JPH09509811A

JPH09509811A - 陰極線管球からなる表示装置

Info

Publication number: JPH09509811A
Application number: JP8519627A
Authority: JP
Inventors: ニコラースヨセフフィス，ペトルス; ケムナー，ルドルフ; アンドレモンティエ，エドヴィン; ケティング，アルフレート; ヨハネスホエフェン，アドリアーン
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスエヌベー
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-09-30
Also published as: EP0746946B1; EP0746946A1; US5712538A; DE69521303D1; WO1996019899A3; WO1996019899A2; TW309623B

Abstract

(57)【要約】本発明による表示装置での蛍光スクリーン（４）はその上の実質的に同じ部分で一つのカラーで異なる周波数内容の画像を発生するために別々の電子ビーム（２３、２４）によりスキャンされる。異なる画像がある時には複合画像として知覚されうる。それぞれの電子ビームは電子画像信号の高周波数及び低周波数成分に基づき、又は電子画像信号の画像成分及びテキスト成分に基づき陰極変調器（５）により変調される。それぞれの電子ビームの変調は蛍光材料の過負荷を回避するために相互に相対的に若干遅延される。

Description

【発明の詳細な説明】陰極線管球からなる表示装置本発明は −複数の電子ビームを放射する陰極配置と、 −陰極配置と対向するよう配置される蛍光スクリーンと、 −電子画像信号に基づいて電子ビームを変調する陰極変調器と、 −それぞれの電子ビームにより蛍光スクリーンの実質的に同じ部分をスキャンする偏向システムとからなる表示装置に関する。この種の表示装置は高輝度の画像を表示するイギリス国特許出願ＧＢ２２２７９１１から知られている。小さな画像の詳細が適切に観察されうることが重要な環境では画像が高輝度で表示されるのみならず、適切なコントラストで小さな詳細が表示されることがまた重要である。知られている表示管球は検査された患者のＸ線画像を表示するために用いられるときにＸ線画像は満足すべき診断品質で表示されえない。何故ならば医学的に問題の画像情報は小さいコントラストで細かい細部に通常含まれるからである。陰極変調器は電子源により放射された電子ビームの強度を変調するよう動作する。変調は電子画像信号に基づいて実施され、それにより電子ビームは電子画像信号内の画像情報を表す種々の輝度の光を形成する。知られている表示装置内の陰極変調器はそれぞれの電子ビームを用いて蛍光スクリーン上の実質的に同じ位置に連続して２回光を発生するよう配置される。２つの電子ビームは同じ画像を速い連続で２度形成し、それにより画像が高輝度で蛍光スクリーン上に表示されるときに蛍光材料の過負荷を回避する。上記の出版物はまた単一の電子ビームの代わりに別の電子ビームの使用が表示された画像の高輝度が電子ビームを正確な偏向が不可能なような強度へ増加することなしに達成される利点を提供すると記載されている。知られている表示装置は高輝度の画像が鮮明に表示されることを可能にするが、小さなコントラストでの細かい細部の知覚の改善はできない。知られている表示装置は蛍光スクリーン上に表示された画像内の増加されたコントラストによる画質の改善に寄与することはない。本発明の目的は例えば医用診断で用いられ、増強されたコントラストで蛍光スクリーン上に細かな詳細が知覚できる画像情報を形成する表示装置を提供することである。これを達成するために本発明の表示装置は陰極変調器は画像の異なる空間周波数成分を表す蛍光スクリーンの該部分での画像を発生するために電子画像信号により表される画像の分離された空間成分に基づいてそれぞれの電子ビームの強度を変調するよう配置され、該画像は重畳された画像を形成することを特徴とする。それぞれの電子ビームは電子画像信号の異なる周波数成分で変調され、本質的に蛍光スクリーンの同じ部分で電子画像信号に含まれる画像情報の別の空間周波数成分を表す画像を形成する。それぞれの画像は重畳された画像として一緒に観察されえ、ここでそれぞれの画像は増強比率により混合されている。それぞれの周波数成分のそれぞれの周波数範囲は別々でありえ、又は共通の周波数を有しうる。増強比率はそれぞれの電子ビームの変調深さ及び強度により決定される。電子ビームの強度はその中のフラックス密度である。適切な比率で分離された画像を重畳することは一つの周波数成分の画像情報が重畳された画像の細かな細部のコントラストが増強されるような方法で他の周波数成分の画像情報に比べてより再現されることを可能にする。最適なコントラスト増強が達成される増強比率は電子画像信号の分離された周波数成分に含まれる画像情報に依存する。増強比率はまた値１を有しうる；コントラスト増強はこの場合でもなお達成される。蛍光スクリーン上での画像は制限された強度の２つの電子ビームにより構成され、分離された周波数成分に基づいて変調される故に電子ビームの目標である位置の周辺の領域の大きさはなお制限され、高周波画像情報の拡散は妨げられる。本発明による表示装置は例えば白黒の重畳された画像の表示に対して特に適切である。特に表示装置が医用Ｘ線画像を表示するために用いられるときに高い診断品質を達成するために画像を高コントラストで表示することは重要であり、その様な画像は通常単色で表示される。代替的に表示装置は所望であればカラー表示管球からなり、別の空間周波数成分は異なるカラーで表示されうる。本発明による表示装置の好ましい実施例は陰極変調器は電子画像信号からの空間的高周波数信号成分と空間的低周波数信号成分とを得る周波数フィルタと、電子ビームを該高周波数と低周波数信号成分とで別々に変調する駆動器とからなることを特徴とする。複合画像はそれぞれの電子ビームが高周波数及び低周波数の空間周波数成分をそれぞれ有する別の画像、又は蛍光スクリーン上の電子画像信号内の画像情報のその様な空間周波数成分の分離された組合せを形成するように蛍光スクリーン上で形成される。電子ビームを別々に変調することにより高周波数及び低周波数成分は増強比率に従って複合画像内で混合される。分離された高周波数及び低周波数成分は電子ビームのそれぞれの変調深さ及びフラックス密度に依存して相互に相対的に増強又は減衰される。高周波数及び低周波数成分のそのような相対的な増強又は減衰が適切に選択されたときには重畳された画像のコントラストは増強されうる。電子画像信号内の高周波数成分内に含まれる画像情報内の問題の細かな細部は低周波数成分に比べて高周波数成分を増強することにより複合画像内で増強されたコントラストで再現される。更にまた、表示装置は電子画像信号を供給する画像ピックアップ装置と独立である。本発明による表示装置の好ましい実施例は陰極変調器は電子画像信号から得る信号分離主手段と、電子画像信号内の画像情報に主に関係する画像成分と、電子画像内のテキスト情報に主に関係するテキスト成分と、該画像成分とテキスト成分で電子ビームを別々に変調する駆動器とからなることを特徴とする。表示装置のこの実施例はテキスト情報と同様に画像情報の表示に特に適切であり、それらの両方は電子画像信号に含まれる。別々の電子ビームは画像情報とテキスト情報が同時に再現される蛍光スクリーン上で重畳された画像を形成する。本発明による表示装置の更に好ましい実施例は陰極変調器は別々に変調された電子ビームにより速く順次に蛍光スクリーンの実質的に同じ位置をスキャンする遅延回路からなることを特徴とする。別々に変調された電子ビームによる該位置での蛍光材料の最大活性化は同時には生じないが、速い連続で達成される。これは蛍光材料の過負荷及び飽和を防止する。蛍光スクリーン上の同じ又は実質的に同じ位置で別の電子ビームにより速い連続で相互に連続する空間周波数成分の複合された画像が形成される。蛍光スクリーン上の画像の所望の輝度を達成するためにそれぞれの電子ビームの所望のフラックス密度は画像が単一の電子ビームにより発生される場合での所望の光強度に対して要求されるフラックス密度より低い。それぞれの電子ビームでのフラックス密度はなお制限されている故にそれらは偏向システムと協働して陰極配置により、より正確に偏向されえ、それにより蛍光スクリーン上で合焦される。制限されたフラックス密度により電子ビームがその上に向けられる位置の周囲の領域の大きさはなお制限され、高空間解像度の画像は蛍光スクリーン上に形成される。それぞれの電子ビームは蛍光スクリーン上の同じ又は実質的に同じ位置をスキャンし、次の電子ビームにより励起が生ずるときに蛍光材料が最初の電子ビームによる励起の影響下でなお蛍光を発生するような短い期間により相互に相対的に遅延される。斯くしてそれぞれの電子ビームにより形成された画像はある時には重畳された画像として可視的となる。本発明による表示装置の更なる好ましい実施例は陰極配置は陰極線管球のネックに設けられ、陰極配置は実質的に平行な電子ビームを放射する複数の電子源からなり、陰極配置はその別の出射開口を通して収束するように該電子ビームを導くよう配置され、陰極配置の出射開口はネックの軸の両側に配置され、偏向システムは収束する電子ビームを蛍光スクリーン上の実質的に同じ位置に向けるように陰極配置と協働するよう配置されることを特徴とする。電子ビームは電子源から平行に発射されるが、相互に収束する形で陰極配置を離れ、即ち電子ビームは陰極配置内で偏向され、それによりその中で折点（ブレイクポイント）を有する。電子ビームが例えば幾つかの電子源を有する複合された陰極により形成された陰極配置内で折点を示す故に鉄のトラップが陰極システム内で自動的に形成され、複合された陰極は入来するイオンによりほとんど汚染を被らない。その様なイオンは例えば電子ビームの一つと残留するガスの原子の衝突により陰極線管球内で放出されると、これらのイオンは電磁界の影響下で陰極の方向に動く。イオンの非常に大きい質量によりそれらは電子線の折点を正確には辿らないが出射開口の後ろに位置する電子源に近接するところに到達し、それによりイオンが電子源の陰極材料を汚染する機会を有することなく接地から供給された電子と再結合する。本発明のこれらの及び他の特徴は以下に図を参照して次の実施例のもとに詳細に説明される。図は以下のものを含む：図１は本発明による表示装置の実施例を示す概略図である。図２は本発明による表示装置の陰極配置を示す概略図である。図３は本発明による表示装置の更なる実施例を示す概略図である。図１は本発明による表示装置の実施例を示す概略図である。陰極線管球１１０は真空密封容器１からなる。密封容器のネック２には陰極配置３がある。各電子源２１、２２はそれぞれフィラメント２６、２７からなり、これは電源ユニット２８に結合される。２つの電子源２１、２２は偏向システム６により密封容器１の内側のネック２と対向して配置される蛍光スクリーン４上の実質的に同じ位置に向けられる電子ビーム２３、２４を放射する。偏向システム６はそれを介して電流が制御ユニット２５の制御のもとに印加される偏向コイルからなる。蛍光材料での電子ビームの吸収により電子ビームの強度に依存する強度の光が蛍光スクリーンで局部的に発生する。電子源の陰極材料はフィラメント２６、２７を通して電流を印加することにより加熱され、結果として陰極材料は電子を放射する。陰極配置は更にまた放射された電子を電子ビームに形成する多数の電極を含む。電極は電子ビームの通路用の開口を設けられる。陰極の前で加速電極３０が配置され、それへ約０．７ｋＶの陰極電圧が電源４０により印加される。陰極２９は電子源２１、２２と加速電極３０との間に配置される。電子源２１、２２、グリッド２９、加速電極３０は三極管として動作し、電子ビームの強度はそれぞれの電子源と陰極２９との間の数十ボルトの小さな電圧差に基づき制御される。陰極配置はまた約２５ｋＶの高電圧を印加され、電子ビームの更なる加速と蛍光スクリーン上でこれらのビームを合焦する合焦電極３１と陽極３２とからなる。電子ビームはネック２の軸１２の両側に位置する出射開口１１１、１１２を介して陰極配置から放射される。上記のことは陰極配置３の比較的簡単な実施例に関することであり、当業者には電極のより複雑な構成は例えば所望ならば電子ビームの適切な増強のための陰極配置で用いられ得ることは明らかである。陰極配置はそれぞれの電子源と電極が蛍光スクリーン上に異なる周波数で変調された電子ビームの正確な合焦のために最適に配置されるように設計される。図１に示される実施例では電子画像信号は２つの周波数成分に分割され、それにより２つの電子源は変調される。本発明によれば２つ以上の電子源を用い、２つ以上の周波数成分に電子画像信号を分割することがまた可能である。本発明による表示装置は好ましくは標準のカラー画像管球の真空密封容器１からなるように構成される。その様なカラー画像管球のネックでは３つの電子源からなる陰極配置を設けるために充分な空間がある。２つの電子源からなる陰極配置では電極の寸法は若干より大きいように選択され、これは標準カラー画像管球で慣用的であり、合焦の精度は斯くして増加する。電子ビームの強度を変調するために陰極線管球１１０は陰極配置３のそれぞれの電子源２１、２２に結合される陰極変調器５からなる。陰極変調器はグリッド２９とそれぞれの電子源２１、２２との間の電圧差を変調する；電子ビーム２３、２４の強度はこれらの電圧差の変調に基づき変調される。それぞれの陰極とグリッドとの間の電圧差は陰極変調器の信号入力５０に現れる電子画像信号の異なる成分で変調される。高域通過チャンネル５１と低域通過チャンネル５２とからなる周波数フィルタ７は電子画像信号から３．５ＭＨｚより高い周波数の高周波数成分と４ＭＨｚより低い周波数の低周波数成分とを抽出する。遅延ライン１０と最初の利得ａ₁に調整された増幅器５３は低周波数成分を若干間に合うように数ナノ秒間遅延し、第一の電子源２１に供給するようそれを増幅する；増幅され、遅延された低周波数成分に等しい電圧はグリッド２９と第一の電子源２１との間の電圧差に重畳される。第二の利得ａ₂に調整された第二の増幅器５５は電子画像信号の第二の増幅された低周波数成分を形成する。電子画像信号から高域通過チャンネル５１は加算器５４内で第二の増幅された低周波数成分に加えられ、加算器の出力信号は第二の電子源２２に印加される。高周波数及び低周波数成分の増幅はまた問題の増幅率が１以下のときには減衰器を構成する。調整ユニット５６はこれらの増幅器の利得を調整するために制御信号を増幅器５３、５５のそれぞれの制御入力５７、５８に印加する。陰極変調器の代わりに電子ビームを変調するために電子画像信号から高周波数及び低周波数成分を得るために電子画像信号の別の成分はまた画像メモリから別の電子源に印加されうる。その様な画像メモリでは例えば３つのデジタル型のものであり、画像の別の成分が記憶されうる。例えば画像の高周波数及び低周波数成分が記憶される。例えば画像の高周波数及び低周波数成分が別々に該画像メモリに記憶される。電子源２１は実質的に蛍光スクリーン全体をスキャンする電子ビームを放射し、その上に電子画像信号内の低周波数画像情報を有する画像を形成する。電子源２２から放射された電子ビームは実質的に蛍光スクリーン全体をまたスキャンし、その上に電子画像信号内の低周波数及び高周波数画像情報を重ね合わせた画像を形成する。蛍光スクリーンは好ましくは電子の吸収により本質的に一つのカラーの３物質放射光の白黒蛍光スクリーンである。１つの電子源２１の変調が実施例で示された他の電子源２２の変調と比べて若干遅延した場合にでも遅延はそれぞれの電子により形成された画像が一つの重畳された画像として観察されるように非常に短い。この複合画像で高周波数及び低周波数画像成分の比率は陰極変調器の入力上の電子画像信号の高周波数及び低周波数成分の比率から変動する。例えば複合画像では画像の高空間周波数成分は低周波数画像に比べて増強されており、それにより細かい細部は複合画像でより明確に再現される。検査される患者のＸ線画像の画像情報が陰極線管球１１０により表示されるときに画像情報は高診断品質で表示される。何故ならば解剖で偏差を検出する上で重要なかなり細かい細部は明確に再現されるからである。放射線科医はその様な細部をよりよく知覚できる。蛍光材料の過負荷は高周波数変調をまた含む電子ビーム２４の変調と比べて電子ビーム２３の低周波数変調を遅延することにより打ち消される。更にまた遅延はそれぞれの電子ビームの変調間の相互作用を減少する。特殊な場合には第一と第二の利得はそれらの和が１となるように調整され、それにより電子画像信号内の完全な画像情報が陰極変調器に印加される。表示された画像の周波数成分の比率がこの特殊な設定に対して電子画像信号でのと同じであっても表示はそれにもかかわらず改善される。蛍光スクリーン上の画像は制限された強度の２つの電子ビームにより構成される故にその上に電子ビームが方向付けられる場所の周辺の領域の大きさはなお制限され、高周波数画像情報の拡散は妨げられる。図２は本発明による表示装置の陰極配置を示す概略図である。それぞれの電子源２１、２２から放射されるそれぞれの電子ビーム２３、２４はまず概略平行な路を辿る。陰極配置の電極２９、３０、３１は電子により形成された電界によりそれぞれの電子源の電子ビームは陰極配置内で相互に相対的に収束し、即ち電子ビームは相互に向かって方向付けられる。出射開口１１１、１１２から収束する電子ビーム２３、２４は偏向システムにより蛍光スクリーン上で実質的に同じ位置に方向付けられる。それぞれの電子ビームを蛍光スクリーン上で実質的に同じ位置に正確に方向付けるために適切な偏向システムは公開されたヨーロッパ特許出願ＥＰ０５１６２２９及びＥＰ０６５５７６６に詳細が記載されている。電子ビームが陰極配置内で既に収束し、ネック２の軸１２に沿って延在しない故に陰極配置内の電子ビームの路は折点を示す。例えば残留するガス原子により生じたイオンは陰極配置内の電子源に向かって動く傾向がある；しかしながら電子の路内の折点について行かず、それらの大きな質量故にそれらは電子源に入来せず、電子源の陰極材料の汚染は回避される。図３は本発明による表示装置の更なる実施例を示す概略図である。この実施例は電子画像信号がテキスト情報のような画像情報を含むときに特に適切に用いられ得る。電子画像信号は信号分離手段９に印加され、これは電子画像信号から画像成分及びテキスト成分を得る。両方の成分が駆動器８に印加され、各成分はそれぞれの増幅器６０、６１により別々に増幅される。別の電子ビーム２３、２４は増幅された画像成分及びテキスト成分で変調される。これらの電子ビームは画像とテキスト情報を一緒に蛍光スクリーンに表示するために用いられる。調整ユニット６４はそれらの利得を調整するためにそれぞれの増幅器の制御入力６２、６３に制御信号を印加する。それぞれの電子ビームの変調深さは該利得の調整により所望の強度比で画像及びテキストの表示を調整する。別の電子ビームがテキストと画像情報表示するために用いられるときにそれぞれの電子ビームにより蛍光スクリーンの異なる部分をスキャンすることは魅力的である。医用Ｘ線診断での画像情報は概略長方形の蛍光スクリーンの円形の中心領域で通常再現され、一方で中心の領域外の蛍光スクリーンの隅の領域はしはしはテキスト表示に使用される。それぞれの電子ビームにより中心領域に画像情報の表示を実現することにより適切な鮮明度を有する高コントラスト表示が達成される。何故ならばそれぞれの電子ビーム間の収束誤差がなお中心領域に限定されるからである。テキストは単一の電子ビームにより隅の領域に再現される。電子ビームが隅の領域に向けられたときに発生する電子ビームの合焦に関する問題はテキストの再現での不鮮明さを引き起こさない。何故ならばテキストは単一の電子ビームにより再現されるからである。テキストの表示の最大輝度は表示が単一の電子ビームにより実現されるときに幾分制限されるが、高輝度はテキストの満足できる表示に対してそれほど重要ではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者モンティエ，エドヴィンアンドレオランダ国，5621 ベーアーアインドーフェン，フルーネヴァウツウエッハ１番 (72)発明者ケティング，アルフレートオランダ国，5621 ベーアーアインドーフェン，フルーネヴァウツウエッハ１番 (72)発明者ホエフェン，アドリアーンヨハネスオランダ国，5621 ベーアーアインドーフェン，フルーネヴァウツウエッハ１番

Claims

【特許請求の範囲】１． −複数の電子ビーム（２３、２４）を放射する陰極配置（３）と、 −陰極配置（３）と対向するよう配置された蛍光スクリーン（４）と、 −電子画像信号に基づいて電子ビーム（２３、２４）を変調する陰極変調器（５）と、 −それぞれの電子ビーム（２３、２４）により蛍光スクリーン（４）の実質的に同じ部分をスキャンする偏向システム（６）とからなる表示装置であって、 −陰極変調器（５）は画像の異なる空間周波数成分を表す蛍光スクリーン（４）の該部分での画像を発生するために電子画像信号により表される画像の分離された空間成分に基づいてそれぞれの電子ビーム（２３、２４）の強度を変調するよう配置され、 −該画像は重畳された画像を形成することを特徴とする表示装置。２．陰極変調器（５）は、 −電子画像信号からの空間的高周波数信号成分と空間的低周波数信号成分とを得る周波数フィルタ（７）と、 −電子ビーム（２３、２４）を該高周波数信号成分と低周波数信号成分とで別々に変調する駆動器（８）とからなることを特徴とする請求項１記載の表示装置。３．陰極変調器（５）は、 −電子画像信号から得る信号分離主手段（９）と、 −電子画像信号内の画像情報に主に関係する画像成分と、 −電子画像内のテキスト情報に主に関係するテキスト成分と、 −該画像成分とテキスト成分で電子ビーム（２３、２４）を別々に変調する駆動器（８）とからなることを特徴とする請求項１記載の表示装置。４．陰極変調器（５）は別々に変調された電子ビーム（２３、２４）により速く順次に蛍光スクリーン（４）の実質的に同じ位置をスキャンする遅延回路（１０）からなることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載の表示装置。５． −陰極配置（３）は陰極線管球（１１０）のネック（２）に設けられ、 −陰極配置（３）は実質的に平行な電子ビーム（２３、２４）を放射する複数の電子源（２１、２２）からなり、 −陰極配置（３）はその配置の別の出射開口（１１１、１１２）を通して収束するように該電子ビーム（２３、２４）を導くよう配置され、 −偏向システム（６）は収束する電子ビーム（２３、２４）を蛍光スクリーン（４）上の実質的に同じ位置に向けるように陰極配置（３）と協働するよう配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載の表示装置。