JPH02231889A - 改良されたホワイトフィールド均一性を有する投写形カラーテレビション表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、干渉フィルタを内蔵した単色陰極線管アセン
ブリを有する投写形カラーテレビジョン表示装置、特に
ホワイトフィールド（ｗｈｉｔｅ　ｆｉｅｌｄ）均一性
を改良したこのような装置に関するものである。

（従来の技術） 投写形テレビジョンの単色陰極線管は、単一の電子ビー
ムを管の表示パネルのルミネセント表示スクリーン上に
集束するために管のネック内に取付けられた単一の電子
銃を用いる。管のネックを取り囲む偏向ヨークおよび関
係の電子回路により、ビームがビデオ信号に応答してス
クリーンを走査し並びに強さを変えて単色イメージを生
じる。単色管は、ネックとパネルの間にファンネルを有
する。

投写形カラーテレビジョンでは、夫々が原色赤、青およ
び緑の１つを有する３個のこのような表示が大きな投写
スクリーン上に重畳されてフルカラー表示イメージをつ
くる。個々の管のスクリーン上のイメージは直接に見ら
れるのではなくて投写レンズシステムによって拡大され
て投写されるので、許容し得る明るさのフルカラー表示
をくつるために、個々の陰極線管は直視管の場合よりも
大きな負荷で駆動される。

干渉フィルタを有する投写管は米国特許第４，６８３．
　３９８号に記載されている。この米国特許において短
波長ろ波（ＳＷＰ）フィルタと呼ばれているこのフィル
タは、高屈折率と低屈折率材料の交互の層で構成されて
いる。このフィルタは、改良された色度およびコントラ
ストのほかに前方への発光効率の著しい増加を生じるよ
うに設計されている。このような干渉フィルタを内方に
彎曲された表示窓と組合せることにより、特に表示スク
リーンの隅における光利得における別の改良さえも得ら
れる。

これ等の管では、干渉フィルタはフェースプレートの彎
曲した面上に直接に蒸着され、ルミネセントけい光体ス
クリーンは干渉フィルタの上に直接に蒸着される。フィ
ルタは、典型的には、フィルタの中心波長の約１７４の
厚さを夫々有する１４から２０の層より構成される。

赤、青および緑の管が投写形カラーテレビジョンに組立
てられると、管駆動装置は投写スクリーンの中心におい
て所望のホワイトフィールドを生じるように調節される
。

けれども、ホワイトフィールド均一性は、投写スクリー
ンの中心からの距離が増すにつれますます減退すること
が見出された。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、干渉フィルタを有する少なくとも１つの単色
管を用いた多管投写形カラーテレビジョン表示管装置の
ホワイトフィールド均一性を改良することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は、管アセンブリの
少なくとも１つの表示イメージの中心から緑の輝度勾配
を少なくとも１つの他の管アセンブリの表示イメージの
輝度勾配に整合する手段を有することを特徴とするもの
である。

干渉フィルタを有する管は、改良された色度とコントラ
ストのほかに前方への発光効率の著しい増加をもたらす
が、表示イメージの縁よりも中心においてより大きな輝
度をもたらす。以後ここではこれを中心から縁の輝度勾
配という。

投写形カラーテレビジョン表示装置に含まれる管アセン
ブリの表示イメージは屡々中心から縁の異なる輝度勾配
を有する。このため、組合された場合、投写スクリーン
からの距離が増すにつれてホワイトフィールド均一性が
ますます低下することになる。

更に、これ等管の多量生産中に起きる制御不可能なフィ
ルタの厚さの変化が、低くは中心輝度の３０％からまた
高くは中心輝度の７０％迄変化する縁輝度を生じること
がある。

本発明の好ましい一実施態様では、緑の管アセンブリが
干渉フィルタを有し、赤の管アセンブリの表示イメージ
の輝度勾配が緑の管アセンブリの表示イメージの輝度勾
配に少なくとも略々整合される。

本発明の別の好ましい実施態様では、輝度勾配は、中心
から縁に伝達が変化する光学フィルタを赤の管の表示窓
の表面に設けることによって整合される。

本発明の更に別の実施態様では、赤と緑の管アセンブリ
が干渉フィルタを用い、赤の管アセンブリに対する干渉
フィルタは、緑の管アセンブリよりも小さな中心から縁
の輝度勾配を生ずる厚さで形成され、この勾配は次いで
緑の管の表示イメージに整合するように増加される。

各管アセンブリに干渉フィルタが設けられた投写形カラ
ーテレビジョン表示装置では、ホワイトフィールド均一
性は、３管投写形カラーテレビジョン信号の赤および／
または青の管アセンブリに緑の管アセンブリのフィルタ
よりも層数の少ない干渉フィルタを設けると改良される
。更に、赤および／または青の管アセンブリの表示イメ
ージの中心から縁の輝度勾配を緑の管アセンブリの表示
イメージの中心から縁の輝度勾配に整合する手段を設け
ることができる。このような手段は、中心から縁の勾配
の小さな範囲にわたる整合だけを必要とする。

（実施例） 以下に本発明の投写形カラーテレビジョン装置を図面を
参照して実施例で更に詳細に説明する。

第１図は従来の投写形テレビジョン表示管１５の一部切
欠斜視図である。この管は、内側に内方に彎曲した表面
を有する表示窓２、コーン３およびネック４とより成り
、ネック４内には電子ビーム６を発生する電子銃５があ
る。電子ビームは、表示窓２の内側に設けられた彎曲し
た表示スクリーン７上に集束されてスポット８を形成す
る。電子ビームは、偏向コイルシステム９によって、Ｘ
ｙ軸（時によっては主軸および副軸と呼ばれる）に沿っ
て互いに直角な方向に表示スクリーン７上を偏向される
。電子銃５への電気接続は、ベースピン１１を有するベ
ースを経て行われる。

第２ａ図は、彎曲された表示窓２、多層干渉フィルタ１
２および彎曲された表示スクリーン７の一部の断面図で
あり、より詳しく示した第２ｂ図よりわかるように、表
示スクリーン７はルミネセント材料（けい光体）の層１
３と薄いアルミニウム層１４より成る。この表示窓は、
できるだけ曲率半径φを有する球面状に近いのが好まし
い。他の実施態様は非球面状を含む。

フィルタの設計の詳細は前記の米国特許５４，　６８３
，　３９８号より既知のもので、したがってこの明細書
の必要不可欠な部分ではない。簡単に云えば、この干渉
フィルタは、その硬さと耐久性から好ま？い、１．４４
と２．３５の屈曲率を夫々有するＳ１０２とＴｉＯ■の
ような低い屈曲率と高い屈曲率の材料の交互の層を有す
る。層の物理的な厚さと屈曲率との積である層の平均光
学厚さは略々０．２５　λｆで、この場合λｆはフィル
タの中心波長であり、この中心波長は今度はＰ×λに等
しく、ここでＰは１．１８と１．３２の間の値を有する
整数でλはけい光体の中心波長である。これ等の層は、
典型的には、全部で１４から２０の層が維持される迄ガ
ラス板パネルの内面に直接に蒸着によって形成される。

前述したタイプの短波長ろ波（ＳＷＰ）フィルタのほか
に、干渉フィルタは帯域フィルタの形とすることもでき
る。

第５図は、背面投写スクリーン１２０を用いた通常の３
陰極線管投写形テレビジョン装置を略図で示したもので
ある。ビデオ信号がテレビジョン受像機回路１４０で受
信され、個々の赤、緑および青の陰極線管（ＣＲＴ）　
／レンズ投写器アセンブｉ月６．１８および２０を経て
、投写スクリーン１２０の背面２２に投写される。３つ
のＣＲＴ／レンズ投写器アセンブ！１１６．　１８およ
び２０は夫々１つのＣＲＴと関連の投写光学系とを有し
、スクリーン１２０に対して水平に配設されている。緑
のアセンブリ１８はその先軸２６を中央投写軸と一致さ
せるように位置され、方、夫々光軸２４と２８を有する
赤と青のアセンブリ１６と２０は光軸２６より側方に或
る角度ずらされる。

既に述べたように、管の多量生産中に生じるフィルタの
厚さの制御不可能な変動のために表示イメージの縁輝度
が中心輝度の約３０から７０％も変わることがある。こ
の点に関して制御が最も難しいのは、Ｔｂ−付活けい光
体と一緒に用いられる緑ＳＷＰフィルタである。例を挙
げれば、２０の層と約５４８ナノメートルの中心波長を
有するこのようなフィルタに対しては、光学厚さは僅か
約２．７　ミクロンで、物理的厚さは約１．４　ミクロ
ンである。この厚さを±１％の範囲内に制御しても、中
心輝度の約５５±５％の副軸の縁輝度に終る。

その上、所定の中心輝度に対し、緑の管アセンブリの縁
輝度は典型的には赤の管アセンブエの縁輝度よりも低く
、この結果、３一管投写セットが冊 所望のホワイトフィールドに対してスクリーン中心に調
節されるとフィールドの縁はマジエンタ色を有する。こ
のホワイトフィールドの不均一性は目に見えるようにな
り、この場合２つの管アセンブリの縁輝度の差が約５％
を越えると市場には出せない。

第８図は典型的な赤および緑の投写管アセンブリの投写
イメージの副軸に沿って中心から縁の輝度勾配をグラフ
で示したもので、このグラフでは、縦軸上のフートラン
ベルトで示した輝度と中心輝度の百分率としての輝度が
横軸の表示スクリーンの中心よりのインチで示した距離
に対してプロットされている。２つの管の駆動は、スク
リーン中心において目標輝度値の１００％すなわち約４
７フートランベルトを得るように調節されている。緑の
管アセンブリの出力を表わす曲線Ａは、スクリーンの縁
では中心輝度の約３６％の値に落ち、一方赤の管アセン
ブリを表わす曲線Ｂは約５０％に落ちる。

本発明によれば、中心から縁迄の均一性は、投写セット
の管アセンブリの中心から縁の輝度の勾配を好ましくは
少なくとも５％の範囲に整合させることによって改良す
ることができる。これは幾つかの方法の一つによって達
成することができる。

最大の勾配は、中心輝度を減らすかまたは縁輝度を増す
ことによって減らすことができる。けれどども、緑の管
アセンブリが通常最大平均勾配を有し更にまたシステム
内で最も弱い管を有する。したがって、緑の管はその最
大電力かまたはその近《で駆動されるのが普通である。

中心輝度を減らせば投写セットの全輝度が落ち、一方、
縁輝度を増せば、最適の性能が得られる最大駆動を越え
るおそれがある。したがって、最小の勾配を増すことに
よって勾配を整合させることが通常好ましい。

平均的に、赤の管アセンブリが最小の勾配を有するのが
普通である。更に、赤の管は緑の管よりも強いのが普通
なので、赤の管の勾配は、その駆動を中心に向って増加
し、縁に向って減少し、或はその電子ビームまたは光出
力を縁に向って減衰することによって増加することがで
きる。

例えばＹ２０３　：　Ｂｕ，　ＹＡＧ：　ＴｂおよびＺ
ｎＳ：Ａｇけい光体を夫々用いた赤、緑および青の管を
有する通常の３一管投写セットにおいては、緑の管は赤
の管よりも約４倍強く駆動され、低電流レベルでは青の
管よりも２倍強く駆動される。公知のように、これ等は
近似値であって、異なるけい光体の非直線性の異なる程
度によって電流と共に変化する。けれども、これ等の値
は、勾配整合により生じる輝度のあらゆる減少を補償す
るために赤と青の管の駆動レベルを著しく増加し得るこ
とを示す。

中心から縁への駆動の漸次的な変化を得るための駆動信
号の変調は、垂直および水平走査速度と同期されたプロ
グラマブルゲイン増幅器により公知のように容易に行う
ことができる。この変調を行う手段は、第５図のボック
ス１６０で表わされている。

縁の方への電子ビームの減衰の漸次的な増加は、例えば
、第７図に略図で示したように、アルミニウム層１４の
厚さを緑に向って漸次的に増すことによって達成するこ
とができる（第７図において、表示窓２の全面４１は、
彎曲されるほかに第２，３および第４図に示されたよう
に偏平でもよいことにも留意され度い）。これは、例え
ば、公知のようにアルミニウム層の蒸着の間回転ドジャ
（ｄｏｄｇｅｒ）を用いることにより行うことができる
。

ゲッタ層のような、陰極線管の内側に通常存ずるその他
の電子ビーム減衰層も同じ結果を達成するように漸次的
に変えることもできる。

光出力の減衰は、その縁に向って伝達を減衰するフィル
タを、第４図の干渉フィルタ１２とけい光体スクリーン
１３間の層２６０で示したように管の内部か或は第３図
にフェースプレート２上の層１７０で示しまた第６図に
投写光学系４２に隣接した層４６で示したように好まし
くは管の外部で光路内に置くことによって達成すること
ができる。この層はまた投写光学系のレンズ面上に位置
させることもできる。

この光学フィルタは、例えば、光学密度の変化するコー
ティングまたはプレート或は交互の透明と不透明領域よ
り成る“ハーフトーン″タイプのパターンとすることが
できる。

ハーフトーンパターンを用いる場合は、該パターンは、
投写スクリーン上に目につく程に現れるのを避けるのに
十分な小さい分解能をもつことに注意を払わねばならな
い。このことは、フィルタが管の内部で投写焦点面近く
にある場合に特に大切である。

適用の柔軟性および簡便性の観点から魅力のある技法は
、寸法または間隔が変化するドットのようなハーフトー
ンパターンの、管のフェースプレート外側へのシルクス
クリーニングである。中心から縁への勾配の５％の増分
を表わす幾つかのシルクスクリーンのセットは、恐らく
勾配の全範囲にわたって管のアセンブリの整合を可能に
するであろう。

代りに、フィルタプレートを、５％の勾配増分を有する
標準セットより選び、投写光学系の一つの素子に隣接し
て置くこともできる。

時には口径食（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）　と呼ばれる効
果を得るた必に投写光学系の１つまたはそれ以上の素子
の口径を絞ることによって光出力を縁に向って減衰する
ことも可能である。

ハーフトーンパターンをつくる別の技法は、フォトエッ
チングすなわち直視カラー陰極線管の゛ブラックマトリ
クス″をつくるのに既に実用されている技法である。こ
の公知の技法では、感光被膜（レジスト）がマスクを経
て選択的に露光され、これにより、レジストがポジティ
ブかネガティブかに応じて、露光部分かまたは周囲の部
分が現像液に不溶になる。次いで不透明な被膜が露光さ
れたレジストの上に形成され、現像され、これにより、
レジストの可溶部分と上にある不透明層が除去され、所
望のパターンが残る。

干渉フィルタが少なくとも緑のアセンブリと赤のアセン
ブリに用いられた３一管投写セットでは、中心から縁へ
の勾配の範囲が全く緑の管に対する範囲外にあるように
赤の管のフィルタの厚さを調節するのが有利であろう。

この場合、赤の管アセンブリの表示イメージの中心から
縁の輝度を増すことによって、あらゆる赤一線管アセン
ブリセットに対し、整合を得ることができる。

マジエンタタイプの変色に対する目の感度のために、緑
の管アセンブリへの赤の管アセンブリの整合がホワイト
フィールド均一性に最も効果があるが、青の管アセンブ
リもまた赤および緑の管アセンブリに整合する必要があ
ろう。赤の管アセンブリに用いることができるすべての
技法は青の管アセンブリにも用いることができる。２つ
の管アセンブリに同じ勾配整合技法を用いる必要はない
。

例えば、シルクスクリーンによるニュートラルフィルタ
を赤の管アセンブリに用い、電子的補正を青の管アセン
ブリに用いてもよい。

更に、フィルタを有する赤および青の管アセンブリの表
示イメージの中心から縁の輝度勾配の変化の範囲は、フ
ィルタ層の数の減少に伴って減少することが見出された
。第９図は、ナノメートルで示したフィルタの中心力ッ
トオフに対するスクリーン中心輝度の百分率として表わ
した、主軸と副軸における投写形ＴＶスクリーンの縁で
の輝度勾配のグラフである。中心力ットオフ波長は、５
０％伝達が生じる場合の波長として定義される。各層の
光学厚さは０．２５λｆに略々等しいので（ここでλｆ
はカットオフ波長）フィルタの厚さはフィルタのカット
オフに直接関係する。２０層の赤フィルタに対しては、
スクリーン縁における輝度勾配は約６３８．　５ナノメ
ートルにおける約５０％から６５６ナノメートルにおけ
る約７０％迄変化し、約１．１４の勾配が生じる。

第１０図は、フィルタが２０層の赤フィルタではなくて
１４層の赤フィルタである以外はすべての点にいて第９
図と同様なグラフである。この図面からわかるように、
線の勾配は２０層のフィルタに対する勾配よりも可なり
小さい、すなわち約０．６６で、可なりの減少である。

第１１図と第１２図は夫々２０層の青フィルタと１４層
の青フィルタに対する輝度勾配と中心カットオフとの関
係を示すグラフである。

２０層の青フィルタ（第１１図）に対しては、縁輝度勾
配は、４８０ナノメートルにおける約４２．５％から４
９３ナノメートルにおける約５８％まで変化し、約１．
１９の勾配になる。１４層の青フィルタ（第１２図）に
対しては、縁輝度勾配は、４８２ナノメートルにおける
約４４％から４９４ナノメートルにおける約４８％迄変
化し、約０．３３の勾配になる、すなわち著しい減少で
ある。したがって、ホワイトフィールド均一性がこれに
より増加される。若し必要ならば或はまた所望されるな
らば、前述したような整合手段を設けてもよい。このよ
うな手段は、輝度勾配を中心から縁の勾配の小さな範囲
にわたって整合するだけですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の投写形テレビジ・ヨン表示管の一部切欠
き斜視図、 第２ａ図は表示管の前面の一部の断面図、第２ｂ図は第
２ａ図の窓、スクリーンおよびフィルタの一部の詳細断
面図、 第３図と第４図は夫々光学整合フィルタを有する別の実
施例の第２ｂ図と同様の詳細断面図、第５図は少なくと
も１つの本発明の表示管アセンブリを有する３管投写形
カラーテレビジョンの概念図、 第６図は本発明の光学整合フィルタを有する管／レンズ
投写アセンブリの路線図、 第７図は電子ビーム減衰整合層を有する本発明の管の第
２ｂ図と同様の断面図、 第８図は２つの従来の管に対する副軸に沿ってインチで
示したスクリーン中心からの距離とフートランベルトお
よび中心輝度の百分率で示した投写形スクリーンの輝度
との関係を示すグラフ、第９図は赤の陰極線管における
２０層干渉フィルタの中心力ットオフに対する投写形ス
クリーンの中心輝度の百分率としての主および副緑輝度
のグラフ、 第１０図は１４層フィルタに対する第９図と同様のグラ
フ、 第１１図および第１２図は夫々青の管の２０層と１４層
フィルタに対する第９図および第１０図と同様のグラフ
である。 ２・・・表示窓 ７・・・表示スクリーン １２・・・干渉フィルタ １３・・・けい光体層 １４・・・アルミニウム層 １６・・・赤の管アセンブリ １８・・・緑の管アセンブリ ２０・・・青の管アセンブリ ４６，　　１７０，　　２６０・・・光学フィルタ１２
０・・・投写スクリーン １４０・・・テレビジョン受像機回路 １６０・・・変調手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤、青および緑発光の単色陰極線表示管アセンブリ
   を有し、管は、夫々、排気された容器内において該容器
   の壁の表示窓の内側に表示スクリーンを有し、この表示
   スクリーンはルミネセント材料の層を有し、前記の管の
   少なくとも１つは更にルミネセント材料層と表示窓の間
   に干渉フィルタを有する３管投写形カラーテレビジョン
   表示装置において、管アセンブリの少なくとも１つの表
   示イメージの中心から縁の輝度勾配を少なくとも１つの
   他の管アセンブリの表示イメージの輝度勾配に整合する
   手段を有することを特徴とする投写形テレビジョン表示
   装置。 ２、緑発光管アセンブリは干渉フィルタを有する請求項
   １記載の投写形テレビジョン表示装置。 ３、勾配整合手段は赤発光管アセンブリに含まれる請求
   項１または２記載の投写形テレビジョン表示装置。 ４、勾配整合手段は青発光管アセンブリにも含まれる請
   求項３記載の投写形テレビジョン表示装置。 ５、勾配整合手段は光学フィルタを有する請求項１記載
   の投写形テレビジョン表示装置。 ６、光学フィルタは管の内側にある請求項５記載の投写
   形テレビジョン表示装置。 ７、光学フィルタは表示窓の外側表面に位置する請求項
   ５記載の投写形テレビジョン表示装置。 ８、光学フィルタは表示窓の外側表面に隣接した光学投
   写システム内に位置する請求項５記載の投写形テレビジ
   ョン表示装置。 ９、勾配整合手段は投写レンズを有する請求項１記載の
   投写形テレビジョン表示装置。 １０、勾配整合手段は管駆動信号変調手段を有する請求
   項１記載の投写形テレビジョン表示装置。 １１、勾配整合手段は管内部の電子減衰手段を有する請
   求項１記載の投写形テレビジョン表示装置。 １２、赤、青および緑発光の単色陰極線表示管アセンブ
   リを有し、管は、夫々、排気された容器内において該容
   器の壁の表示窓の内側に表示スクリーンを有し、この表
   示スクリーンはルミネセント材料の層を有し、前記の管
   の少なくとも１つは更にルミネセント材料層と表示窓の
   間に干渉フィルタを有する投写形テレビジョン表示装置
   において、赤および／または青の管アセンブリの干渉フ
   ィルタは、緑の管アセンブリの干渉フィルタよりも少な
   い層数を有することを特徴とする投写形テレビジョン表
   示装置。 １３、緑の管アセンブリの干渉フィルタは２０層を有す
   る請求項１２記載の投写形テレビジョン表示装置。 １４、赤の管アセンブリの干渉フィルタは１４層を有す
   る請求項１３記載の投写形テレビジョン表示装置。 １５、青の管アセンブリの干渉フィルタは１４層を有す
   る請求項１３記載の投写形テレビジョン表示装置。 １６、中心から縁の輝度勾配は５％以内に整合された請
   求項１乃至１５の何れか１項記載の投写形テレビジョン
   表示装置。