が与えられた従来の水平偏向電流Ｉhoを示す。 本発明に従ってＳ字補正キャパシタＣsを故意に過度に小さい値に選択すること により大きすぎるＳ字補正を有する補正された水平偏向電流Ｉhcを実線で示す。 図２ｂは水平偏向速度vhを示し、破線は従来の水平偏向電流Ｉhoと関連する一定 の水平偏向速度vhoを示す。実線は、本発明による補正された水平偏向速度vch1 は表示スクリーン１０の中心部で僅かに増大し、表示スクリーン１０の縁に向か うにつれて減少することを示す。図２ｃは一定のビーム電流で表示されるライン の光量を示す。破線曲線loは、従来の一定の水平偏向速度vhoの場合には表示ス クリーン１０の所定のフレーム位置において表示スクリーン１０の縁に向かうに つれて光量が減少することを示す。実線lc1は補正された水平偏向速度vh1の場合 には一定の放射光量が発生することを示す。図２ｂの実線曲線vhc2で示すように 、偏向速度を光量低下の補償に必要とされる程度より大きく減速させることもで きる。この場合には、図２ｃの実線曲線lc2で示すように、表示スクリーン１０ の縁に向かって増大する光量が得られる。この光量の増大はビーム電流を表示 スクリーン１０の縁に向かって減少させることにより補償することができる。ま た、偏向速度を光量低下の補償に必要とされる程度より小さく減速させることも できること勿論である。図２に示す波形は単なる一例であって、例えば複数の線 分の組合せからなる簡単な波形もスポット成長の抑制に好ましい。 上述した実施例は本発明を明らかにするものであって、本発明を限定するもの でなく、当業者であれば請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することな く多くの変更や変形が考えられる。請求の範囲内の括弧内の参照符号は請求の範 囲を限定するものではない。特に、波形発生回路４、時間補正回路３及びビーム 電流補正回路２は種々の素子を具えるハードウェア又は集積回路に実現すること ができ、且つ／又適切なプログラム制御プロセッサにより実現することもでき、 両方とも本発明の範囲に含まれる。本発明は光量を水平方向及び／又は垂直方向 にできるだけ一定に維持するのに使用することができる。本発明による輝度の低 減は１つの電子ビームを使用する表示管にも好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．制御電極(11,12,13)が設けられた表示管(1)の表示スクリーン(10)上の輝度 均等性を改善する方法であって、制御電極(11,12,13)を画像信号(Pi)に応答して 駆動し、変調された電子ビームを発生させるステップ(2)と、該変調された電子 ビームを偏向して画像信号(Pi)を表示スクリーン(10)上に表示させるステップ(5 )と具え、画像信号(Pi)が表示スクリーンのアスペクト比に対応するアスペクト 比を有している輝度均等性改善方法において、当該方法は、更に、 前記偏向(5)を、変調された電子ビームの偏向速度が表示スクリーン(10)の 中心から縁に向かって減少するように制御するステップ(C1;Cs)を具えることを 特徴とする輝度均等性改善方法。 ２．当該方法は、更に、画像信号の発生瞬時を、表示スクリーン(10)上における 画像信号(Pi)の位置誤差を減少するように制御するステップ(3)を具えることを 特徴とする請求項１記載の輝度均等性改善方法。 ３．前記偏向(5)をライン及びフィールド方向に行い、且つ前記偏向の制御(C1;C s)を、ライン方向の偏向速度を表示スクリーン(10)の中心から縁に向かって減少 させることにより行うことを特徴とする請求項１記載の輝度均等性改善方法。 ４．ライン方向の偏向速度の減少が表示スクリーン(10)上のフィールド方向の位 置に依存することを特徴とする請求項３記載の輝度均等性改善方法。 ５．表示スクリーン(10)の中心から縁方向への偏向速度の減少が表示スクリーン (10)の光出力の表示スクリーン(10)の縁方向への減少を過補償し、且つ当該方法 は、更に、変調された電子ビームを制御し、表示スクリーン(10)の中心から縁に 向かってこの電子ビームより少ない毎秒電子数を有する補正された電子ビームを 得る補正波形(C3)を発生するステップ(4)を具えることを特徴とする請求項１記 載の輝度均等性改善方法。 ６．制御電極(11,12,13)が設けられた表示管(1)の表示スクリーン(10)上に画像 信号(Pi)を表示する表示装置であって、 画像信号(Pi)に応答して制御電極(11,12,13)を駆動し、表示管(1)内に変調 された電子ビームを発生させる駆動手段(2)と、 変調された電子ビームを偏向して画像信号(Pi)を表示スクリーン(10)上に表 示させる偏向手段(5)とを具える表示装置において、当該表示装置は、更に、 前記電子ビームの偏向速度を、改善された輝度均等性が得られるように、表 示スクリーン(10)の中心から縁に向かって減少させる補正手段(C1;Cs)を具えて いることを特徴とする表示装置。 ７．前記偏向手段(5)はライン偏向コイル(Lh)を具え、前記補正手段(C1;Cs)はラ イン偏向コイル(Lh)と直列に配置されたＳ字補正キャパシタ(Cs)を含み、該Ｓ字 補正キャパシタ(Cs)はほぼ一定の偏向速度と関連する公称値より小さい値を有し 、電子ビームの偏向速度が表示スクリーン(10)の中心から縁に向かって減少する よう構成されていることを特徴とする請求項６記載の表示装置。 ８．表示管(1)の表示スクリーン(10)上の輝度均等性を改善する補正回路であっ て、画像信号(Pi)に応答して表示管(1)の制御電極(11,12,13)を駆動し、変調さ れた電子ビームを表示管(1)内に発生させる駆動手段(2)を具える補正回路におい て、該補正回路は、更に、 電子ビームの偏向速度を、改善された輝度均等性が得られるように、表示ス クリーン(10)の中心から縁に向かって減少させる手段(4)を具えることを特徴と する補正回路。 ９．制御電極(11,12,13)が設けられた表示管(1)の表示スクリーン(10)上の輝度 均等性を改善する方法であって、画像信号(Pi)に応答して制御電極(11,12,13)を 駆動し、変調された電子ビームを発生させるステップ(2)と、該変調された電子 ビームをライン及びフィールド方向に偏向して画像信号(Pi)を表示スクリーン(1 0)上に表示させるステップ(5)と具える輝度均等性改善方法において、当該方法 は、更に、 前記偏向(5)を、変調された電子ビームの少なくともライン方向の偏向速度 が表示スクリーン(10)の中心から縁に向かって減少し、少なくとも１フレーム位 置におけるライン方向の光出力の減少がほぼ補償されるように制御するステップ (C1;Cs)を具えることを特徴とする輝度均等性改善方法。 １０．制御電極(11,12,13)が設けられた表示管(1)の表示スクリーン(10)上の輝 度均等性を改善する方法であって、画像信号(Pi)に応答して制御電極(11,12,13) を駆動し、変調された電子ビームを発生させるステップ(2)と、該変調された電 子ビームを偏向して画像信号(Pi)を表示スクリーン(10)上に表示させるステップ (5)と具える輝度均等性改善方法において、当該方法は、更に、 前記偏向(5)を、変調された電子ビームの少なくともライン方向の偏向速度 が表示スクリーンの中心から縁に向かって減少するように制御するステップ(C1; Cs)と、 画像信号(Pi)の発生瞬時を表示スクリーン(10)上の位置誤差を低減するよう に制御するステップ(3)とを具えることを特徴とする輝度均等性改善方法。