【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はＣＲＴを含む表示装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４に従来の一般的なＣＲＴ表示装置の構成を示す。 同図において、１４はＣＲＴ、２はカソード、３はＧ１電極、４はＧ２電極、６はＧ３電極、７はアノード、９はビデオ回路、１５はフライバックトランス（ＦＢＴ）、１６は可変抵抗である。 Ｇ１電極、Ｇ２
電極、Ｇ３電極は、カソードからの電子の引き出し、プリフォーカシング等を行うために電子銃内に配置される円筒状の電極である。 Ｇ３電極以降に配置されるフォーカス電極等は、説明を簡単にするため図示を省略している。 【０００３】図４の装置の動作を説明する。 映像信号はビデオ回路９で増幅され、カソード２に与えられる。 アノード７には、不図示の水平偏向出力回路で生成される水平帰線パルスをＦＢＴ１５により昇圧し整流して作り出された約２５ｋＶの高圧が印加されている。 Ｇ２電極４には、この高圧を可変抵抗１６で分圧して得られる約７００Ｖ〜１０００Ｖの電圧が印加されている。 Ｇ２電極４に流れる電流はごく僅かであるため、高圧を分圧するための抵抗１６は１００ＭΩ程度の抵抗値を有する。
Ｇ２電極４に印加する電圧を調整することにより、スクリーン調整と呼ばれる、電子がアノード側に流れ、スクリーンに当たり発光が開始される点の粗調整を行うことができる。 【０００４】ＣＲＴ表示装置には、通常、ブライトネスを調整する機能及びコントラストを調整する機能が備えられている。 ブライトネス調整機能は、映像の黒レベルとスクリーンの光り始める点を使用者の好みに合わせることを可能にする機能である。 このブライトネス調整機能は、通常、カソードに与えるビデオ信号の黒バイアス電圧の値を変化させることにより得られる。 また、コントラスト調整機能は、画面の最も暗い部分と最も明るい部分の輝度の比を使用者の好みに合わせることを可能にする機能である。 このコントラスト調整機能は、通常、
カソードに与えるビデオ信号の振幅を変化させることにより得られる。 【０００５】一方、ＣＲＴ表示装置に対する輝度及び解像度の向上の要求が近年高まっているが、特開平１１−
２２４６１８号公報にはこのような要求に応える高輝度・高解像度のＣＲＴ（以下Ｈｉ−Ｇｍ管という）が開示されている。 このＨｉ−Ｇｍ管は、Ｇ２電極とＧ３電極との間に新たに変調用のＧｍ電極を配置した電子銃を使用することを特徴としている。 【０００６】図５は、Ｈｉ−Ｇｍ管に用いられる電子銃の構成を示している。 同図において、１７はＧ１電極、
１８はＧ２電極、１９はＧ３電極、２０はカソード、２
１はカソードの表面に設けられた電子放射物質、２２はＧｍ電極である。 Ｇ３電極以降に配置される他のフォーカス電極等の構成は従来の電子銃と同じである。 【０００７】図６は、Ｈｉ−Ｇｍ管の電子銃内のカソード近傍の電位分布を示すグラフである。 このグラフにおいて、横軸はカソード面からの距離（ｍｍ）、縦軸は電位（Ｖ）をそれぞれ表し、曲線２３は、カソード近傍の回転軸対称の電位分布の様子を示している。 また、２４
で示す矢印は、カソード面から約０．５ｍｍの距離にあるＧｍ電極２２の存在範囲を示している。 図６では、例えば、Ｇ１電極には０Ｖ、Ｇ２電極には５００Ｖ、Ｇ３
電極には５．５ＫＶ、Ｇｍ電極には８０Ｖ、アノードには２５ＫＶの高圧がそれぞれ印加されている。 【０００８】Ｇｍ電極２２の電位は８０Ｖに設定されており、Ｇｍ電極２２の存在範囲２４内に電位が極小となる位置２５が存在する。 破線で示したカソード２０の電位がこの位置２５の電位より低ければ、電子は位置２５
を通過してスクリーンに向かうが、高ければ電子は位置２５通過できずスクリーンに流れない。 【０００９】図６のグラフから分かるように、カソード２０と位置２５の間には、電子が常時豊富に存在しており、また、位置２５の後方の電位勾配は、１０ 6 （Ｖ／
ｍ）のオーダーである。 これは、従来のカソードとＧ１
電極との間の電位勾配と比較し一桁程度大きい。 従って電子がＧｍ電極２２を通過した後は、多くの電子は空間電荷の影響を受けることなくそのままスクリーンに向かうことができ、スクリーンに流れる電子ビームの強度は、電位が極小となる位置２５を通過する電子の量により決定される。 【００１０】このような理由から、上記のＨｉ−Ｇｍ管において、カソード電位をある一定の値だけ変動させた時のビーム電流の変化は、従来のＣＲＴに比べ約２倍になる。 即ち、Ｈｉ−Ｇｍ管では、ビーム電流をある値だけ変化させるのに必要なカソード電位の変動幅を従来の半分以下にすることができ、また、カソード電位の変動幅が同じであれば、従来のＣＲＴに比べビーム電流の変化量を２倍以上にすることができる。 従ってＨｉ−Ｇｍ
管を用いれば高周波数のビデオ信号に容易に対応することができ、高輝度・高解像度の表示装置が得られる。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＣＲ
Ｔ表示装置においては、従来、カソードに与えるビデオ信号の黒バイアス電圧の値を変化させることにより映像のブライトネスを調整しているが、この場合、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３チャンネルの各バイアス電圧をそれぞれ制御する必要がある。 また、従来、カソードに与えるビデオ信号の振幅を変化させることにより映像のコントラストを調整しているが、この場合、高コントラストを得るためには、増幅率の高い高価な増幅器及び出力電圧の高い高価な電源が必要になる。 【００１２】本発明の課題は、Ｈｉ−Ｇｍ管の上記の特性を利用し、ブライトネスを簡単な構成の回路で制御できる表示装置を提供することである。 本発明の別の課題は、Ｈｉ−Ｇｍ管の上記の特性を利用し、映像を高コントラストで表示できる表示装置を低コストで提供することである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、カソードと、該カソードから電子を引き出すためのＧ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極をこの順に備え、更に該Ｇ２電極とＧ３電極との間に変調用のＧｍ電極が配置された電子銃を有するＣＲＴを含むＣＲＴ表示装置において、該ＣＲＴの画面の映像のブライトネスを制御するために前記Ｇｍ電極に印加される電圧値を制御する手段を備えたことを特徴とするＣＲＴ表示装置により解決される。 【００１４】前記制御手段は、入力されるブライトネス制御信号の値に応じた値の電圧を生成し、前記Ｇｍ電極に印加する電圧源から構成することができる。 【００１５】本発明の上記別の課題は、カソードと、該カソードから電子を引き出すためのＧ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極をこの順に備え、更に該Ｇ２電極とＧ３電極との間に変調用のＧｍ電極が配置された電子銃を有するＣＲＴを含むＣＲＴ表示装置において、該ＣＲＴの画面の映像のコントラストを制御するために前記Ｇ２電極に印加される電圧値を制御する手段を備えたことを特徴とするＣＲＴ表示装置により解決される。 【００１６】前記制御手段は、入力されるコントラスト制御信号の値に応じた値の電圧を生成し、前記Ｇ２電極に印加する電圧源から構成することができる。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に従い、具体的に説明する。 実施の形態１． 図１は本発明のＣＲＴ表示装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。 ここでＣＲＴ表示装置とは、ＣＲＴを用いた表示装置を意味し、テレビ受像機、パソコン用モニターディスプレイ等を含む。 同図において、図４に示した装置の要素と同じ、あるいは対応する要素には同じ符号を付している。 【００１８】図１において、１はＨｉ−Ｇｍ管、２はカソード、３はＧ１電極、４はＧ２電極、５はＧｍ電極、
６はＧ３電極、７はアノード、９はビデオ回路、１０はＧｍ電極電圧源である。 Ｇ３電極以降に配置される他のフォーカス電極等の構成は従来の電子銃と同じであり、
説明を簡単にするため図示を省略している。 【００１９】映像信号はビデオ回路９で反転増幅され、
カソード２に与えられる。 Ｇｍ電極電圧源１０は、Ｇｍ
電極５に印加する電圧を生成する電圧源である。 この電圧源１０は、該電圧源に入力される後述の制御信号の値に応じた値の電圧を生成するように構成されている。 実施の形態１では、例えば、Ｇ１電極３には０Ｖ、Ｇ２電極４には５００Ｖ、Ｇ３電極６には５．５ＫＶ、Ｇｍ電極５には８０Ｖ、アノード７には２５ＫＶの高圧がそれぞれ印加されている。 【００２０】Ｇｍ電極５に印加される電圧の値は、電子がスクリーンに向かって流れ、発光が開始される点を規定しており、カソード電圧がＧｍ電極５の電圧値を下回ると、ビーム電流が流れ始め、電子がスクリーンの蛍光体に当たり、発光が開始される。 Ｈｉ−Ｇｍ管では、カソード２に与えられる黒バイアス電圧をＧｍ電極電圧に等しくすることにより、発光が開始される点と映像の黒レベルとを合わせることができる。 【００２１】黒が沈みすぎ、映像が全体的に暗くて見難い場合には、Ｇｍ電極電圧源１０に入力される制御信号の値を大きくし、Ｇｍ電極５に印加される電圧を上げる。 これにより、発光が開始される点の電圧値も上がり、黒レベルが上がるので映像が明るくなる。 即ちブライトネスが上がる。 これと反対に、黒が浮きすぎてしまりのない映像の場合、制御信号の値を小さくし、Ｇｍ電極５に印加される電圧を下げる。 この制御信号は、例えばキャラクタジェネレータ等で示されるモニターのユーザー調整メニューで表示されるブライトネス調整で、ユーザーがキーを押し、その表示値に応じてマイコンの出力ポートから出力される電圧信号とすることができる。
また、その他の手法により、マイコンやスイッチ等のハードウェアにより生成してもよく、あるいはソフトウェア処理により生成してもよい。 【００２２】従来のＣＲＴ表示装置では、ブライトネス制御は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３チャンネルのそれぞれのカソードバイアス電圧を同じように変化させることにより行っているが、本実施形態の表示装置では、Ｇｍ電極に印加される電圧値を変化させるだけでブライトネス制御を行うことができ、回路構成が簡単になる。 【００２３】図２は、ＣＲＴの電子銃の一般的なカソード電圧−ビーム電流特性を示すグラフである。 このグラフにおいて、実線はＨｉ−Ｇｍ管の電子銃の特性であり、点線は通常のＣＲＴの電子銃の特性を示している。 【００２４】このグラフに示すように、Ｈｉ−Ｇｍ管の場合、Ｇｍ電極に印加する電圧の値をＡに設定したとき、カソード電圧がＡを超えている間はビーム電流が流れず、カソード電圧がＡを下回るとビーム電流が流れ始め、通常のＣＲＴの電子銃の特性に漸近するように増加して行く。 【００２５】ここで、Ｇｍ電極電圧をＡからＢに下げた場合、カソードに供給されるのビデオ信号が同じであるとすると、発光が開始される点の電圧が低下し、黒レベルが下がる。 しかし、これと同時に、ビーム電流曲線の立ち上がりの勾配が急峻になり、その結果、中間輝度でのコントラスト感が増加する。 逆に、Ｇｍ電極電圧をＡ
からＣに上げた場合、カソードに供給されるビデオ信号が同じであるとすると、黒レベルが上がる。 しかしこれと同時に、ビーム電流曲線の立ち上がりの勾配がなだらかになり、その結果、中間輝度のコントラスト感が減少する。 【００２６】上述したように、Ｇｍ電極電圧の制御によってコントラスト感を上げる場合には、Ｇｍ電極電圧を下げるが、このように制御すると黒レベルが下がり黒が沈む。 この場合、従来のブライトネス調整のようにカソードバイアス電圧を下げ、黒レベルを再調整することで黒レベルを適正にすることができる。 逆に、Ｇｍ電極電圧を上げ、コントラスト感を下げた場合もカソードバイアス電圧を上げて黒レベルを適正にすることができる。 【００２７】このように、Ｇｍ電極に印加する電圧を制御して、ブライトネス調整を行うと、ブライトネスが変化するのみならず、中間輝度でのコントラスト感も変化するので、従来のブライトネス調整にはない、新たな画質調整効果が得られる。 【００２８】実施の形態２． 図３は本発明のＣＲＴ表示装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。 ここでＣＲＴ表示装置とは、ＣＲＴを用いた表示装置を意味し、テレビ受像機、パソコン用モニターディスプレイ等を含む。 図３において、図１の要素と同じ構成の要素には同じ参照符号を付している。 実施の形態２は、制御信号が、Ｇｍ電極電圧源１０ではなく、Ｇ２電極電圧源１２に入力される点で実施の形態１と異なる。 Ｇ２電極電圧源１２は、入力される制御信号の値に応じた値の電圧を生成するように構成されている。 【００２９】既に述べたように、通常のＣＲＴを備える表示装置では、Ｇ２電極に印加される電圧を調整することにより、スクリーン調整と呼ばれるカソード電圧に対する画面が光り始める点（カットオフ点）の粗調整を行っている。 また、カットオフ点の微調整はカソードに与えられる黒バイアス電圧を調整することにより、行っている。 【００３０】通常のＣＲＴでは、Ｇ２電極電圧を上げると、カソードとＧ２電極間の電位差が増大しビーム電流の値が増加するが、このとき、黒レベルも浮く。 これに対し、Ｈｉ−Ｇｍ管ではＧ２電極電圧を上げると、通常のＣＲＴの場合と同様、カソードとＧ２電極間の電位差が増大しビーム電流の値が増加するが、ビームがスクリーンに流れ、発光が開始される点はＧｍ電極に印加される電圧の値で決定されるため、Ｇ２電極電圧の上げ幅がそれほど大きくなければ、黒レベルは変わらない。 従って、Ｈｉ−Ｇｍ管では、Ｇ２電極電圧を上げると、黒レベルが一定に保たれた状態でビーム電流の値が増加するので、コントラスト増加の効果が得られる。 【００３１】従って、上記の特性を有するＨｉ−Ｇｍ管を備える実施形態２の表示装置では、例えばＧ２電極電圧源１２に制御信号として入力される直流電圧の値を高くし、これによりＧ２電極４に印加される電圧を上げてビーム電流の値を増加させることによりコントラストを増大させることができる。 逆に、この直流電圧の値を低くし、Ｇ２電極４に印加される電圧を下げ、ビーム電流の値を減少させることによりコントラストを低下させることができる。 この制御信号は、例えばキャラクタジェネレータ等で示されるモニターのユーザー調整メニューで表示されるブライトネス調整で、ユーザーがキーを押し、その表示値に応じてマイコンの出力ポートから出力される電圧信号とすることができる。 また、その他の手法により、マイコンやスイッチ等のハードウェアにより生成してもよく、あるいはソフトウェア処理により生成してもよい。 【００３２】また、実施形態２の表示装置では、ある期間だけ振幅が大きくなる矩形波を制御信号としてＧ２電極電圧源１２に入力することにより、映像の輝度を部分的に上げることも可能である。 例えば、ビデオ信号の波形から低輝度の部分を検知し、その部分に対応してＧ２
電極に印加される電圧を上げることにより、その部分の輝度を上げることができる。 このようにＧ２電極電圧を制御することにより、低輝度部分を持ち上げ、コントラストを増加させることもでき、ガンマ補正のような効果が得られる。 また、動画ウィンドウ等の高輝度表示したい部分がある場合、その部分に対応してＧ２電極電圧を上昇させるように矩形波をＧ２電極電圧に重畳することにより、高輝度で動画ウィンドウを表示することが可能になる。 【００３３】既に述べたように、従来の表示装置では、
コントラストを調整するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの３チャンネルの各アンプの増幅率を制御する必要がある。 これに対し、上記実施形態２の表示装置では、Ｇ２電極に印加される電圧を制御することにより、３チャンネル分のビームを全て同じように制御し、コントラストを調整することができる。 また、従来の表示装置の場合、高コントラスト表示を行うためには、増幅率の高い高価なビデオアンプ及び高価な高出力電圧の電源が必要となるが、
実施形態２の表示装置では、そのようなビデオアンプ及び電源を用いることなく、簡単な回路構成で高コントラスト映像を表示することが可能になる。 【００３４】 【発明の効果】請求項１及び２に記載の発明によれば、
Ｈｉ−Ｇｍ管の特性を利用し、ブライトネスをＧｍ電極に印加する電圧の値で制御するので、ブライトネス制御回路の構成が簡単になる。 また、ブライトネスを変化させると中間輝度のコントラストも変化するので従来にない画質調整効果が得られる。 【００３５】請求項３及び４に記載の発明によれば、Ｈ
ｉ−Ｇｍ管の特性を利用し、コントラストをＧ２電極電極に印加する電圧の値で制御するので、高増幅率のビデオアンプ、高出力電圧の電源が不要であり、高コントラストの表示装置を低コストで提供できる。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明のＣＲＴ表示装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。 【図２】 ＣＲＴのカソード電圧−ビーム電流特性を示すグラフである。 【図３】 本発明のＣＲＴ表示装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。 【図４】 従来のＣＲＴ表示装置の構成を示すブロック図である。 【図５】 Ｈｉ−Ｇｍ管の電子銃のカソード近傍の構造の説明図である。 【図６】 Ｈｉ−Ｇｍ管の電子銃内の電位分布を説明するグラフである。 【符号の説明】 １ Ｈｉ−Ｇｍ管、 ２ カソード、 ３ Ｇ１電極、
４ Ｇ２電極、 ５Ｇｍ電極、 ６ Ｇ３電極、 ７
アノード、 ９ ビデオ回路、 １０ Ｇｍ電極電圧源、 １２ Ｇ２電極電圧源、 １４ ＣＲＴ、 １５
フライバックトランス、 １６ 可変抵抗、 １７
Ｇ１電極、 １８ Ｇ２電極、 １９Ｇ３電極、 ２０
カソード、 ２１ 電子放射物質、 ２２ Ｇｍ電極、２３ 電位分布曲線、 ２４ Ｇｍ電極が存在する範囲、 ２５ 電位の低い位置。 |
