(57)【要約】【課題】単色陰極線管及びこれを備えた投射型表示装置において、映像、表示画像の輝度を下げずにコントラストの向上を図る。【解決手段】複数のカソード１６ａ，１６ｂを有する電子銃１７を備え、ガラスパネル１１が映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る５０〜８０％の光透過率を有した単色陰極線管１を構成する。この単色陰極線管１を投射型表示装置の特に青色陰極線管に適用する。【選択図】図３
2005050651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカソードを有する電子銃を備え、
ガラスパネルが映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率を有して成る
ことを特徴とする単色陰極線管。
【請求項２】
前記ガラスパネルが５０〜８０％の光透過率を有し、
前記複数のカソードから出射した複数の電子ビームが相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載の単色陰極線管。
【請求項３】
赤、緑及び青の３つの単色陰極線管を備え、
前記各単色陰極線管のガラスパネルが映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率を有し、
少なくとも青単色陰極線管が複数のカソードを有する電子銃を有して成る。
ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
前記ガラスパネルが５０〜８０％の光透過率を有し、
前記複数のカソードから出射した複数の電子ビームが相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査するようにして成る
ことを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単色陰極線管及び投射型表示装置に係り、さらに詳しくは映像のコントラスト及び輝度の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面表示が可能な表示装置として  リア型プロジェクタあるいはフロント型プロジェクタと呼ばれる投射型表示装置（以下、プロジェクタという）が知られている。プロジェクタでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの単色陰極線管を備え、各単色陰極線管からの映像光を投射レンズ系を介してスクリーン上に結像させて、カラー画像を表示する。各単色陰極線管では、ガラスパネルの内面に夫々の色に応じた単色蛍光体被膜からなる蛍光面が形成され、電子銃からの電子ビームの照射により所定パターンで発光し、各色の映像光を出射するようになされる。
【０００３】
投射型表示装置においては、映像光のコントラストを改善するために、パネルガラスの光透過率を下げてコントラストを向上する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
なお、特許文献２には、投射型表示装置において、発光の色純度を改善するために、蛍光体から発せられる発光スペクトルの主波長以外の波長の光の透過率に比べて低くなるように、陰極線管のパネルガラスに光吸収剤を含有させた技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−２０８２７４号公報
【特許文献２】特開平７−２９５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投射型表示装置において、映像光のコントラスト改善は技術課題となっている。上述のように、コントラスト改善の手段としてパネルガラスの光透過率を低下することが考えられるが、光透過率の低下は同時に輝度の低下をもたらす。
【０００５】
コントラストを低下させる成分として迷光がある。迷光の発光現象としては、特定の所を光らせると他の特定のところが発光して浮き上がる現象と、全体的に明るく浮き上がる現象とがある。前者は、例えば画面の右側部分を映像光で光らせると、左側部分に三日月型の明るい部分が出る現象である。理由は明らかでないが、所要の蛍光体で発光した映像光（直進して投射レンズに入った光）以外の一部の光がパネルガラス内で多重反射を繰り返し、浅く入り込んだ多重反射光が他所の蛍光体で散乱されて投射レンズ系に入射するためと考えられる。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑み、映像、表示画像の輝度を低下させることなく、全体的な迷光と特定の箇所での迷光の両方を防いで映像、表示画像のコントラストの向上を図った単色陰極線管及び投射型表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る単色陰極線管は、映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率をもつガラスパネルを有し、複数のカソードを有する電子銃を備えて成る。
ガラスパネルの光透過率としては、５０〜８０％とするのが好ましい。また、複数のカソードから出射した複数の電子ビームは、相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査することが好ましい。
【０００８】
本発明の単色陰極線管では、電子銃が複数のカソードを有するので、複数のカソードから出射した電子ビームを時間差をもって走査させて同じ位置の蛍光体を励起させることができ、輝度の向上が図れる。ガラスパネルとして、映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率をもつガラスパネルであることにより、全体的な迷光及び局部的な迷光が抑えられ、映像のコントラストが向上する。
ガラスパネルの光透過率を５０〜８０％にすることにより、迷光を十分に抑制できる。複数のカソードから出射した複数の電子ビームが、相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査させることにより、蛍光体の励起能力が回復した後に次の電子ビームを照射することができ、輝度が電子ビームの数だけ倍増される。
【０００９】
本発明に係る投射型表示装置は、赤、緑及び青の３つの単色陰極線管を備え、各単色陰極線管のガラスパネルが映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率を有し、少なくとも青単色陰極線管が複数のカソードを有する電子銃を有して成る。
ガラスパネルの光透過率としては、５０〜８０％とするのが好ましい。また、複数のカソードから出射した複数の電子ビームは、相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査することが好ましい。
【００１０】
本発明の投射型表示装置では、各単色陰極線管のガラスパネルが映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率を有するの、全体的な迷光及び局部的な迷光が抑えられ、映像のコントラストが向上する。少なくとも青単色陰極線管が複数のカソードを有する電子銃を有するので、複数のカソードから出射した電子ビームを時間差をもって走査させて同じ位置の蛍光体を励起させることができ、青蛍光体の輝度の増加が図れる。
ガラスパネルの光透過率を５０〜８０％にすることにより、迷光を十分に抑制できる。複数のカソードから出射した複数の電子ビームが、相互に略水平走査線間隔の２倍以上の間隔だけ離れた位置を走査させることにより、蛍光体の励起能力が回復した後に次の電子ビームを照射することができ、輝度が電子ビームの数だけ倍増される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る単色陰極線管によれば、迷光を抑えて映像のコントラストを向上すると共に、同じ位置の蛍光体を複数回励起されるので、輝度を向上することができる。
ガラスパネルの光透過率が５０〜８０％であれば迷光が十分に抑制できるので、コントラストの良い映像が得られる。複数の電子ビームの間隔を略水平走査線間隔の２倍以上にすることで、蛍光体の励起能力が回復するので、輝度を複数倍に向上することができる。従って、映像の輝度を下げることなく、映像のコントラストを向上することができる。
【００１２】
本発明に係る投射型表示装置によれば、迷光を抑えてスクリーン上での画像のコントラストを向上することができる。少なくとも輝度飽和し易い青色陰極線管においては同じ位置の蛍光体を複数回励起されるので、輝度を向上することができる。従って、明るいカラー画像を投射することができる。
【００１３】
ガラスパネルの光透過率が５０〜８０％であれば迷光が十分抑制できるので、コントラストの良い投射表示が得られる。青色陰極線管において、複数の電子ビームの間隔を略水平走査線間隔の２倍以上にすることで、青色蛍光体の励起能力が回復するので、青色の輝度を複数倍に向上し、スクリーン上で明るい画像を表示することができる。従って、表示画像の輝度を下げることなく、表示画像のコントラストを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明に係る投射型表示装置（プロジェクタ）の実施の形態を示す。本例の投射型表示装置１は、リア型プロジェクタに適用した場合である。
本実施の形態に係る投射型表示装置１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青（Ｂ）の映像光を発する３つのプロジェクタ用の単色陰極線管２〔２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ〕と、各単色陰極線管２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂの前面側に配置された投射レンズ系３〔３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ〕と、反射鏡４と、投射スクリーン５とを備えて成る。３つの単色陰極線管２、投射レンズ系３及び反射鏡４は、キャビネット６内に配置され、投射スクリーン５はキャビネット６の前面に配置される。
【００１６】
この投射型表示装置１では、各単色陰極線管２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからの赤色、緑色、青色の各映像光を投射レンズ系３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで拡大し、反射鏡４で反射してスクリーン５の裏面側からスクリーン５上に結像して、所要のカラー画像を表示する。
【００１７】
図３は、単色陰極線管２、特に視感度の低い青色陰極線管２Ｂに適用される実施の形態を示す。本実施の形態に係る単色陰極線管２は、低透過率のガラスパネル１１と、ファンネル１２と、ネック１３とからなるガラス管体１４を有し、ガラスパネル１１の内面に単色蛍光面１５が形成され、ネック１３内に複数、本例では２つのカソード１６〔１６ａ，１６ｂ〕を有した電子銃１７が配置されて成る。ガラス管体１４の外側には、カソード１６ａ，１６ｂから出射した電子ビーム１８ａ，１８ｂを水平、垂直走査させるための偏向ヨーク１９が配置される。
【００１８】
ガラスパネル１１は、映像光を透過し且つ迷光を抑えるに足る光透過率を有するガラスパネルで形成される。ガラスパネル１の光透過率としては、５０〜８０％、好ましくは７５〜８０％程度が良い。ガラスパネル１１の光透過率を制御するための光吸収剤としては、特に限定されないが、例えばＳnやＦｅＯ、ＭｎＯ２、Ｃｏ２Ｏ３などを用いることができる。パネル１１のガラス材料としては鉛成分のないガラスが用いられる。理由は、投射型表示装置では通常の陰極線管に比べて単位体積当たり非常に多い電子ビーム量が照射される。このため、鉛含有ガラスでは電子ビームに叩かれて変色する（所謂ブラウニング現象）ためである。
【００１９】
電子銃１７においては、例えば図４に示すように、２つのカソード１６ａ，１６ｂから出射した電子ビーム１８ａ，１８ｂが蛍光面１５上に所要の間隔を離れて２つのスポット２０ａ，２０ｂを形成するように成す。この場合、カソード１６ａと１６ｂは主走査方向（水平走査方向）に対して垂直に並んで配置される。そして、２つのカソード１６ａ，１６ｂから出射された電子ビーム１８ａ，１８ｂで形成される２つのスポット、即ち主走査方向に対して垂直に離れて並ぶ２つのスポット２０ａと２０ｂは、互いに略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定される。２つのスポット間隔を規定する水平走査線間隔とは、厳密な水平走査線間隔、及び許容範囲内、つまり多少のずれがあっても、２つのスポットで描画される画像が重なって見える範囲を含めて、略水平走査線間隔と定義する。
【００２０】
ここで、陰極線管を投射型表示装置に適用したとき、投射レンズ系の歪みのため、投射されたスクリーン上で画像が真四角になることは、陰極線管上では画像がたる型に歪むことになる。従って、２つのスポット間隔を設定する際の水平走査線間隔はスクリーン上で定義する。陰極線管で水平走査線間隔を定義する場合は、電子ビームが無偏向のとき、つまり電子ビームが画面中心に照射されるときは正確に定義できる。
【００２１】
また、図４に示すように、２つのカソード１６ａ，１６ｂには同じ映像信号を供給するが、いずれか一方のカソード、本例ではカソード１６ａには他方カソード１６ｂに供給される映像信号より遅延した映像信号が供給される。即ち、カソード１６ａには、カソード１６ｂに供給する映像信号よりも水平走査時間の２倍以上の時間だけ遅延した映像信号が供給される。カソード１０ａへの映像信号の入力は、遅延回路２１を介して行う。遅延時間は１０Ｈ〜２０Ｈ（Ｈは水平走査時間）程度が好ましく、例えば実際の使用には１０Ｈ遅延させることができる。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る単色陰極線管２の動作を説明する。
ガラスパネル１１の光透過率が５０〜８０％、好ましくは７５〜８０％であると、映像光は透過し、迷光（全体的な迷光と特定の箇所での迷光の両方）が抑えられ、映像光のコントラストが向上する。
【００２３】
また、１フィールド（フレーム）期間について考えると、２つのスポット２０ａと２０ｂ管の間隔を主走査線に対して垂直方向の略水平走査線間隔の２倍以上だけ離すことにより、蛍光面１５上の任意の１か所にある蛍光体は、電子ビーム１８ａと１８ｂによって水平走査時間の２倍以上の時間差をこって励起される。支所に励起された蛍光体の発光は，蛍光体の減衰時間（通常は輝度のピークの１／１０となる時間で定義される）によって減衰する。次に励起されるまでの時間が長い程蛍光体の輝度飽和が起こり難い。
【００２４】
この現象を輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体について実測したグラフを図５に示す。図５において、横軸は２つの電子ビーム間の遅延量、即ち水平走査時間を単位として表す。縦軸は２つのカソード１６ａ，１６ｂのうち、１つのカソードのみから電子ビームを出射して走査したときの輝度を基準にして２つのカソードに同じ電流値の電子ビームを出射して走査したときの輝度を基準輝度との比で表す。図５のグラフによれば、遅延量が０のとき、つまり２つのスポットが同時に任意の１箇所の蛍光体に照射したときには輝度が１．６倍弱程度にしかならない。しかし、遅延量が２水平走査時間以上にすると、輝度が１．９倍弱以上、５水平走査時間以上では輝度が２．０倍になり、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。
【００２５】
上述の実施の形態に係る単色陰極線管２によれば、管体１４を構成するガラスパネル１５の光透過率を５０〜８０％、好ましくは７５〜８０％に設定することにより、全体的な迷光と特定の箇所での迷光の両方を抑え、映像光のコントラストを向上することができる。
また、複数、本例では２つのカソード１６ａ，１６ｂを設けた電子銃１７を備え、蛍光面１５上に形成される２つのスポット２０ａと２０ｂとの間隔を垂直方向に関して略水平走査線間隔の２倍以上に設定し、一方のカソード１６ａには他方のカソード１６ｂより水平走査時間の２倍以上の時間だけ遅延した映像信号を供給することにより、蛍光体の輝度飽和特性による輝度劣化を回避することができる。特に輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体の輝度の向上を図ることができる。従って、輝度を下げることなく映像光のコントラストを向上することができる。
さらに２つの電子ビームを利用するので、１つの電子ビーム当たりの電流値を大きくせずに、スポット２０ａ，２０ｂの径を小さくすることができ、解像度を向上することができる。
【００２６】
本実施の形態の投射型表示装置では、特に青色陰極線管の動作時に全走査領域に亘ってスクリーン５上に形成される２つのスポットの間隔が略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定され、２つのカソードに水平走査時間の２倍以上の時間差を持たせて映像信号を供給するようになされる。
【００２７】
上述の実施の形態に係る投射型表示装置１によれば、各単色陰極線管２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂのガラスパネル１５の光透過率を５０〜８０％、好ましくは７５〜８０％に設定することにより、スクリーン５上の投射されたカラー画像のコントラストを向上することができる。同時に、特に輝度飽和特性が顕著な青色蛍光体を有する青色陰極線管２Ｂにおいて、上記の複数、本例では２つのカソード１６ａ，１６ｂを設けた電子銃１７を備えることにより、輝度の向上を図ることができる。従って、画像のコントラストが向上し、且つ赤色、緑色及び青色の輝度のバランスがとれた明るい画像を表示することができる。
【００２８】
なお、前述したように投射レンズ系の歪みのため、陰極線管上では映像がたる型に歪むことになる。投射型表示装置のスクリーン上では歪みのない画像に補正するために、各単色陰極線管２においては、カソードから出射された電子ビームの軌道を偏向に同期してダイナミックに調整する電子ビーム軌道調整手段を設けることができる。電子ビーム軌道調整手段としては例えば四重極磁界発生手段、静電偏向電極等を用いることができる。
【００２９】
本実施の形態の投射型表示装置としては、赤、緑、青の輝度バランスを考えて、赤色及び緑色陰極線管２Ｒ及び２Ｇには通常の１つのカソードの電子銃を用い、青色陰極線管２Ｂには上記の２つのカソードの電子銃を用いて構成することができる。その他、赤色及び緑色陰極線管２Ｒ及び２Ｇには２つのカソードの電子銃を用い、青色陰極線管２Ｂには３つのカソードの電子銃を用いて構成することができる。
【００３０】
上述の単色陰極線管２においては、電子銃１７の２つのカソード１６ａ，１６ｂを画面垂直方向に並べて配置し、蛍光面５上で２つのビームスポット２０ａ，２０ｂが垂直方向に並べて形成されるようにした。その他、単色陰極線管１においては、図６及び図７に示すように、カソード１６ａ，１６ｂを垂直方向に対して斜めに配置し、蛍光面５上で２つのビームスポット２０ａ，２０ｂが垂直方向に対して斜めに形成されるように構成することができる。この場合、２つのスポット２０ａと２０ｂとの間隔は、互いに略水平走査線間隔の２倍以上の間隔に設定される共に、何れか一方、本例ではカソード２０ａには、他方のカソード２０ｂに供給される映像信号よりも水平走査時間の２倍以上の時間±αだけ遅延した映像信号を供給するようになす。図６の場合は水平走査時間の２倍以上の時間＋αだけ遅延した映像信号を供給し、図７の場合は水平走査時間の２倍以上の時間−αだけ遅延した映像信号を供給する。
このような単色陰極線管２においても、上述と同様に映像光の輝度を下げることなく映像光のコントラストを向上することができる。
【００３１】
上例では、本発明の投射型表示装置としてリア型プロジェクタに適用したが、フロント型プロジェクタにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る投射型表示装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の要部の構成図である。
【図３】投射型表示装置に適用される本発明に係る単色陰極線管の一実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明の単色陰極線管の動作説明図である。
【図５】本発明の説明に供する青色蛍光体に関するスポット間の信号遅延量と輝度比の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の単色陰極線管の他の実施の形態を示す２つのスポットの形成パターン図である。
【図７】本発明の単色陰極線管の他の実施の形態を示す２つのスポットの形成パターン図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・投射型表示装置、２〔２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ〕・・単色陰極線管、３〔３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ〕・・投射レンズ系、４・・反射鏡、５・・投射スクリーン、１１・・ガラスパネル、１２・・ファンネル、１３・・ネック、１４・・ガラス管体、１５・・蛍光面、１６ａ，１６ｂ・・カソード、１７・・電子銃、１８ａ，１８ｂ・・電子ビーム、１９・・偏向ヨーク、２０ａ，２０ｂ・・ビームスポット
【図１】
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【図２】
2005050651.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005050651.tif 000008
【図７】
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