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画像表示装置 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 画像表示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−87507
公開日 平成7年(1995)3月31日
出願番号 特願平5−225503
出願日 平成5年(1993)9月10日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 山岸 成多 / 宮井 宏
要約 目的
陰極線管を用いた画像表示装置において装置の大型化を抑えながらも明るさを維持し、走査線の本数を増やして高解像の画像を提供する。

構成
一つの蛍光面に対して2つの電子銃により走査を行う。第一の手段は第一の電子銃が走査した後を一定の遅延時間をもって第2の電子銃が走査する構成からなる画像表示装置。第2の手段は第一の電子銃の走査線と走査線の間隙を第2の電子銃が走査する構成からなる画像表示装置。また、前記第一の手段、第2の手段において蛍光面前方に投写レンズを備えることによりなる投写型画像表示装置。
特許請求の範囲
【請求項1】 画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線上を第2の電子銃が一定の遅延時間をもって走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置。
【請求項2】 画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線の間を第2の電子銃が走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は陰極線管を用いた画像表示装置、およびそれを用いた投写型画像表示装置において、画質改善のための陰極線管構造及びその制御手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】インフラの整備、高解像コンピューターなどの普及の理由から画像表示装置には高解像度化が必要になってきており、このニーズに対して従来の陰極線管の電子銃、蛍光体の改善などにより対応している。
【0003】また、大画面映像を実現するためには画像表示素子上の画像を光学的に拡大投写する投写型画像表示装置が主流となっている。中でも陰極線管を用いた投写型画像表示装置は陰極線管の画像が高画質であること、構造が簡単に構成でき、装置の大きさ、コスト、扱いやすさの点で他の方式に比べバランスがとれており、特機から民生まで広く普及している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】イベント、大人数を対象とするプレゼンテーション等の用途での大画面化、ハイビジョン、コンピュータに対応するための高解像度化の要求が高まっている。しかし陰極線管は画像表示素子と光源との機能を兼ね備えており、大画面化に必要な高輝度化と高解像度化を両立することは非常に困難になるがその理由を以下に述べる。
【0005】まず第一に高輝度化について述べると、高輝度化を行うには蛍光体の蛍光効率を向上させる、蛍光時間を延ばす、電子ビームを加速して走査線を太くする、等の手段が考えられるが蛍光体の改善は進みつつあるものの市場の要求を満足させるものではない。電子ビームを加速して走査線を太くすることで高輝度化しようとすると隣合う走査線の間隔が狭くなってしまうことから従来の投写管サイズのままでは走査線の本数が限定され高解像度化は困難である。
【0006】また高輝度化と高解像度化とを両立しようとすれば大型の投写管を用いることになりコスト、装置の大きさにおいてマイナス要因が大きくなってくる。
【0007】本発明は先に述べた従来の陰極線管を用いた画像表示装置、および陰極線管を用いた投写型画像表示装置の問題点である高輝度化と高解像度化を大きなコストアップ、装置の大型化なく解決するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明において第1の発明は画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線上を第2の電子銃が一定の遅延時間をもって走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置である。
【0009】第2の発明は画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線の間を第2の電子銃が走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置である。
【0010】
【作用】まず第一発明による作用について述べる。
【0011】図9に示した様に従来での構成では電子ビームが走査した後、蛍光体の発光している時間はもう一度同じ位置を走査しにくる時間、すなわち1フレーム書き込むのに要する時間に比べ非常に短時間である。そこで本発明第一、第2の手段によれば図2にあるように蛍光体上を時間差をもって電子ビームを走査させることで、蛍光体の見かけの発光している時間を長くとることができる。たとえば図9での発光時間をt1とし、図2での発光時間をt2とすれば最大【0012】
【数1】

【0013】となり、発光輝度L1、L2は等しいことから得られる明るさ、即ち発光輝度と発光時間の積も2倍と考えられる。このとき電子銃から射出される電子ビームの強さは変わっていないので、走査線が必要以上に太く書き込む事がなく、限られた蛍光面の面積中に従来の高精細の走査線の数を維持しながら高輝度化を可能にしている。
【0014】また従来の電子銃が一つの構成においても前記は本発明第一、第2の手段のように1フレーム中に2度走査することも考えられるが、このとき蛍光体を走査する時間が短くなることから図3にあるように蛍光体の発光時間が短くなってしまい、高輝度とはならない。およそ【0015】
【数2】

【0016】と考えられることから発光輝度との積である明るさは改善されない。次に第2の発明による作用について述べる。
【0017】第3の手段は第1の電子銃が走査した走査線の間を第2の電子銃が走査することから走査線の数を倍の数にでき、解像度を上げることができる。このとき1フレームの走査に要する時間は従来の電子銃が一つの構成の走査線の数の同じものと比較すると単位面積当たりの蛍光体に書き込んでいる時間は倍になることから蛍光体の発光が十分に得ることができる。蛍光体の特性により左右されるが、理想的には倍の明るさが期待できる。従って高解像度化を実現しながらも明るさを従来の2倍にすることができる。
【0018】このようにして本発明によれば高輝度化と高解像度化を両立させることができる。
【0019】
【実施例】(実施例1)以下、第1の発明の一実施例について図面を用いて説明する。図1は第一の実施例の構成図であり、以下これをもって説明する。
【0020】1はフェースプレートであり、その片面には蛍光体2が塗布されている。前記フェースプレートの外周部はフリットガラスにより本体3と一体化されている。このとき蛍光体2を塗布された面は本体3側になるよう配置されている。本体3の内部は真空になるよう空気を引いてある。この本体3には2つの腕部4、5が設けられており、その先端部には第1の電子銃6、第2の電子銃7がそれぞれ前記蛍光体2上に電子ビームを走査し、これにより蛍光体2を発光させることで画像表示が出来るよう設けられている。第1の電子銃6は腕部4の根元部に備えられた偏向ヨーク8、第2の電子銃7は腕部5の根元部に備えられた偏向ヨーク9によって独立して走査位置を制御できる。第1の電子銃6、偏向ヨーク8、第2の電子銃7、偏向ヨーク9は図にはない制御回路10によって制御されている。
【0021】この制御回路10には外部より電源と映像信号が入力され、これに応じて先に述べたように電子ビームを走査するが、このとき第1の電子銃6が走査した走査線上を第2の電子銃7が一定の遅延時間をもって走査するよう制御されている。
【0022】図4はこのときの蛍光面上で電子ビームにより描かれた走査線を示すもので、11は蛍光面を示し、右上がりの斜線で示した部分は第1の電子銃6による走査線、左上がりの斜線で示した部分は第2の電子銃7を示している。図4で右上がりの斜線で示した部分と左上がりの斜線で示した部分は説明の都合上重ねて描かれているが実際にはこれが重なっていると見なされるほど小さい間隔をもって走査されていても問題ない。この様に構成することで図2にあるよう蛍光体の発光時間を延長できることができ、高輝度化が可能となる。このとき一つの電子銃による走査においては書き込みにかけるパワーは特に上げる必要がなく高輝度化ができることから、従来高輝度化のために書き込み時にパワーをかけて走査線が太くなることで生じる解像度劣化の危惧はない。また遅延時間を設けない場合には書き込み時にパワーをかけることと同じになってしまう。また蛍光体は書き込み時にかかるエネルギーが大きすぎると発光特性が変化する点からも本発明の必要性が明らかである。さらに遅延時間を適当に設定することでフリッカーの発生を抑えることができる。
【0023】但し前記遅延時間は1フィールドの走査に要する時間に対し十分短いように設定しないと動画において尾引き現象が発生する。また先に述べたように第一の電子銃の走査による蛍光体の発光時間中に第2の電子銃による走査を行うと、蛍光体に加わるエネルギーが大きくなり分光特性が条件によっては変化する可能性があることから、第1の電子銃の走査による蛍光体の発光が終わってから、あるいは輝度ピーク時に比べて十分輝度が小さくなってから第2の電子銃による走査が行われるよう設定する必要がある。
(実施例2)第二の実施例について以下に述べる。図5は実施例1と同様の構成からなる陰極線管12を用いた投写型画像表示装置の構成を示す。実施例1と同様の構成からなる陰極線管12の先端部に取りつけられた接続筐体13を介して投写レンズ14をその光軸が蛍光体2の成す面に対し垂直になるよう設けられている。前記接続筐体13の内部にはフェースプレート1と投写レンズ14の最後端のレンズ15の間を隙間なく充填する様に液体16が充填されている。これによりフェースプレート1、レンズ15の表面での反射を抑え、さらに高出力得るために発生する陰極線管の温度上昇を抑える事も可能となる。
【0024】従来投写画像の輝度を鑑賞に耐える程度まで得ようとすると陰極線管に高出力を掛けて明るさは取れても解像度が落ちる、解像度を取るためにビームを絞ると解像度は取れても明るさが取れない。従って150インチを越える投写画像を得るのに9インチの投写管では6管式、あるいは3管とすると12インチを越える投写管を用いている。いずれも投写機本体が大きくなるとともに、コストアップも著しい。そこで、前記第二の実施例の構成を取ることで理想的には2倍の明るさが得られることから、9インチの投写管を3管備えることで150インチを越える投写画像をも実用上問題ない明るさをもって得ることができることから、コストを従来比で半分近くに抑えることが出来る。
(実施例3)次に第二の発明について述べる。装置の構成は図1に示した実施例1と変わらないが、図6はこのときの蛍光面上で電子ビームにより描かれた走査線を示すもので、17は蛍光面を示し、右上がりの斜線で示した部分は第1の電子銃18による走査線、左上がりの斜線で示した部分は第2の電子銃19による走査線を示す。
【0025】第1の電子銃18、第2の電子銃19に与えられる映像信号が同じであり、図6の様に右上がりの斜線で示した第1の電子銃18による走査線と左上がりの斜線で示した第2の電子銃19による走査線が全く独立して蛍光面上に書き込めれば発光部の面積が倍になることから明るさも倍になる。
【0026】第2の電子銃19に与えられる映像信号は第1の電子銃18による走査線の間を補完する映像信号である場合、このときの信号は外部から与えられた信号そのままでないので、解像度は上がらないが滑らかな映像が得られるとともに、先に述べた例と同じ理由により高輝度化も果たすことができる。
【0027】第1の電子銃18、第2の電子銃19に与えられる映像信号が同じであり、図6の様に右上がりの斜線で示した第1の電子銃18による走査線と左上がりの斜線で示した第2の電子銃19による走査線が全く独立して蛍光面上に書き込めれば発光部の面積が倍になることから明るさも倍になる。
【0028】第2の電子銃19に与えられる映像信号は第1の電子銃18による走査線の間を補完する映像信号である場合。このときの信号は外部から与えられた信号そのままでないので、解像度は上がらないが滑らかな映像が得られるとともに、先に述べた例と同じ理由により高輝度をも果たすことができる。
【0029】第1の電子銃18による走査線の本数と第2の電子銃19による走査線の本数は与えられる映像信号の走査線の本数の半分であり、第2の電子銃19による映像は第1の電子銃18による走査線の間に入る映像信号である場合。たとえば走査線数が1125本からなる映像信号が入力された場合には、第1の電子銃18により半数の563本の走査線が描かれ、第2の電子銃19により残りの562本の走査線を描く場合では先に示した例と同様に高輝度化が図れるのはもちろん、解像度も倍に上げることができる。この場合では書き込みにかけるパワーは特に上げることなく高輝度化ができることから、従来高輝度化のために書き込み時にパワーをかけて走査線が太くなることで生じる解像度劣化の危惧はない。
【0030】以上にあげたように第1の電子銃18による走査線の間に第2の電子銃19による走査線が入るのではなく、図7、図8にあるように走査する蛍光面上の領域を分けることでも高輝度化、高解像度化を図れる。ただしこのときには2つの電子銃の出力に差があると画質の差が目につきやすいのでバランスをとる調整が必要となる。
【0031】ここで述べた第1の電子銃と第2の電子銃とが蛍光面上の異なる位置を走査する場合にも、先に示した第2の電子銃が第1の電子銃の走査した位置、あるいは同じ位置と見なされる近傍を走査する場合と同じように蛍光面前方に投写レンズを設けて投写型にすることも可能であることは言うまでもない。
【0032】
【発明の効果】本発明において画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線上を第2の電子銃が一定の遅延時間をもって走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置であることから、蛍光面の面積を増やす必要がないことから装置の大きさはそのままで、1つの電子銃にかける電力も増やすことがないことから解像度の劣化もなく高輝度化ができる。
【0033】また、画像表示面である蛍光面に電子ビームを導く2つの電子銃を備えた陰極線管と、前記陰極線管の第1の電子銃が走査した走査線の間を第2の電子銃が走査するよう制御する制御手段とを備える画像表示装置であることから走査速度を上げずに書き込める、従って蛍光体を電子ビームがたたく時間が保たれることから一つの電子銃により走査される画像の明るさは変わらない。ここに電子銃が2つ備えられていることにより明るさ、解像度とも2倍に向上させることができる。




 

 


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