阴极射线管的制作方法
专利名称：阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及单色显示方法的阴极射线管，具体地说，涉及能够以单色显示方法部分地彩色显示图标形图像的阴极射线管。
背景技术：
至今，阴极射线管(CRT)广泛地用于电视接收机、各种监视器中。在阴极射线管中，从设置在管子中的电子枪向荧光屏发射电子束，以便根据电子束在管子荧光屏上的扫描形成扫描屏幕。阴极射线管的类型大致可分为直射型和平面型。直射型阴极射线管具有这样的结构这样设置电子枪、使得电子束的发射部分面对荧光屏、且电子束几乎垂直地照射荧光屏中心。另一方面，平面型阴极射线管具有这样的结构电子枪和荧光屏设置在几乎同一平面上，电子束倾斜地照射荧光屏。由于与直射型阴极射线管相比可以使平面型阴极射线管更薄，所以平面型阴极射线管常用于较小的装置，例如门电话装置中主装置的监视器部分，便携式电视监视器等等。
虽然有阴极射线管用于在彩色全屏中显示图像，但是，用于仅仅显示单色视频图像的阴极射线管也有需求且正在研发。具体地说，单色显示方法的平面型阴极射线管常用作门电话装置。在单色显示方法的阴极射线管中，整个荧光屏由例如发射白光的荧光物质形成，用单电子束扫描荧光屏，从而显示单色图像。
在使用单色显示方法的阴极射线管的装置中，也有部分地显示彩色视频图像的要求。例如，门电话装置组合有各种传感器，例如火灾传感器以及煤气泄漏传感器等，而且组合式门电话装置包括安全系统。在具有这种系统配置时，从引起用户注意的观点出发，最好通过在主装置侧以不同于正常单色显示的颜色(例如红色)表示发生了异常事件来显示告警。
至今，为了在用单色显示方法的阴极射线管的门电话装置中进行彩色显示，必须单独地设置用于彩色显示的装置。彩色显示装置例如具有这样的结构在透明衬底的背面印上彩色的字符，图样等图案，用预定色彩的灯光(例如白色或红色)来照射所述背面以便使印有彩色图案的部分发光。在这种彩色显示器中，视频图像的显示状态是单色的。具体地说，在利用彩色显示器来显示告警的情况下，就会发生告警效果差的问题。此外，需要单独设置用于彩色显示的装置，因此会发生整体装置体积增大以及成本增加等问题。而且，整个装置的设计灵活性受到限制。
因此，本申请人在日本专利申请No.2000-045114和No.2000-117594等中提出了在单色显示方法的阴极射线管中进行部分彩色显示的发明。
下面将参考图8A和8B简要说明本发明的申请人在过去提出的发明。在图8A和8B中，示出了在平面型阴极射线管中的视频图像显示部分。在单色测试方法的传统的平面型阴极射线管中，如图8A所示，整个视频图像显示区111是由单色荧光物质(例如发射白光的荧光物质)形成的。
另一方面，按照本申请人发明的平面型阴极射线管，如图8B所示，具有单色荧光物质122。不仅设置显示一般单色视频图像的第一视频图像显示区121，还设置用于彩色显示的第二视频图像显示区123。在第二视频图像显示区123中设置另一种荧光物质124，它发射的光的颜色与设置在第一视频图像显示区121的荧光物质122的颜色不同。根据要显示的视频图像，荧光物质124可由单色(例如红色)或由多色形成。在这种配置的情况下，当用电子束扫描第二视频图像显示区123时，荧光图案部分就发光，从而显示图标形状彩色图案。在第二视频图像显示区123形成多个荧光图像(图标图案)124A，124B和124C，就可同时或单个显示多个图标视频图像。
如上所述，按照本申请人发明的阴极射线管显示的不仅是一般显示的多色视频图像，还有彩色的图标形视频图像。以下，具有显示图标的阴极射线管简称为“图标CRT”。
以下概要说明采用平面型阴极射线管的TV门电话装置。TV门电话装置是对以下这种装置的统称这种装置具有安装在户外的从装置和安装在室内的主装置并能通过通信电缆向从装置发射或由从装置接收声音和视频图像。摄像头组装在从装置中，而用于显示从装置的摄像头捕捉的视频图像的监视器组装在主装置中。平面型阴极射线管用作主装置的监视器部分。在从装置中，还装配红外线灯(通常为红外LED(发光二极管))，用于照射作为捕捉图像的对象的来访者。在TV门电话装置中，来访者的图像由装配在从装置中的摄像头捕捉，且图像信号通过通信电缆传送到主装置。室内的用户从显示在主装置监视器部分上的视频图像可以知道有来访者到来并可认出来访者是谁。
在TV门电话装置中，在从装置捕捉图像时，来访者被装配在从装置内的红外线灯发出的红外线照射。用光照射来访者的原因在于即使在夜间或昏暗的环境下也便于识别来访者。使用红外线作照射光是因为用人眼不能感觉的波长的光比较合适，这样来访者不会意识到在被光照射(这样来访者不会感到晃眼)。
一般，用于TV门电话装置的平面型阴极射线管由于其使用条件的缘故而常用称为AC(交流)再现方法来显示视频图像。另一方面，在一般电视或显示器中，常采用DC(直流)再现方法。
现说明为什么在TV门电话装置中常采用AC(交流)再现方法的原因。
首先，参考图9来说明DC再现方法。DC再现方法是能改进对比度并防止黑色电平中的波动引起黑色电平漂移的一种方法。按照所述方法，将视频信号箝位于某个电平，就可防止黑色电平波动。通常，在亮的视频图像的情况下，视频信号的振幅值VA1较大，如图9的间隔A中所示。在暗的视频图像的情况下，视频信号的振幅值VA2较小，如图9的间隔B中所示。在DC再现方法中，当输入图9所示的不同信号电平的视频图像时，视频信号被箝位，以致黑色电平维持在几乎恒定的值VB，且不波动。平均电平VM1和VM2根据信号电平而波动。
现参考
图10来说明AC再现方法。在AC再现方法中，也和DC再现方法一样，在亮的视频图像中视频信号的振幅值VA1较大(图10的间隔A)，而在暗的视频图像中视频信号的振幅值VA2较小(图10的间隔B)。但在AC再现方法中，和DC再现方法不同的是，整个视频信号的平均值(而不是黑色电平值)固定在直流电平VM。于是，黑色电平值根据信号电平而波动。具体地说，在暗视频信号时，黑色电平值VB2的增加大于亮视频信号的VB1，导致所谓的黑色电平漂移状态。
在用于诸如TV门电话装置等系统的监视器中，虽然从红外线灯发射红外线，但发光量是不够的。因此，将DC再现方法用于监视器时，由于暗视频信号部分存在于视频信号的黑色电平附近，所以室内用户不容易识别监视器上显示的是什么，就会发生问题。另一方面，在AC再现方法中，在视频信号振幅值小的情况下、即、在显示暗场景的情况下，黑色电平会升高，因此比较容易识别整个视频图像显示的是什么。所以，AC再现方法常用作用于诸如TV门电话装置等系统的监视器的电路配置。
现参考图11A和11B，考虑对图标CRT采用AC再现方法的情况。具体地说，现考虑在三个图标图案124A、124B和124C中仅使中间图标图案124B发光的情况。此时，理想的是，如图11B所示，最好将不是图标图案124B的区域中的视频信号设定到黑色电平或更低、使得其它图标图案124A和124C不发光。
但实际上，当把传统的AC再现方法用于图标CRT时，有时会得到如图11A所示的显示状态。在AC再现方法中，如上所述，黑色电平值根据视频信号而波动。结果，特别是在摄像头捕捉了暗的视频信号的状态下，黑色电平值增加。在仅使中间的图标图案124B发光时，其它区域进入黑色电平漂移状态，而且有可能其它图标图案124A和124C也会暗淡地发光。在这种状态下，就会发生这样的问题，即室内用户本来仅应识别图标图案124B，却错误地识别了其它图标图案124A和124C。
简言之，传统的技术就图标CRT而言有如下问题。首先，对图标CRT采用传统的DC再现方法时，黑色电平维持恒定不变。结果，在使一个图标发光时，不论视频图像的亮度如何，除了发光的图标外其它图标都不发光，因此没有错误识别图标的问题。但是，另一方面，特别是当DC再现方法用于门电话装置时，问题在于在夜间或暗环境下很难辨别来访者的面孔。
相反，按照AC再现方法，在夜间或暗环境下来访者的面孔图像中发生黑色电平漂移，因此所述方法对于识别来访者是最佳的。但是，当把传统的AC再现方法按照原样用于图标CRT时，根据视频信号的条件，不需要发光的图标也微弱地发光，如图11A所示。这对室内用户就很麻烦，或在某些情况下，会造成用户错误识别图标的问题。
本发明考虑到了上述问题，其目的就是提供一种阴极射线管，它能够用AC再现方法显示单色图像，也可部分地显示有预定形状的荧光图案的彩色视频图像，其中仅仅使所需的荧光图案极好地发光。
发明内容
按照本发明，一种采用AC再现方法以单色调显示主视频图像的阴极射线管包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照电子枪的扫描发射单色光的荧光物质并通过荧光物质的发光显示主视频图像；以及第二视频图像显示部分，其中在与设置荧光物质的区域不同的区域的多个位置上设置各自具预定形状的荧光图案，并且通过荧光图案的发光以不同于主视频图像的颜色显示不同于主视频图像的至少一个视频图像。按照本发明的阴极射线管还包括第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使设置在所述多个位置上的荧光图案中的所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号将对应于显示信号中除所需荧光图案外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于黑色电平。
在本发明中，设置在第一视频信号图像显示部分的荧光物质是发射白光的荧光物质，用来发射例如白光。发射白光的荧光物质包括仅发白光的荧光物质，也包括混合有适当比例的发蓝光的荧光物质和发黄光的荧光物质但表面上看来象发白光的荧光物质。在本发明中，单色不仅包括具有单一光波长区域的颜色，也包括混合有多种波长区域而人眼识别为单色的颜色。
在按照本发明的阴极射线管中，在第一视频信号图像显示部分，主视频图像以单色显示。在第二视频信号图像显示部分，通过预定形状的荧光图案的发光，以不同于主视频图像的颜色显示至少一种其它的视频图像。在第二视频信号图像显示部分显示另一种视频图像时，由第一信号发生装置产生用于使所需的荧光图案发光的显示信号。此时，由第二信号发生装置产生消隐信号，而显示信号中对应于非所需荧光图案的信号部分的电平被降到低于黑色电平。这样就抑制了非所需荧光图案的发光，只有所需的荧光图案极好地发光。
最好，所述第二信号发生装置通过将所述显示信号的极性反转来产生例如消隐信号。这便于所述消隐信号的产生。
从以下的说明中可以更充分地展示本发明的其它和进一步的目的、特征和优点。
附图简要说明图1是显示具有根据本发明实施例的平面型阴极射线管的门电话装置的总体配置的配置图。
图2是显示图1所示的门电话装置中主装置内部结构的主要部分的截面图。
图3是显示从正面(面板侧)看图2所示平面型阴极射线管的状态的正视图。
图4是显示根据本发明实施例的平面型阴极射线管的电路系统的配置实例的方框图。
图5是显示所述电路系统的更具体的配置实例的电路图。
图6是显示图标显示信号S2的波形实例和图标消隐信号S3的波形实例的波形图。
图7A和7B是显示最终视频图像信号的状态的波形图。图7A示出没有使用图标消隐信号的情况，而图7B示出使用图标消隐信号的情况。
图8A和8B是说明阴极射线管的显示方法的说明图。图8A示出仅能显示单色图像的传统平面型阴极射线管，图8B示出能部分地显示彩色图像的单色显示方法的平面型阴极射线管。
图9是说明DC再现方法的示意图，其中，时间间隔A表示在视频图像比较亮的情况下视频信号的状态，而时间间隔B表示在视频图像比较暗的情况下视频信号的状态。
图10是说明AC再现方法的示意图，其中，时间间隔A表示在视频图像比较亮的情况下视频信号的状态，而时间间隔B表示在视频图像比较暗的情况下视频信号的状态。
图11A和11B是说明AC再现方法用于图标CRT的情况下的问题的示意图。图11A示出使用传统AC再现方法时图标的显示状态，而图11B示出理想的显示状态。
实现本发明的最佳方式以下参考附图详细说明本发明的实施例。
在实施例中，将说明本发明的阴极射线管用于TV门电话装置(图1，以下简称为门电话装置)的实例。门电话装置1具有安装在房子5的外面(室外)的从装置2；安装在房子5的里面(室内)的主装置3；以及用于将从装置2和主装置3相互连接的通信电缆4。门电话装置1连接到作为安全保护装置(例如火警探测器或煤气泄漏探测器)的外围设备20。这些部件大体上构成安全系统。当检测到异常状态(如火灾)时，外围设备20输出探测信号，将此事通知主装置3。
从装置2具有通过通信电缆4向主装置3发送/从主装置3接收信号源的功能，还具有向主装置3发送视频图像的功能。从装置2具有来访按钮12、摄像头13和红外线灯14。摄像头13具有捕捉在室外的来访者7的图像并将视频图像通过通信电缆发送到主装置3的功能。红外线灯14由红外线LED等构成。在摄像头13捕捉图像时，红外线灯14向来访者发射红外线，所以即使在夜间或在昏暗环境下用户也能容易地识别来访者是谁。来访按钮12由来访者7操作。当来访者7按下来访按钮12时，从装置2通过通信电缆向主装置3发送表示按钮被按压的信号。当来访者7放开来访按钮12时，从装置2开始由摄像头捕捉图像的操作。
主装置3具有通过通信电缆4向从装置2发送/从从装置2接收声音的功能，还具有从从装置2接收视频图像的功能。主装置3具有由平面型阴极射线管30(图2)构成的监视器以及设置在其正面的视频图像显示器11。主装置3还具有扬声器10。视频图像显示器11是显示视频图像的部件，具有显示从装置2的摄像头13捕捉的视频图像以及彩色图标图像的功能。当从从装置2接收到表示来访按钮12被按下的信号时，主装置3由扬声器10发出铃声，通知室内的用户6有来访者到来。此时，监视器启动，在视频图像显示器11上显示由摄像头13捕捉的来访者7的视频图像。
如图2所示，主装置3具有外壳15，形成几乎是直角平行六面体形状的外形。在外壳15内，装有平面型阴极射线管30。作为平面型阴极射线管30的实例，图2示出反射型阴极射线管。图2所示的Y方向对应于视频图像显示器11中屏幕的垂直方向。
平面型阴极射线管30具有荧光屏板31、面板(显示面板)32和漏斗形部分33。荧光屏板31、面板32和漏斗形部分33都由例如透明玻璃构件构成。由所述面板的三体结构形成平面形玻璃管体(平面管)。在漏斗形部分33的后端部分，形成其中设置电子枪35的细长的管颈33A。围绕漏斗形部分33的向管颈33A延伸的外周边部分，设置偏转线圈36，用于使从电子枪发射的电子束EB偏转。偏转线圈36包括(图中未示出)水平偏转线圈，用于使电子束EB在水平方向上偏转；以及垂直偏转线圈，用于使电子束EB在垂直方向上偏转。在外壳15中，在对应于平面型阴极射线管30的面板32的部分中，设置用于保护面板32的保护构件16。保护构件16用例如透明树脂制成。
电子枪35的结构是(未示出)在具有阴极(热阴极)的热阴极结构前面设置多个栅极。每个电极加速从电子枪中的阴极发射的电子束EB。从电子枪35发射的电子束EB被偏转线圈36偏转，落在在荧光屏板31上形成的荧光物质层34上。
面板32具有平板形状。另一方面，荧光屏板31具有垂直方向上弯曲的形状。在荧光屏板31的内壁一侧，即面对面板32的表面侧，形成荧光屏。在荧光屏板31的内壁表面，通过汽相淀积形成导电反射膜，例如铝(Al)膜(虽然未示出)。在荧光屏板31的内壁表面，(未示出)，还通过未示出的反射膜形成荧光层34。在荧光屏板31上形成的反射膜具有将由电子束EB入射而在荧光层34中产生的发射光束R1和R2反射到面板32的功能。在平面型阴极射线管中，从面板32侧观看由反射膜反射的光线所产生的光学图像。
荧光层34用根据电子束EB的入射而发光的荧光物质构成。在一般通常的单色调平面型阴极射线管中，所有荧光层34都由发白光的荧光物质形成。但在阴极射线管30中，荧光屏有两个区域，在这些区域中有两种不同类型的荧光物质。具体地说，阴极射线管30具有由发白光的荧光物质形成的第一荧光层34A和由另一种荧光物质形成的第二荧光层34B，所述另一种荧光物质发射的颜色不同于发白光的荧光物质发射的颜色。
第一荧光层34A设置成以单色调显示由从装置2的摄像头13捕捉的视频图像(图1)。在所述实施例中，由摄像头13捕捉的视频图像41通过用电子束EB扫描第一荧光层34A时产生的发射光束R1，以单色调显示在主视频图像显示区11A上，如图2和3所示。在所述实施例中，从装置2的摄像头13捕捉的并显示在主视频图像显示区11A上的视频图像41也称为“主视频图像”。显示在主视频图像显示区11A上的视频图像不限于从装置2的摄像头13所捕捉的视频图像，另外的视频图像也可作为主视频图像显示。包括第一荧光层34A的主视频图像显示区11A对应于本发明中“第一视频图像显示部分”的具体实例。
另一方面，第二荧光层34B设置成以彩色显示另一个视频图像，它不同于在主视频图像显示区11A所显示的主视频图像。如图3的正视图所示，以等效于待显示的视频图像的形状(图标的形状)的图案预先形成第二荧光层34B。根据待显示的图标视频图像，用单色(例如红色)或多色形成荧光图案(图标图案)42。当电子束EB扫描时，被扫描的荧光图案部分发光，由发射光线R2把图标形的彩色视频图像显示在图标显示区11B。通过在对应于图标显示区11B的区域中形成多个图标图案42A、42B和42C，如图所示，可以同时或单独地显示多个图标。如上所述，在所述实施例中，作为与主视频图像41不同的另一个视频图像，所谓图标形的视频图像显示在图标显示区11B中。包括第二荧光层34B的图标显示区11B对应于本发明中“第二视频图像显示部分”的具体实例。
虽然第一荧光层34A是均匀地设置在对应于主视频图像显示区11A的整个区域内，但是，第二荧光层34B却不必设置在对应于图标显示区11B的整个区域内，而是(基本上)局部地设置在需要显示图标视频图像的区域中。在这种情况下，在不显示图标视频图像的部分中(这部分中也没有第二荧光层34B)淀积一种黑色材料(例如石墨)，形成所谓黑色矩阵的结构就可以了。
虽然在图3中示出了星形、X字母形和园形的图标图案42A、42B和42C，但是，任意形状的图标图案42，例如符号、字母或各种图形都可以形成。在用图标显示作为紧急时的报警图标的情况下，最好以与报警一致的形式形成图标图案42。例如，如果外围设备20(图1)具有火灾探测功能，那么，最好通过以用户借助它立刻能判断发生火灾的图标形状(例如火焰形)形成图标图案42来显示火灾告警。还有，最好不仅对图标形状而且对图标的颜色也赋予告警的意义。例如，如果图标表示失火，最好用表示火焰的颜色(例如红色)来显示图标。为了增加告警的效果，在显示图标时也可产生告警声响。
现简要说明形成第一和第二荧光层34A和34B的方法。可以通过采用例如印刷法(例如热转移印刷法)或电淀积法在荧光屏板31的内壁表面淀积荧光材料来形成第一和第二荧光层34A和34B。第一和第二荧光层34A和34B可以用例如印刷法同时形成或在不同的工艺步骤中形成。例如可以用电淀积法形成第一荧光层34A，然后用印刷法单独形成第二荧光层34B。具体地说，对于第二荧光层34B，例如，使用一种转移印刷薄膜上的图标印刷部分的方法就很容易，即用热转移印刷法将任意图标的形状预先印刷到荧光屏板31的内壁表面上。使用这种方法，可以根据门电话装置1的用户的意愿制作特殊的指示，而且在第二荧光层34B上可以很容易地以低成本形成任意的图标形状。
下面将参考图4说明阴极射线管30的电路系统的配置。阴极射线管30具有以下电路系统的部件控制电路51、视频电路52和消隐电路60。消隐电路60具有水平/垂直消隐电路61以及合成消隐电路62。
控制电路51根据图标控制信号S1向视频电路52输出图标显示信号S2，指示显示图标视频信号，并向合成消隐电路62输出图标消隐信号S3。图标控制信号S1由例如外围设备20(图1)输入。图标显示信号S2是用于使图标图案发光的信号并且是按照待显示的图标图案的形状的脉冲信号，如下所述。图标消隐信号S3是用于防止不需要的图标图案42发光的信号，是通过将图标显示信号S2的极性反转而产生的，如下所述。控制电路51对应于本发明中的“第一信号发生装置”和“第二信号发生装置”的具体实例。图标显示信号S2对应于本发明中“显示信号”的具体实例，图标消隐信号S3对应于本发明中“消隐信号”的具体实例。
水平/垂直消隐电路61产生并输出水平消隐信号S4和垂直消隐信号S5，用以根据水平和垂直同步信号S11和S12分别匿隐视频图像信号Vin的水平和垂直消隐周期。合成消隐电路62将图标消隐信号S3与水平和垂直消隐信号S4和S5相组合，产生合成消隐信号S6并输出此合成消隐信号S6。
视频电路52根据来自从装置2摄像头13的视频图像信号Vin、图标显示信号S2和合成消隐信号S6产生加到电子枪35上的视频图像信号。
现参考图5说明阴极射线管30更具体的电路配置。主要说明视频电路52和合成消隐电路62的电路部分的具体实例。此电路具有AC再现方法的电路配置。所述电路具有加法电路53，用于将视频信号Vin和图标显示信号S2相加并输出结果信号；以及视频放大电路，用来放大加法电路53的输出信号。
所述电路还具有晶体管T1、电阻R1到R3和二极管D1到D3。晶体管T1的发射端子接地，集电极端子连接到视频放大器54。每个电阻R1到R3的一端连接到晶体管T1的基极。二极管D1到D3分别连接到电阻R1到R3的另一端。通过二极管D1和电阻R1将图标消隐信号S3输入到晶体管T1的基极端子。通过二极管D2和电阻R2，以及通过二极管D3和电阻R3分别将垂直消隐信号S5和水平消隐信号S4输入到晶体管T1的基极端子。晶体管T1根据图标消隐信号S3以及水平和垂直消隐信号S4和S5而接通/断开，并从集电极端子向视频放大器54输出合成消隐信号S6。当晶体管T1接通时，即当高电平信号加到晶体管T1的基极31时，晶体管T1将视频放大器54的输出降低到GND(地)电平。
所述电路还具有电容C1，用于消除从视频放大器输出的视频图像信号的直流成分；以及偏压电阻R4和偏压电源Vcc，用以将直流偏压成分加到已消除直流成分的视频信号上。视频放大器54的输出端通过电容C1连接到电子枪35。偏压电阻R4的一端连接到电容C1和电子枪35之间的信号通路上。偏压电阻R4的另一端连接到偏压电源Vcc。在AC再现方法的电路中，如图10所示，整个视频图像信号的平均值固定在预定的直流电平VM上。在图5的电路中，由偏压电阻R4和偏压电源Vcc所确定的电压值成为所述平均电平VM。
现说明具有上述配置的门电话装置1的操作。
首先，参考图1说明门电话装置1的一般操作。在TV门电话装置1中，当来访者7压下从装置2的来访按钮12时，表明按钮已压下的信号通过通信电缆4发送到主装置3。此时，从装置2开始由摄像头13捕捉图像并将图像拾取信号通过通信电缆4发送到主装置3。在捕捉图像时，从装置2用红外线灯14发出的红外线照射来访者。借助于发射红外线，即使在夜间或在昏暗环境下，也可进行图像捕捉操作。
在接收到从装置2发出的表示来访按钮已压下的信号时，主装置3从扬声器10发出铃声。此时，摄像头捕捉的来访者7的视频图像作为主视频图像41以单色显示在视频图像显示器11的主视频图像显示区11A(图3)。室内的用户6看见在视频图像显示器11上(具体地说，是在主视频图像显示区11A上)显示的视频图像来识别来访者7而且能认出来访者是谁。
主装置3始终监控着来自外围设备20的监控信号，而且必要时根据视频图像显示器11的图标显示区11B中彩色监控信号的种类显示图标视频图像。
下面将更详细的说明在图标显示区11B中显示图标视频图像时所进行的控制操作。
在图4所示的电路中，当接收到来自外围设备20(图1)的指示显示图标视频图像的图标控制信号时，控制电路51将图标显示信号S2输出到视频电路52。控制电路51将图标消隐信号S3输出到合成消隐电路62。
水平/垂直消隐电路61根据水平和垂直合成信号S11和S12产生水平消隐信号S4和垂直消隐信号S5，并将它们输出到合成消隐电路62。合成消隐电路62将图标消隐信号S3与水平和垂直消隐信号S4和S5相组合，产生合成消隐信号S6并向视频电路52输出所产生的信号S6。
视频电路52根据视频图像信号Vin、图标显示信号S2和合成消隐信号S6产生加到电子枪35上的视频图像信号，并输出视频图像信号。根据所加的视频图像信号，电子枪35发射电子束EB。电子枪35发射的电子束EB由偏转线圈36偏转，如图2所示，并扫描荧光屏板31的内壁表面。被扫描的图标图案42发光，并且借助于发射光线R2在图标显示区11B以彩色显示与图标图案形状一致的图标视频图像。
下面将参考图6说明图标显示信号S2和图标消隐信号S3。图6示出在大约一个水平扫描周期(1H周期)内的图标显示信号S2和图标消隐信号S3的波形。
控制电路51输出其脉冲宽度对应于其中以图标显示信号S2的形式提供发光的图标图案42的区域的脉冲信号。例如，在仅使中间的图标图案42B发光的情况下，如图6所示，控制电路51输出仅在提供图标图案42B的区域变为高电平的脉冲信号(脉冲宽度为H1)。在显示图标图案42中任何一个的情况下，垂直方向的扫描信号在对应于图标显示区域11B的区域变为高电平。此时，在图5的电路中，将从时间T1到时间T2的周期内为高电平、而在其它周期、即从T0到T1和从T2到T3为低电平的信号作为图标显示信号S2加到视频放大器54上。图6中，脉冲宽度H1比图标图案42B略为宽一点。但在图标显示区域11B中，除了其中提供图标图案42的区域之外，其它部分都由黑色物质构成。因此，即使脉冲宽度H1宽了一点(只要脉冲宽度不到达邻近的图标图案42A和42C)，也只有所需的荧光图案能发光。
图标消隐信号S3是防止用来发光的图标图案42发光的信号，其作用是使对应于除发光的图标图案42以外的区域的视频图像部分被消隐。在图5的电路中，当晶体管T1接通时，即当高电平信号加在晶体管T1的基极31上时，晶体管T1工作以便将视频放大器54的输出降到GND电平。换句话说，通过把高电平信号加在晶体管T1的基极31上，可以把扫描线降到黑色电平或更低。另一方面，图标消隐信号S3是用于使其中图标显示信号S2处于低电平的周期匿隐的信号，以防止黑色电平漂移。因此通过将图标显示信号S2的高电平或低电平的极性反转来产生图标消隐信号S3就足够了。
具体地说，如图6所示，通过将图标显示信号S2的极性反转，在从时间T0到T1以及从T2到T3的周期内图标消隐信号S3变为高电平。在这些周期中，晶体管T1导通，视频放大器54的输出降到GND电平，视频图像信号被消隐。在从时间T1到T2的周期内，图标消隐信号S3变为低电平，因此晶体管T1截止，视频放大器54起正常放大器的作用。于是，在从时间T1到T2的周期内，高电平图标显示信号被放大和输出，且只有图标图案42B发光。
现参考图7A和7B，对在显示图标视频图像时不使用图标消隐信号S3的情况和使用图标消隐信号S3的情况下最终视频图像信号的状态进行比较。图7A和7B各自示出施加图6的信号作为图标显示信号S2的状态。在图7A和7B中，以标号72表示的信号部分是通过施加水平消隐信号S4而得到的消隐部分。以标号73A和73B表示的部分是通过施加图标消隐信号S3而得到的消隐部分。以标号71表示的部分是通过施加图标显示信号S2而得到的信号部分。
如果不使用图标消隐信号S3(图7A)，在时间T1到T2的周期内信号电平变为白色电平，且中间的图标图案42B发光。从时间T0到T1以及从T2到T3的其它周期内，信号电平为黑色电平。此时，在AC再现方法中，黑色电平值随整个视频图像信号的电平而变化。于是，特别在从装置2的摄像头捕捉暗视频图像的状态下，黑色电平值增加。当只允许中间的图标图案42B发光时，其它区域进入黑色电平漂移状态，因而图标图案42A和42C就有可能暗淡地发光。
相反，在使用图标消隐信号S3的阴极射线管30的情况下(图7B)，在时间T1到T2的周期内信号电平变为白色电平，和图7A的情况一样。但在从时间T0到T1以及从T2到T3的其它周期内，由于图标消隐信号S3的作用，信号电平降低到黑色电平或更低。这对应于这样一个事实，即，白色电平的深度仅因V1而加深。因此，即使在黑色电平值因AC再现方法而波动的时候，也可以防止黑色电平的漂移状态，并防止其它图标图案42A和42C暗淡地发光。
如上所述，按照本实施例，在图标显示区11B中显示图标视频图像时，产生图标消隐信号S3，且使对应于除视频信号中需要发光的荧光图案之外的荧光图案的信号部分的电平降到低于黑色电平。于是，在采用AC再现方法时，除所需的荧光图案外的荧光图案暗淡地发光这种反常工作状态就被抑制，只有所需的荧光图案可以极好地发光。这样，也可防止错误地识别图标。此外，在主视频图像显示区11中显示摄像头13的视频图像时，通常可以照样利用AC再现方法的优点。具体地说，甚至在暗环境或夜晚、来访者的面部图像发生所谓黑色电平漂移时，本发明的方法便利于识别来访者。由于通过将图标显示信号S2的极性反转来产生图标消隐信号S3，故图标消隐信号S3的产生很容易且电路配置可以简化。
本发明不限于上述实施例，可作各种改动。
例如，在上述实施例中，已对反射型平面型阴极射线管做了说明。本发明也适用于透射型平面型阴极射线管。在透射型平面型阴极射线管中，视频图像是通过与反射型平面型阴极射线管相对的那一侧的荧光屏板来显示的，也就是说，从设置荧光层34的荧光屏板那一侧。如果使用透射型平面型阴极射线管，在图2所示的平面型阴极射线管30的结构中，代替反射膜(未示出)的是在荧光屏板31的内壁表面设置透明的导电膜(例如，由ITO(氧化铟锑制成))，并在透明的导电膜上形成荧光层34。在透射型平面型阴极射线管的情况下，视频图像从面板32的对侧(从荧光屏板侧)观看，所以设置背面板来代替面板32。在背面板的内壁表面上，形成几乎占整个表面的导电膜以便面对荧光面，并将阳极电压加到导电膜上。
本发明不仅适用于平面型阴极射线管，也适用于其中荧光屏中心被来自电子枪的电子束垂直地照射的所谓的直射型阴极射线管。
而且，本发明不仅可广泛应用于门电话装置，也可广泛应用于具有以单色显示主图像信号的显示器的各种装置。例如，本发明可用于各种监视器装置，例如便携式TV监视器。
虽然在上述实施例中对图标显示区11B设置在主图像显示区11A下方的实例做了说明，但是，图标显示区11B也可以设置在其它区域。具体地说，图标显示区11B也可以设置在主图像显示区11A的上方，左侧或右侧。图标显示区11B也可以设置在两个或更多的区域中。
如上所述，在本发明的阴极射线管中，在第二视频图像显示部分中显示另一视频图像时，显示信号由第一信号发生装置产生，消隐信号由第二信号发生装置产生，且将对应于除所需荧光图案外的其它荧光图案的信号部分的信号电平设定为低于黑色电平。在所述配置的情况下，在能以AC再现方法显示单色图像并由预定形状的荧光图案部分显示彩色视频图像的阴极射线管中，除所需的荧光图案外的其它荧光图案的光发射受到抑制，只有所需的荧光图案能极好地发光。
具体地说，在根据本发明一个方面的阴极射线管中，在本发明的阴极射线管中，通过将显示信号的极性反转来产生消隐信号，因此消隐信号的产生很方便且电路配置可以简化。
显然，根据上述内容，对本发明可作许多修改和变化。因此应理解本发明可在所附权利要求书的范围内实施，而不限于以上的具体说明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种采用其中黑色电平随视频图像信号而波动的AC再现方法以单色显示主视频图像的阴极射线管，它包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照所述电子枪的扫描发射单色光的荧光物质，并且通过所述荧光物质的发光来显示主视频图像；第二视频图像显示部分，它具有其颜色不同于第一视频图像显示部分的颜色的多个荧光图案，并且所述荧光图形案发光来显示另一个视频图像；第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使所述多个荧光图案中所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号用于将所述显示信号中对应于除所述所需的荧光图案之外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于所述黑色电平。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于所述第二信号发生装置采用将所述显示信号的极性反转的方法来产生所述消隐信号。
3.如权利要求2的所述阴极射线管，它应用于设置在门电话装置的主装置中的显示器单元，所述门电话装置包括具有图像拾取装置的从装置和具有能显示由所述图像拾取装置捕捉的视频图像的所述显示器单元的所述主装置，其中，由所述图像拾取装置捕捉的所述视频图像被显示在所述第一视频图像显示部分。
权利要求
1.一种采用AC再现方法以单色显示主视频图像的阴极射线管，它包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照所述电子枪的扫描发射单色光的荧光物质，并且通过所述荧光物质的发光来显示主视频图像；第二视频图像显示部分，其中在与设置所述荧光物质的区域不同的区域中的多个位置设置各自具预定形状的荧光图案，并且通过所述荧光图案的发光以不同于所述主视频图像的颜色显示不同于所述主视频图像的至少一种视频图像；第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使设置在所述多个位置的所述各荧光图案中所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号用于将所述显示信号中对应于除所述所需的荧光图案之外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于所述黑色电平。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于所述第二信号发生装置采用将所述显示信号的极性反转的方法来产生所述消隐信号。
3.如权利要求2的所述阴极射线管，它应用于设置在门电话装置的主装置中的显示器单元，所述门电话装置包括具有图像拾取装置的从装置和具有能显示由所述图像拾取装置捕捉的视频图像的所述显示器单元的所述主装置，其中，由所述图像拾取装置捕捉的所述视频图像被显示在所述第一视频图像显示部分。
全文摘要
在能够以AC再现方法显示单色图像并由具有预定形状的荧光图案部分地以彩色显示视频图像的阴极射线管中，可以仅仅使所需的荧光图案极好地发光。在图标显示区显示图标视频图像时，产生消隐信号，将对应于除视频信号中所需荧光图案外其它荧光图案的信号部分电平降到黑色电平以下。于是，在采用AC再现方法时，除所需的荧光图案外的荧光图案暗淡地发光这种反常的工作状态被抑制，只有所需的荧光图案可以极好地发光。
文档编号G09G1/28GK1496544SQ028063
公开日2004年5月12日 申请日期2002年3月8日 优先权日2001年3月12日
发明者佐佐木健 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及单色显示方法的阴极射线管，具体地说，涉及能够以单色显示方法部分地彩色显示图标形图像的阴极射线管。
背景技术：
至今，阴极射线管(CRT)广泛地用于电视接收机、各种监视器中。在阴极射线管中，从设置在管子中的电子枪向荧光屏发射电子束，以便根据电子束在管子荧光屏上的扫描形成扫描屏幕。阴极射线管的类型大致可分为直射型和平面型。直射型阴极射线管具有这样的结构这样设置电子枪、使得电子束的发射部分面对荧光屏、且电子束几乎垂直地照射荧光屏中心。另一方面，平面型阴极射线管具有这样的结构电子枪和荧光屏设置在几乎同一平面上，电子束倾斜地照射荧光屏。由于与直射型阴极射线管相比可以使平面型阴极射线管更薄，所以平面型阴极射线管常用于较小的装置，例如门电话装置中主装置的监视器部分，便携式电视监视器等等。
虽然有阴极射线管用于在彩色全屏中显示图像，但是，用于仅仅显示单色视频图像的阴极射线管也有需求且正在研发。具体地说，单色显示方法的平面型阴极射线管常用作门电话装置。在单色显示方法的阴极射线管中，整个荧光屏由例如发射白光的荧光物质形成，用单电子束扫描荧光屏，从而显示单色图像。
在使用单色显示方法的阴极射线管的装置中，也有部分地显示彩色视频图像的要求。例如，门电话装置组合有各种传感器，例如火灾传感器以及煤气泄漏传感器等，而且组合式门电话装置包括安全系统。在具有这种系统配置时，从引起用户注意的观点出发，最好通过在主装置侧以不同于正常单色显示的颜色(例如红色)表示发生了异常事件来显示告警。
至今，为了在用单色显示方法的阴极射线管的门电话装置中进行彩色显示，必须单独地设置用于彩色显示的装置。彩色显示装置例如具有这样的结构在透明衬底的背面印上彩色的字符，图样等图案，用预定色彩的灯光(例如白色或红色)来照射所述背面以便使印有彩色图案的部分发光。在这种彩色显示器中，视频图像的显示状态是单色的。具体地说，在利用彩色显示器来显示告警的情况下，就会发生告警效果差的问题。此外，需要单独设置用于彩色显示的装置，因此会发生整体装置体积增大以及成本增加等问题。而且，整个装置的设计灵活性受到限制。
因此，本申请人在日本专利申请No.2000-045114和No.2000-117594等中提出了在单色显示方法的阴极射线管中进行部分彩色显示的发明。
下面将参考图8A和8B简要说明本发明的申请人在过去提出的发明。在图8A和8B中，示出了在平面型阴极射线管中的视频图像显示部分。在单色测试方法的传统的平面型阴极射线管中，如图8A所示，整个视频图像显示区111是由单色荧光物质(例如发射白光的荧光物质)形成的。
另一方面，按照本申请人发明的平面型阴极射线管，如图8B所示，具有单色荧光物质122。不仅设置显示一般单色视频图像的第一视频图像显示区121，还设置用于彩色显示的第二视频图像显示区123。在第二视频图像显示区123中设置另一种荧光物质124，它发射的光的颜色与设置在第一视频图像显示区121的荧光物质122的颜色不同。根据要显示的视频图像，荧光物质124可由单色(例如红色)或由多色形成。在这种配置的情况下，当用电子束扫描第二视频图像显示区123时，荧光图案部分就发光，从而显示图标形状彩色图案。在第二视频图像显示区123形成多个荧光图像(图标图案)124A，124B和124C，就可同时或单个显示多个图标视频图像。
如上所述，按照本申请人发明的阴极射线管显示的不仅是一般显示的多色视频图像，还有彩色的图标形视频图像。以下，具有显示图标的阴极射线管简称为“图标CRT”。
以下概要说明采用平面型阴极射线管的TV门电话装置。TV门电话装置是对以下这种装置的统称这种装置具有安装在户外的从装置和安装在室内的主装置并能通过通信电缆向从装置发射或由从装置接收声音和视频图像。摄像头组装在从装置中，而用于显示从装置的摄像头捕捉的视频图像的监视器组装在主装置中。平面型阴极射线管用作主装置的监视器部分。在从装置中，还装配红外线灯(通常为红外LED(发光二极管))，用于照射作为捕捉图像的对象的来访者。在TV门电话装置中，来访者的图像由装配在从装置中的摄像头捕捉，且图像信号通过通信电缆传送到主装置。室内的用户从显示在主装置监视器部分上的视频图像可以知道有来访者到来并可认出来访者是谁。
在TV门电话装置中，在从装置捕捉图像时，来访者被装配在从装置内的红外线灯发出的红外线照射。用光照射来访者的原因在于即使在夜间或昏暗的环境下也便于识别来访者。使用红外线作照射光是因为用人眼不能感觉的波长的光比较合适，这样来访者不会意识到在被光照射(这样来访者不会感到晃眼)。
一般，用于TV门电话装置的平面型阴极射线管由于其使用条件的缘故而常用称为AC(交流)再现方法来显示视频图像。另一方面，在一般电视或显示器中，常采用DC(直流)再现方法。
现说明为什么在TV门电话装置中常采用AC(交流)再现方法的原因。
首先，参考图9来说明DC再现方法。DC再现方法是能改进对比度并防止黑色电平中的波动引起黑色电平漂移的一种方法。按照所述方法，将视频信号箝位于某个电平，就可防止黑色电平波动。通常，在亮的视频图像的情况下，视频信号的振幅值VA1较大，如图9的间隔A中所示。在暗的视频图像的情况下，视频信号的振幅值VA2较小，如图9的间隔B中所示。在DC再现方法中，当输入图9所示的不同信号电平的视频图像时，视频信号被箝位，以致黑色电平维持在几乎恒定的值VB，且不波动。平均电平VM1和VM2根据信号电平而波动。
现参考
图10来说明AC再现方法。在AC再现方法中，也和DC再现方法一样，在亮的视频图像中视频信号的振幅值VA1较大(图10的间隔A)，而在暗的视频图像中视频信号的振幅值VA2较小(图10的间隔B)。但在AC再现方法中，和DC再现方法不同的是，整个视频信号的平均值(而不是黑色电平值)固定在直流电平VM。于是，黑色电平值根据信号电平而波动。具体地说，在暗视频信号时，黑色电平值VB2的增加大于亮视频信号的VB1，导致所谓的黑色电平漂移状态。
在用于诸如TV门电话装置等系统的监视器中，虽然从红外线灯发射红外线，但发光量是不够的。因此，将DC再现方法用于监视器时，由于暗视频信号部分存在于视频信号的黑色电平附近，所以室内用户不容易识别监视器上显示的是什么，就会发生问题。另一方面，在AC再现方法中，在视频信号振幅值小的情况下、即、在显示暗场景的情况下，黑色电平会升高，因此比较容易识别整个视频图像显示的是什么。所以，AC再现方法常用作用于诸如TV门电话装置等系统的监视器的电路配置。
现参考图11A和11B，考虑对图标CRT采用AC再现方法的情况。具体地说，现考虑在三个图标图案124A、124B和124C中仅使中间图标图案124B发光的情况。此时，理想的是，如图11B所示，最好将不是图标图案124B的区域中的视频信号设定到黑色电平或更低、使得其它图标图案124A和124C不发光。
但实际上，当把传统的AC再现方法用于图标CRT时，有时会得到如图11A所示的显示状态。在AC再现方法中，如上所述，黑色电平值根据视频信号而波动。结果，特别是在摄像头捕捉了暗的视频信号的状态下，黑色电平值增加。在仅使中间的图标图案124B发光时，其它区域进入黑色电平漂移状态，而且有可能其它图标图案124A和124C也会暗淡地发光。在这种状态下，就会发生这样的问题，即室内用户本来仅应识别图标图案124B，却错误地识别了其它图标图案124A和124C。
简言之，传统的技术就图标CRT而言有如下问题。首先，对图标CRT采用传统的DC再现方法时，黑色电平维持恒定不变。结果，在使一个图标发光时，不论视频图像的亮度如何，除了发光的图标外其它图标都不发光，因此没有错误识别图标的问题。但是，另一方面，特别是当DC再现方法用于门电话装置时，问题在于在夜间或暗环境下很难辨别来访者的面孔。
相反，按照AC再现方法，在夜间或暗环境下来访者的面孔图像中发生黑色电平漂移，因此所述方法对于识别来访者是最佳的。但是，当把传统的AC再现方法按照原样用于图标CRT时，根据视频信号的条件，不需要发光的图标也微弱地发光，如图11A所示。这对室内用户就很麻烦，或在某些情况下，会造成用户错误识别图标的问题。
本发明考虑到了上述问题，其目的就是提供一种阴极射线管，它能够用AC再现方法显示单色图像，也可部分地显示有预定形状的荧光图案的彩色视频图像，其中仅仅使所需的荧光图案极好地发光。
发明内容
按照本发明，一种采用AC再现方法以单色调显示主视频图像的阴极射线管包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照电子枪的扫描发射单色光的荧光物质并通过荧光物质的发光显示主视频图像；以及第二视频图像显示部分，其中在与设置荧光物质的区域不同的区域的多个位置上设置各自具预定形状的荧光图案，并且通过荧光图案的发光以不同于主视频图像的颜色显示不同于主视频图像的至少一个视频图像。按照本发明的阴极射线管还包括第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使设置在所述多个位置上的荧光图案中的所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号将对应于显示信号中除所需荧光图案外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于黑色电平。
在本发明中，设置在第一视频信号图像显示部分的荧光物质是发射白光的荧光物质，用来发射例如白光。发射白光的荧光物质包括仅发白光的荧光物质，也包括混合有适当比例的发蓝光的荧光物质和发黄光的荧光物质但表面上看来象发白光的荧光物质。在本发明中，单色不仅包括具有单一光波长区域的颜色，也包括混合有多种波长区域而人眼识别为单色的颜色。
在按照本发明的阴极射线管中，在第一视频信号图像显示部分，主视频图像以单色显示。在第二视频信号图像显示部分，通过预定形状的荧光图案的发光，以不同于主视频图像的颜色显示至少一种其它的视频图像。在第二视频信号图像显示部分显示另一种视频图像时，由第一信号发生装置产生用于使所需的荧光图案发光的显示信号。此时，由第二信号发生装置产生消隐信号，而显示信号中对应于非所需荧光图案的信号部分的电平被降到低于黑色电平。这样就抑制了非所需荧光图案的发光，只有所需的荧光图案极好地发光。
最好，所述第二信号发生装置通过将所述显示信号的极性反转来产生例如消隐信号。这便于所述消隐信号的产生。
从以下的说明中可以更充分地展示本发明的其它和进一步的目的、特征和优点。
附图简要说明图1是显示具有根据本发明实施例的平面型阴极射线管的门电话装置的总体配置的配置图。
图2是显示图1所示的门电话装置中主装置内部结构的主要部分的截面图。
图3是显示从正面(面板侧)看图2所示平面型阴极射线管的状态的正视图。
图4是显示根据本发明实施例的平面型阴极射线管的电路系统的配置实例的方框图。
图5是显示所述电路系统的更具体的配置实例的电路图。
图6是显示图标显示信号S2的波形实例和图标消隐信号S3的波形实例的波形图。
图7A和7B是显示最终视频图像信号的状态的波形图。图7A示出没有使用图标消隐信号的情况，而图7B示出使用图标消隐信号的情况。
图8A和8B是说明阴极射线管的显示方法的说明图。图8A示出仅能显示单色图像的传统平面型阴极射线管，图8B示出能部分地显示彩色图像的单色显示方法的平面型阴极射线管。
图9是说明DC再现方法的示意图，其中，时间间隔A表示在视频图像比较亮的情况下视频信号的状态，而时间间隔B表示在视频图像比较暗的情况下视频信号的状态。
图10是说明AC再现方法的示意图，其中，时间间隔A表示在视频图像比较亮的情况下视频信号的状态，而时间间隔B表示在视频图像比较暗的情况下视频信号的状态。
图11A和11B是说明AC再现方法用于图标CRT的情况下的问题的示意图。图11A示出使用传统AC再现方法时图标的显示状态，而图11B示出理想的显示状态。
实现本发明的最佳方式以下参考附图详细说明本发明的实施例。
在实施例中，将说明本发明的阴极射线管用于TV门电话装置(图1，以下简称为门电话装置)的实例。门电话装置1具有安装在房子5的外面(室外)的从装置2；安装在房子5的里面(室内)的主装置3；以及用于将从装置2和主装置3相互连接的通信电缆4。门电话装置1连接到作为安全保护装置(例如火警探测器或煤气泄漏探测器)的外围设备20。这些部件大体上构成安全系统。当检测到异常状态(如火灾)时，外围设备20输出探测信号，将此事通知主装置3。
从装置2具有通过通信电缆4向主装置3发送/从主装置3接收信号源的功能，还具有向主装置3发送视频图像的功能。从装置2具有来访按钮12、摄像头13和红外线灯14。摄像头13具有捕捉在室外的来访者7的图像并将视频图像通过通信电缆发送到主装置3的功能。红外线灯14由红外线LED等构成。在摄像头13捕捉图像时，红外线灯14向来访者发射红外线，所以即使在夜间或在昏暗环境下用户也能容易地识别来访者是谁。来访按钮12由来访者7操作。当来访者7按下来访按钮12时，从装置2通过通信电缆向主装置3发送表示按钮被按压的信号。当来访者7放开来访按钮12时，从装置2开始由摄像头捕捉图像的操作。
主装置3具有通过通信电缆4向从装置2发送/从从装置2接收声音的功能，还具有从从装置2接收视频图像的功能。主装置3具有由平面型阴极射线管30(图2)构成的监视器以及设置在其正面的视频图像显示器11。主装置3还具有扬声器10。视频图像显示器11是显示视频图像的部件，具有显示从装置2的摄像头13捕捉的视频图像以及彩色图标图像的功能。当从从装置2接收到表示来访按钮12被按下的信号时，主装置3由扬声器10发出铃声，通知室内的用户6有来访者到来。此时，监视器启动，在视频图像显示器11上显示由摄像头13捕捉的来访者7的视频图像。
如图2所示，主装置3具有外壳15，形成几乎是直角平行六面体形状的外形。在外壳15内，装有平面型阴极射线管30。作为平面型阴极射线管30的实例，图2示出反射型阴极射线管。图2所示的Y方向对应于视频图像显示器11中屏幕的垂直方向。
平面型阴极射线管30具有荧光屏板31、面板(显示面板)32和漏斗形部分33。荧光屏板31、面板32和漏斗形部分33都由例如透明玻璃构件构成。由所述面板的三体结构形成平面形玻璃管体(平面管)。在漏斗形部分33的后端部分，形成其中设置电子枪35的细长的管颈33A。围绕漏斗形部分33的向管颈33A延伸的外周边部分，设置偏转线圈36，用于使从电子枪发射的电子束EB偏转。偏转线圈36包括(图中未示出)水平偏转线圈，用于使电子束EB在水平方向上偏转；以及垂直偏转线圈，用于使电子束EB在垂直方向上偏转。在外壳15中，在对应于平面型阴极射线管30的面板32的部分中，设置用于保护面板32的保护构件16。保护构件16用例如透明树脂制成。
电子枪35的结构是(未示出)在具有阴极(热阴极)的热阴极结构前面设置多个栅极。每个电极加速从电子枪中的阴极发射的电子束EB。从电子枪35发射的电子束EB被偏转线圈36偏转，落在在荧光屏板31上形成的荧光物质层34上。
面板32具有平板形状。另一方面，荧光屏板31具有垂直方向上弯曲的形状。在荧光屏板31的内壁一侧，即面对面板32的表面侧，形成荧光屏。在荧光屏板31的内壁表面，通过汽相淀积形成导电反射膜，例如铝(Al)膜(虽然未示出)。在荧光屏板31的内壁表面，(未示出)，还通过未示出的反射膜形成荧光层34。在荧光屏板31上形成的反射膜具有将由电子束EB入射而在荧光层34中产生的发射光束R1和R2反射到面板32的功能。在平面型阴极射线管中，从面板32侧观看由反射膜反射的光线所产生的光学图像。
荧光层34用根据电子束EB的入射而发光的荧光物质构成。在一般通常的单色调平面型阴极射线管中，所有荧光层34都由发白光的荧光物质形成。但在阴极射线管30中，荧光屏有两个区域，在这些区域中有两种不同类型的荧光物质。具体地说，阴极射线管30具有由发白光的荧光物质形成的第一荧光层34A和由另一种荧光物质形成的第二荧光层34B，所述另一种荧光物质发射的颜色不同于发白光的荧光物质发射的颜色。
第一荧光层34A设置成以单色调显示由从装置2的摄像头13捕捉的视频图像(图1)。在所述实施例中，由摄像头13捕捉的视频图像41通过用电子束EB扫描第一荧光层34A时产生的发射光束R1，以单色调显示在主视频图像显示区11A上，如图2和3所示。在所述实施例中，从装置2的摄像头13捕捉的并显示在主视频图像显示区11A上的视频图像41也称为“主视频图像”。显示在主视频图像显示区11A上的视频图像不限于从装置2的摄像头13所捕捉的视频图像，另外的视频图像也可作为主视频图像显示。包括第一荧光层34A的主视频图像显示区11A对应于本发明中“第一视频图像显示部分”的具体实例。
另一方面，第二荧光层34B设置成以彩色显示另一个视频图像，它不同于在主视频图像显示区11A所显示的主视频图像。如图3的正视图所示，以等效于待显示的视频图像的形状(图标的形状)的图案预先形成第二荧光层34B。根据待显示的图标视频图像，用单色(例如红色)或多色形成荧光图案(图标图案)42。当电子束EB扫描时，被扫描的荧光图案部分发光，由发射光线R2把图标形的彩色视频图像显示在图标显示区11B。通过在对应于图标显示区11B的区域中形成多个图标图案42A、42B和42C，如图所示，可以同时或单独地显示多个图标。如上所述，在所述实施例中，作为与主视频图像41不同的另一个视频图像，所谓图标形的视频图像显示在图标显示区11B中。包括第二荧光层34B的图标显示区11B对应于本发明中“第二视频图像显示部分”的具体实例。
虽然第一荧光层34A是均匀地设置在对应于主视频图像显示区11A的整个区域内，但是，第二荧光层34B却不必设置在对应于图标显示区11B的整个区域内，而是(基本上)局部地设置在需要显示图标视频图像的区域中。在这种情况下，在不显示图标视频图像的部分中(这部分中也没有第二荧光层34B)淀积一种黑色材料(例如石墨)，形成所谓黑色矩阵的结构就可以了。
虽然在图3中示出了星形、X字母形和园形的图标图案42A、42B和42C，但是，任意形状的图标图案42，例如符号、字母或各种图形都可以形成。在用图标显示作为紧急时的报警图标的情况下，最好以与报警一致的形式形成图标图案42。例如，如果外围设备20(图1)具有火灾探测功能，那么，最好通过以用户借助它立刻能判断发生火灾的图标形状(例如火焰形)形成图标图案42来显示火灾告警。还有，最好不仅对图标形状而且对图标的颜色也赋予告警的意义。例如，如果图标表示失火，最好用表示火焰的颜色(例如红色)来显示图标。为了增加告警的效果，在显示图标时也可产生告警声响。
现简要说明形成第一和第二荧光层34A和34B的方法。可以通过采用例如印刷法(例如热转移印刷法)或电淀积法在荧光屏板31的内壁表面淀积荧光材料来形成第一和第二荧光层34A和34B。第一和第二荧光层34A和34B可以用例如印刷法同时形成或在不同的工艺步骤中形成。例如可以用电淀积法形成第一荧光层34A，然后用印刷法单独形成第二荧光层34B。具体地说，对于第二荧光层34B，例如，使用一种转移印刷薄膜上的图标印刷部分的方法就很容易，即用热转移印刷法将任意图标的形状预先印刷到荧光屏板31的内壁表面上。使用这种方法，可以根据门电话装置1的用户的意愿制作特殊的指示，而且在第二荧光层34B上可以很容易地以低成本形成任意的图标形状。
下面将参考图4说明阴极射线管30的电路系统的配置。阴极射线管30具有以下电路系统的部件控制电路51、视频电路52和消隐电路60。消隐电路60具有水平/垂直消隐电路61以及合成消隐电路62。
控制电路51根据图标控制信号S1向视频电路52输出图标显示信号S2，指示显示图标视频信号，并向合成消隐电路62输出图标消隐信号S3。图标控制信号S1由例如外围设备20(图1)输入。图标显示信号S2是用于使图标图案发光的信号并且是按照待显示的图标图案的形状的脉冲信号，如下所述。图标消隐信号S3是用于防止不需要的图标图案42发光的信号，是通过将图标显示信号S2的极性反转而产生的，如下所述。控制电路51对应于本发明中的“第一信号发生装置”和“第二信号发生装置”的具体实例。图标显示信号S2对应于本发明中“显示信号”的具体实例，图标消隐信号S3对应于本发明中“消隐信号”的具体实例。
水平/垂直消隐电路61产生并输出水平消隐信号S4和垂直消隐信号S5，用以根据水平和垂直同步信号S11和S12分别匿隐视频图像信号Vin的水平和垂直消隐周期。合成消隐电路62将图标消隐信号S3与水平和垂直消隐信号S4和S5相组合，产生合成消隐信号S6并输出此合成消隐信号S6。
视频电路52根据来自从装置2摄像头13的视频图像信号Vin、图标显示信号S2和合成消隐信号S6产生加到电子枪35上的视频图像信号。
现参考图5说明阴极射线管30更具体的电路配置。主要说明视频电路52和合成消隐电路62的电路部分的具体实例。此电路具有AC再现方法的电路配置。所述电路具有加法电路53，用于将视频信号Vin和图标显示信号S2相加并输出结果信号；以及视频放大电路，用来放大加法电路53的输出信号。
所述电路还具有晶体管T1、电阻R1到R3和二极管D1到D3。晶体管T1的发射端子接地，集电极端子连接到视频放大器54。每个电阻R1到R3的一端连接到晶体管T1的基极。二极管D1到D3分别连接到电阻R1到R3的另一端。通过二极管D1和电阻R1将图标消隐信号S3输入到晶体管T1的基极端子。通过二极管D2和电阻R2，以及通过二极管D3和电阻R3分别将垂直消隐信号S5和水平消隐信号S4输入到晶体管T1的基极端子。晶体管T1根据图标消隐信号S3以及水平和垂直消隐信号S4和S5而接通/断开，并从集电极端子向视频放大器54输出合成消隐信号S6。当晶体管T1接通时，即当高电平信号加到晶体管T1的基极31时，晶体管T1将视频放大器54的输出降低到GND(地)电平。
所述电路还具有电容C1，用于消除从视频放大器输出的视频图像信号的直流成分；以及偏压电阻R4和偏压电源Vcc，用以将直流偏压成分加到已消除直流成分的视频信号上。视频放大器54的输出端通过电容C1连接到电子枪35。偏压电阻R4的一端连接到电容C1和电子枪35之间的信号通路上。偏压电阻R4的另一端连接到偏压电源Vcc。在AC再现方法的电路中，如图10所示，整个视频图像信号的平均值固定在预定的直流电平VM上。在图5的电路中，由偏压电阻R4和偏压电源Vcc所确定的电压值成为所述平均电平VM。
现说明具有上述配置的门电话装置1的操作。
首先，参考图1说明门电话装置1的一般操作。在TV门电话装置1中，当来访者7压下从装置2的来访按钮12时，表明按钮已压下的信号通过通信电缆4发送到主装置3。此时，从装置2开始由摄像头13捕捉图像并将图像拾取信号通过通信电缆4发送到主装置3。在捕捉图像时，从装置2用红外线灯14发出的红外线照射来访者。借助于发射红外线，即使在夜间或在昏暗环境下，也可进行图像捕捉操作。
在接收到从装置2发出的表示来访按钮已压下的信号时，主装置3从扬声器10发出铃声。此时，摄像头捕捉的来访者7的视频图像作为主视频图像41以单色显示在视频图像显示器11的主视频图像显示区11A(图3)。室内的用户6看见在视频图像显示器11上(具体地说，是在主视频图像显示区11A上)显示的视频图像来识别来访者7而且能认出来访者是谁。
主装置3始终监控着来自外围设备20的监控信号，而且必要时根据视频图像显示器11的图标显示区11B中彩色监控信号的种类显示图标视频图像。
下面将更详细的说明在图标显示区11B中显示图标视频图像时所进行的控制操作。
在图4所示的电路中，当接收到来自外围设备20(图1)的指示显示图标视频图像的图标控制信号时，控制电路51将图标显示信号S2输出到视频电路52。控制电路51将图标消隐信号S3输出到合成消隐电路62。
水平/垂直消隐电路61根据水平和垂直合成信号S11和S12产生水平消隐信号S4和垂直消隐信号S5，并将它们输出到合成消隐电路62。合成消隐电路62将图标消隐信号S3与水平和垂直消隐信号S4和S5相组合，产生合成消隐信号S6并向视频电路52输出所产生的信号S6。
视频电路52根据视频图像信号Vin、图标显示信号S2和合成消隐信号S6产生加到电子枪35上的视频图像信号，并输出视频图像信号。根据所加的视频图像信号，电子枪35发射电子束EB。电子枪35发射的电子束EB由偏转线圈36偏转，如图2所示，并扫描荧光屏板31的内壁表面。被扫描的图标图案42发光，并且借助于发射光线R2在图标显示区11B以彩色显示与图标图案形状一致的图标视频图像。
下面将参考图6说明图标显示信号S2和图标消隐信号S3。图6示出在大约一个水平扫描周期(1H周期)内的图标显示信号S2和图标消隐信号S3的波形。
控制电路51输出其脉冲宽度对应于其中以图标显示信号S2的形式提供发光的图标图案42的区域的脉冲信号。例如，在仅使中间的图标图案42B发光的情况下，如图6所示，控制电路51输出仅在提供图标图案42B的区域变为高电平的脉冲信号(脉冲宽度为H1)。在显示图标图案42中任何一个的情况下，垂直方向的扫描信号在对应于图标显示区域11B的区域变为高电平。此时，在图5的电路中，将从时间T1到时间T2的周期内为高电平、而在其它周期、即从T0到T1和从T2到T3为低电平的信号作为图标显示信号S2加到视频放大器54上。图6中，脉冲宽度H1比图标图案42B略为宽一点。但在图标显示区域11B中，除了其中提供图标图案42的区域之外，其它部分都由黑色物质构成。因此，即使脉冲宽度H1宽了一点(只要脉冲宽度不到达邻近的图标图案42A和42C)，也只有所需的荧光图案能发光。
图标消隐信号S3是防止用来发光的图标图案42发光的信号，其作用是使对应于除发光的图标图案42以外的区域的视频图像部分被消隐。在图5的电路中，当晶体管T1接通时，即当高电平信号加在晶体管T1的基极31上时，晶体管T1工作以便将视频放大器54的输出降到GND电平。换句话说，通过把高电平信号加在晶体管T1的基极31上，可以把扫描线降到黑色电平或更低。另一方面，图标消隐信号S3是用于使其中图标显示信号S2处于低电平的周期匿隐的信号，以防止黑色电平漂移。因此通过将图标显示信号S2的高电平或低电平的极性反转来产生图标消隐信号S3就足够了。
具体地说，如图6所示，通过将图标显示信号S2的极性反转，在从时间T0到T1以及从T2到T3的周期内图标消隐信号S3变为高电平。在这些周期中，晶体管T1导通，视频放大器54的输出降到GND电平，视频图像信号被消隐。在从时间T1到T2的周期内，图标消隐信号S3变为低电平，因此晶体管T1截止，视频放大器54起正常放大器的作用。于是，在从时间T1到T2的周期内，高电平图标显示信号被放大和输出，且只有图标图案42B发光。
现参考图7A和7B，对在显示图标视频图像时不使用图标消隐信号S3的情况和使用图标消隐信号S3的情况下最终视频图像信号的状态进行比较。图7A和7B各自示出施加图6的信号作为图标显示信号S2的状态。在图7A和7B中，以标号72表示的信号部分是通过施加水平消隐信号S4而得到的消隐部分。以标号73A和73B表示的部分是通过施加图标消隐信号S3而得到的消隐部分。以标号71表示的部分是通过施加图标显示信号S2而得到的信号部分。
如果不使用图标消隐信号S3(图7A)，在时间T1到T2的周期内信号电平变为白色电平，且中间的图标图案42B发光。从时间T0到T1以及从T2到T3的其它周期内，信号电平为黑色电平。此时，在AC再现方法中，黑色电平值随整个视频图像信号的电平而变化。于是，特别在从装置2的摄像头捕捉暗视频图像的状态下，黑色电平值增加。当只允许中间的图标图案42B发光时，其它区域进入黑色电平漂移状态，因而图标图案42A和42C就有可能暗淡地发光。
相反，在使用图标消隐信号S3的阴极射线管30的情况下(图7B)，在时间T1到T2的周期内信号电平变为白色电平，和图7A的情况一样。但在从时间T0到T1以及从T2到T3的其它周期内，由于图标消隐信号S3的作用，信号电平降低到黑色电平或更低。这对应于这样一个事实，即，白色电平的深度仅因V1而加深。因此，即使在黑色电平值因AC再现方法而波动的时候，也可以防止黑色电平的漂移状态，并防止其它图标图案42A和42C暗淡地发光。
如上所述，按照本实施例，在图标显示区11B中显示图标视频图像时，产生图标消隐信号S3，且使对应于除视频信号中需要发光的荧光图案之外的荧光图案的信号部分的电平降到低于黑色电平。于是，在采用AC再现方法时，除所需的荧光图案外的荧光图案暗淡地发光这种反常工作状态就被抑制，只有所需的荧光图案可以极好地发光。这样，也可防止错误地识别图标。此外，在主视频图像显示区11中显示摄像头13的视频图像时，通常可以照样利用AC再现方法的优点。具体地说，甚至在暗环境或夜晚、来访者的面部图像发生所谓黑色电平漂移时，本发明的方法便利于识别来访者。由于通过将图标显示信号S2的极性反转来产生图标消隐信号S3，故图标消隐信号S3的产生很容易且电路配置可以简化。
本发明不限于上述实施例，可作各种改动。
例如，在上述实施例中，已对反射型平面型阴极射线管做了说明。本发明也适用于透射型平面型阴极射线管。在透射型平面型阴极射线管中，视频图像是通过与反射型平面型阴极射线管相对的那一侧的荧光屏板来显示的，也就是说，从设置荧光层34的荧光屏板那一侧。如果使用透射型平面型阴极射线管，在图2所示的平面型阴极射线管30的结构中，代替反射膜(未示出)的是在荧光屏板31的内壁表面设置透明的导电膜(例如，由ITO(氧化铟锑制成))，并在透明的导电膜上形成荧光层34。在透射型平面型阴极射线管的情况下，视频图像从面板32的对侧(从荧光屏板侧)观看，所以设置背面板来代替面板32。在背面板的内壁表面上，形成几乎占整个表面的导电膜以便面对荧光面，并将阳极电压加到导电膜上。
本发明不仅适用于平面型阴极射线管，也适用于其中荧光屏中心被来自电子枪的电子束垂直地照射的所谓的直射型阴极射线管。
而且，本发明不仅可广泛应用于门电话装置，也可广泛应用于具有以单色显示主图像信号的显示器的各种装置。例如，本发明可用于各种监视器装置，例如便携式TV监视器。
虽然在上述实施例中对图标显示区11B设置在主图像显示区11A下方的实例做了说明，但是，图标显示区11B也可以设置在其它区域。具体地说，图标显示区11B也可以设置在主图像显示区11A的上方，左侧或右侧。图标显示区11B也可以设置在两个或更多的区域中。
如上所述，在本发明的阴极射线管中，在第二视频图像显示部分中显示另一视频图像时，显示信号由第一信号发生装置产生，消隐信号由第二信号发生装置产生，且将对应于除所需荧光图案外的其它荧光图案的信号部分的信号电平设定为低于黑色电平。在所述配置的情况下，在能以AC再现方法显示单色图像并由预定形状的荧光图案部分显示彩色视频图像的阴极射线管中，除所需的荧光图案外的其它荧光图案的光发射受到抑制，只有所需的荧光图案能极好地发光。
具体地说，在根据本发明一个方面的阴极射线管中，在本发明的阴极射线管中，通过将显示信号的极性反转来产生消隐信号，因此消隐信号的产生很方便且电路配置可以简化。
显然，根据上述内容，对本发明可作许多修改和变化。因此应理解本发明可在所附权利要求书的范围内实施，而不限于以上的具体说明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种采用其中黑色电平随视频图像信号而波动的AC再现方法以单色显示主视频图像的阴极射线管，它包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照所述电子枪的扫描发射单色光的荧光物质，并且通过所述荧光物质的发光来显示主视频图像；第二视频图像显示部分，它具有其颜色不同于第一视频图像显示部分的颜色的多个荧光图案，并且所述荧光图形案发光来显示另一个视频图像；第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使所述多个荧光图案中所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号用于将所述显示信号中对应于除所述所需的荧光图案之外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于所述黑色电平。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于所述第二信号发生装置采用将所述显示信号的极性反转的方法来产生所述消隐信号。
3.如权利要求2的所述阴极射线管，它应用于设置在门电话装置的主装置中的显示器单元，所述门电话装置包括具有图像拾取装置的从装置和具有能显示由所述图像拾取装置捕捉的视频图像的所述显示器单元的所述主装置，其中，由所述图像拾取装置捕捉的所述视频图像被显示在所述第一视频图像显示部分。
权利要求
1.一种采用AC再现方法以单色显示主视频图像的阴极射线管，它包括电子枪，用于发射电子束；第一视频图像显示部分，它具有按照所述电子枪的扫描发射单色光的荧光物质，并且通过所述荧光物质的发光来显示主视频图像；第二视频图像显示部分，其中在与设置所述荧光物质的区域不同的区域中的多个位置设置各自具预定形状的荧光图案，并且通过所述荧光图案的发光以不同于所述主视频图像的颜色显示不同于所述主视频图像的至少一种视频图像；第一信号发生装置，用于产生显示信号，所述显示信号用于使设置在所述多个位置的所述各荧光图案中所需的荧光图案发光；以及第二信号发生装置，用于产生消隐信号，所述消隐信号用于将所述显示信号中对应于除所述所需的荧光图案之外的其它荧光图案的信号部分的电平降低到低于所述黑色电平。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于所述第二信号发生装置采用将所述显示信号的极性反转的方法来产生所述消隐信号。
3.如权利要求2的所述阴极射线管，它应用于设置在门电话装置的主装置中的显示器单元，所述门电话装置包括具有图像拾取装置的从装置和具有能显示由所述图像拾取装置捕捉的视频图像的所述显示器单元的所述主装置，其中，由所述图像拾取装置捕捉的所述视频图像被显示在所述第一视频图像显示部分。
全文摘要
在能够以AC再现方法显示单色图像并由具有预定形状的荧光图案部分地以彩色显示视频图像的阴极射线管中，可以仅仅使所需的荧光图案极好地发光。在图标显示区显示图标视频图像时，产生消隐信号，将对应于除视频信号中所需荧光图案外其它荧光图案的信号部分电平降到黑色电平以下。于是，在采用AC再现方法时，除所需的荧光图案外的荧光图案暗淡地发光这种反常的工作状态被抑制，只有所需的荧光图案可以极好地发光。
文档编号G09G1/28GK1496544SQ028063
公开日2004年5月12日 申请日期2002年3月8日 优先权日2001年3月12日
发明者佐佐木健 申请人:索尼公司
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