JP2553739B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スクリーン上の画面を垂直方向に複数の区
分に分割したときのそれぞれの区分毎に電子ビームを発
生させ、各区分毎にそれぞれの電子ビームを垂直方向に
偏向して複数のラインを表示し全体として画像を表示す
る画像表示装置に関するものである。

従来の技術 従来の画像表示素子の基本的な構造を第４図に示して
説明する。

この表示素子は後方からアノード側に向かって順に背
面電極１、ビーム源としての線陰極２、ビーム引き出し
電極３、ビーム流制御御電極４、収束電極５、水平偏向
電極６、垂直偏向電極７、スクリーン板８、等々が配置
されて構成されており、これらが真空容器の内部に収納
されている。

ビーム源としての線陰極２は水平方向に線状に分布す
る電子ビームを発生するように水平方向に張られてお
り、線陰極２はさらに垂直方向に間隔をもって複数本
（本説明では２イ〜２トの７本のみ示している。）設け
られている。本構成では線陰極の間隔は3mm、本数は30
本設けられているものとして、前記線陰極を２イ〜２マ
とする。前記線陰極の間隔は自由に大きくとることはで
きず、後述する垂直偏向電極７とスクリーン８の間隔に
より規制されている。これらの線陰極２の構成として10
〜30μｍφのタングステン棒の表面に酸化物線陰極材料
を塗布している。前記の線陰極は後述するように、上方
の線陰極２イから下方の２マまで順次に一定時間ずつ電
子ビームを放出するように制御される。背面電極１は該
当する線陰極以外の線陰極からの電子ビームの発生を抑
止すると共に、電子ビームをアノード方向のみに押し出
す作用もしている。第４図では真空容器は記していない
が、背面電極１を利用して真空容器と一体となす構造を
とることも可能である。

ビーム引き出し電極３は線陰極２イ〜２マのそれぞれ
と対向する水平方向に一定間隔で多数個並べて設けられ
た貫通孔10を有する導電板11であり、線陰極２から放出
された電子ビームをその貫通孔10を通して取り出す。

次に、制御電極４は線陰極２イ〜２マのそれぞれと対
向する位置に貫通孔14を有する垂直方向に長い導電板15
で構成されており、所定間隔を介して水平方向に複数個
並設されておる。本構成では120本の制御電極用導電板1
5a〜15nが設けられている（第４図では８本のみ図示し
ている）。制御電極４は前記ビーム引き出し電極３によ
り水平方向に区分された電子ビームのそれぞれの通過量
を、映像信号の絵素に対応して、しかも後述する水平偏
向のタイミングに同期させて制御している。

集束電極５は、制御電極４に設けられた各貫通孔14と
対向する位置に貫通孔16を有する導電板17で、電子ビー
ムを集束している。水平偏向電極６は、前記貫通孔16の
それぞれ水平方向の両サイドに沿って垂直方向に複数本
配置された導電板18,18′で構成されており、それぞれ
の導電板には水平偏向用電圧が印加されている。各絵素
ごとの電子ビームはそれぞれ水平方向に偏向され、スク
リーン８上でR,G,Bの各蛍光体を順次照射して発光して
いる。本構成では、電子ビームごとに２トリオ分偏向し
ている。

垂直偏向電極７は、前記貫通孔16のそれぞれ垂直方向
の中間の位置に水平方向に複数本配置された導電板19,1
9′で構成されており、垂直偏向用電圧が印加され、電
子ビームを垂直方向に偏向している。本構成では、一対
の電極19,19′によって１本の線陰極から生じた電子ビ
ームを垂直方向に８ライン分偏向している。そして31個
で構成された垂直偏向電極７によって、30本の線陰極の
それぞれに対応する30対の垂直偏向導電体対が構成さ
れ、スクリーン上８に垂直方向に240本の水平走査ライ
ンを描いている。

前記に説明したように本構成では水平偏向電極６、垂
直偏向電極７をそれぞれ複数本クシ状に張り巡らしてい
る。さらに水平、垂直の各偏向電極間の距離に比べると
スクリーン８までの距離を長く設定することにより、小
さな偏向量で電子ビームをスクリーン８に照射させるこ
とが可能となる。これにより水平、垂直共偏向歪みを少
なくすることが出来る。

スクリーン８は第５図に示すように、ガラス板21の裏
面に蛍光体20をストライプ状に塗布して構成している。
また図示していないがメタルバック、カーボンも塗布さ
れている。蛍光体20は制御電極４の１つの貫通孔14を通
過する電子ビームを水平方向に偏向することによりR,G,
Bの３色の蛍光体対を２トリオ分照射するように設けら
れており、垂直方向にストライプ状に塗布している。

第４図において、スクリーン８に記入した破線は複数
本の線陰極２のそれぞれに対応して表示される垂直方向
の区分を示し、２点鎖線は複数本の制御電極４の各々に
対応して表示される水平方向の区分を示す。破線、２点
鎖線で仕切られた１つの区画の拡大図を第５図に示す。
第５図に示すように、水平方向では２トリオ分のR,G,B
の蛍光体、垂直方向では８ライン分の幅を有している。
１区画の大きさは本例では水平方向1mm、垂直方向3mmで
ある。尚第５図ではR,G,Bの各々３色の蛍光体はストラ
イプ状に図示しているが、デルタ状に配置しても良い。
ただしデルタ状に配置したときはそれに適合した水平偏
向、垂直偏向波形を印加する必要がある。尚第４図では
説明の都合で縦横の寸法比が実際のスクリーンに表示し
たイメージと異なっている。また本構成では、制御電極
４の１つの貫通孔14に対してR,G,Bの蛍光体が２トリオ
分設けられているが、１トリオ分あるいは３トリオ分以
上で構成されていても良い。ただし制御電極４には１ト
リオ、あるいは３トリオ以上のR,G,B映像信号が順次加
えられ、それに同期して水平偏向をする必要がある。

次にこの表示素子を駆動するための駆動回路の動作
を、第６図を参照して説明する。まず電子ビームをスク
リーン８に照射して表示する駆動部分の説明を行う。電
源回路22は表示素子の各電極に所定のバイアス電圧を印
加するための回路で、背面電極１にはV1、ビーム出し電
極３にはV3、集束電極５にはV5、スクリーン８にはV8の
直流電圧を印加する。パルス発生回路39は、垂直同期信
号Ｖと水平同期信号Ｈを用いて線陰極駆動パルス（イ〜
マ）を作成する。

第７図にそのタイミング図、第３図に線陰極駆動回路
の回路図を示す。各線陰極２イ〜２マは第７図（イ〜
マ）に示すように、駆動パルスが高電位の期間は、線陰
極駆動回路26はＨ側に切り換わっていて線陰極加熱電源
46によって電流が流れて加熱される。この時、線陰極２
イ〜２マはカットオフ電源47によって電子放出されない
電位にかさ上げされている。駆動パルス（イ〜マ）が低
電位の期間は、線陰極駆動回路26はＬ側に切り換わって
いてエミッション電源45によって線陰極２イ〜２マはエ
ミッション電位に保たれ電子を放出する。これにより30
本の線陰極２イ〜２マより、それぞれ低電位の駆動パル
ス（イ〜マ）が加えられた８水平走査期間のみ電子が放
出される。高電位が加えられる期間には、背面電極１と
ビーム引出し電極３とに加えられているバイアス電圧に
よって定められた線陰極２の周辺における電位よりも線
陰極２イ〜２マに加えられている電位のほうが高くなる
ため、線陰極からは電子放出されない。１画面を構成す
るには、上方の線陰極２イから下方の線陰極２マまで順
次８走査期間ずつ電位を切り替えて行けば良い。

次に偏向部分の説明を行う。偏向電圧発生回路40は、
ダイレクトメモリアクセスコントローラ（以下DAMコン
トローラと称す）41、偏向電圧波形記憶用メモリ（以下
偏向メモリと称す）42、水平偏向信号発生器43h、垂直
偏向信号発生器43v等によって構成され、垂直偏向信号
v,v′及び水平偏向信号h,h′を発生する。

本構成においては垂直偏向信号に関して、オーバース
キャンを考慮して、１フィールドで240水平走査期間表
示している。またそれぞれのラインに対応する垂直偏向
位置情報を記憶しているメモリアドレスエリアを第１フ
ィールド及び第２フィールドに分け、それぞれ１組のメ
モリ容量を有している。表示する際は該当の偏向メモリ
42からデータを読みだして垂直偏向信号発生器43vでア
ナログ信号に変換して、垂直偏向電極７に加えている。
前記の偏向メモリ42に記憶された垂直偏向位置情報は８
水平走査期間毎にほぼ規則性のあるデータで構成されて
おり、偏向信号に変換された波形もほぼ８段階の垂直偏
向信号となっているが前記のように２フィールド分のメ
モリ容量を有して、各水平走査線毎に位置を微調整でき
るようにしている。

また水平偏向信号に対しては、１水平走査期間に６段
階に電子ビームを水平偏向させる必要性と水平走査毎に
偏向位置を微調整可能なようにメモリを持っている。従
って１フレーム間に480水平走査期間表示するとして、4
80×６＝2880バイトのメモリが必要であるが、第１フィ
ールドと第２フィールドのデータを共用しているため
に、実際には1440バイトのメモリを使用している。表示
の際は各水平走査ラインに対応した偏向情報を前記偏向
メモリ42から読み出して、垂直偏向信号発生器43hでア
ナログ信号に変換して、水平偏向電極６に加えている。
要約すると、垂直周期のうちの垂直帰線期間を除いた表
示期間に、線陰極２イ〜２マのうちの低電位の駆動パル
スを印加している線陰極から放出された電子ビームは、
ビーム引出し電極３によって水平方向に120区分に分割
され、120本の電子ビーム列を構成している。この電子
ビームは、後述するように各区分毎に制御電極４によっ
てビームの通過量が制御され、集束電極５によって集束
された後、第７図に示すようにほぼ６段階に変化する一
対の水平偏向信号h,h′を加えられた水平偏向電極18,1
8′等により、各水平表示期間にスクリーン８のR1,G1,B
1およびR2,G2,B2等の蛍光体に順次、水平表示期間/6ず
つ照射される。かくして、各水平ラインのラスターは12
0個の各区分毎に電子ビームをR1,G1,B1およびR2,G2,B2
に該当する映像信号によって変調することにより、スク
リーン８の上にカラー画像を表示する事ができる。

次に電子ビームの変調制御部分について説明する。

まず第６図において、信号入力端子23R,23G,23Bに加
えられたR,G,Bの各映像信号は、120組のサンプルホール
ド回路組、31a〜31nに加えられる。各サンプルホールド
組31a〜31nはそれぞれR1用,G1用,B1用、およびR2用,G2
用,B2用の６個のサンプルホールド回路で構成されてい
る。サンプンリングパルス発生回路34は、水平周期（6
3.5μsec）のうちの水平表示期間期間（約50μsec）
に、前記120組のサンプルホールド回路31a〜31nの各々R
1用,G1用,B1用、およびR2用,G2用,R2用のサンプルホー
ルド回路に対応する720個（120×６）のサンプリングパ
ルスRa1〜Rn2を順次発する。前記720個のサンプリング
パルスがそれぞれ120組のサンプルホールド回路組31a〜
31nに６個ずつ加えられ、これによって各サンプルホー
ルド回路組には、１ラインを120個に区分したときのそ
れぞれの２絵素分のR1,G1,B1,R2,G2,B2の各映像信号が
個別にサンプリングされホールドされる。サンプルホー
ルドされた120組のR1,G1,B1,R2,G2,B2の映像信号は１ラ
イン分のサンプルホールド終了後に120組のメモリ32a〜
32nに転送パルスｔによって一斉に転送され、ここで次
の１水平走査期間保持される。保持された信号は120個
のスイッチング回路35a〜35nに加えられる。スイッチン
グ回路35a〜35nはそれぞれがR1,G1,B1,R2,G2,B2の個別
入力端子とそれらを順次切り替えて出力する共通出力端
子とを有する回路により構成されたもので、スイッチン
グパルス発生回路36から加えられるスイッチングパルス
r1,g1,b1,r2,g2,b2によって同時に切り替え制御され
る。前記スイッチングパルスr1,g1,b1,r2,g2,b2は、各
水平表示期間を６分割して、水平表示期間/6ずつスイッ
チング回路35a〜35nを切り替えR1,G1,B1,R2,G2,B2の各
映像信号を時分割して順次出力し、パルス幅変調回路37
a〜37nに供給している。各スイッチグ回路35a〜35nの出
力は、120組のパルス幅変調（以下PWMと称す）回路37a
〜37nに加えられ、R1,G1,B1,R2,G2,B2の各映像信号の大
きさに応じてパルス幅変調され出力される。このパルス
幅変調回路37a〜37nの出力は電子ビームを変調するため
の制御信号として表示素子の制御電極４の120本の導電
板15a〜15nにそれぞれ個別に加えられる。

次に水平偏向と表示のタイミングについて説明する。
スイッチング回路35a〜35nにおけるR1,G1,B1,R2,G2,B2
の映像信号の切り替えと、水平偏向駆動回路41による電
子ビームR1,G1,B1,R2,G2,B2の蛍光体への水平偏向の切
り替えタイミングと順次が完全に一致するように同期制
御されている。これにより電子ビームがR1蛍光体に照射
されているときには、その電子ビームの照射量がR1制御
信号によって制御され、以下G1,B1,R2,G2,B2についても
同様に制御されて、各絵素のR1,G1,B1,R2,G2,B2各蛍光
体の発光がその絵素のR1,G1,B1,R2,G2,B2の映像信号に
よってそれぞれ制御されることなり、各絵素が入力の映
像信号にしたがって発光表示されるのである。かかる制
御が１ライン分の120組（各２絵素ずつ）分同時に実行
されて、１ライン240絵素の映像が表示され、さらに１
フィールド240本のラインについて上方のラインから順
次行われて、スクリーン８上に画像が表示される。さら
に上記の諸動作が入力映像信号の１フィールド毎に繰り
返されて、テレビジョン信号等がスクリーン８に表示さ
れる。

尚、本構成に必要な基本クロックは第６図に示すパル
ス発生回路39から供給されており、水平同期信号H,及び
垂直同期信号Ｖでタイミングをコントロールしている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、パワーオン時の
動作において、垂直偏向信号や水平偏向信号が規定の電
圧に達する前に線陰極から電子が放出されるためスクリ
ーン板に点々の横線が表示され違和感を与えると共に蛍
光体の寿命低下を招くという問題を有していた。

本発明は、上記問題に鑑み、パワーオン時、画面の違
和感を無くすと共に蛍光体の寿命を低下させない画像表
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 上記課題を解決するために本発明の画像表示装置は、
電子ビームが照射されることにより発光する蛍光体が発
光体を塗布されたスクリーンと、上記スクリーン上画面
を垂直方向に区分し各垂直区分毎に電子ビームを発生す
る複数の線陰極と、前記陰極にそれぞれ加熱を行う線陰
極加熱期間と電子放出を行う電子放出期間とを交互に与
える線陰極駆動パルスを発生するパルス発生回路と、垂
直同期信号をカウントするカウンタと、カウントされた
信号を保持する自己保持回路と、線陰極駆動パルスとカ
ウントされ保持された垂直同期信号とを論理積するゲー
ト回路と、上記線陰極のそれぞれに接続されて、線陰極
を加熱したり電子放出するために回路を切り換える線陰
極駆動回路と、線陰極加熱期間のみに導通するダイオー
ドと、上記ダイオードに接続され、線陰極加熱期間のみ
に線陰極を加熱する線陰極加熱電源と、線陰極加熱期間
中に線陰極から電子放出させないようカットオフ電位を
与えるカットオフ電源と、電子放出期間中、線陰極の電
位を決めるエミッション電源とを有し、上記ゲート回路
の出力に基いて、偏向信号が規定の電圧に落ち着くまで
線陰極を加熱するように線陰極駆動回路を制御するよう
にしたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、パワーオンしてから
偏向信号が規定の電圧に落ち着く時間を垂直同期信号を
カウントして自己保持することにより得ている。その信
号と線陰極駆動パルスをゲート回路で論理積することに
より、パワーオンしてから偏向信号が規定の電圧に落ち
着くまで線陰極は加熱され電子放出されることはなく、
スクリーン板に点々の横線が表示されず違和感を与えな
いと共に蛍光体の寿命低下を招ねかない。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。第１図は本発明の一実施例における画像表
示装置の線陰極駆動回路の回路図を示すものである。

第１図において、26は線陰極駆動回路、39はパルス発
生回路、45はエミッション電源、46は線陰極加熱電源、
47はカットオフ電源、48はダイオード、50は垂直同期信
号Ｖを反転するインバータ、51はその垂直同期信号Ｖを
カウントするカウンタ、52はカウントされた信号を保持
する自己保持回路、53は線陰極駆動パルスを反転するイ
ンバータ54は自己保持回路52の出力とインバータ53の出
力を入力とするNANDゲートである。このNANDゲート54の
出力で線陰極駆動回路26を制御するようにしている。

以上のように構成された画像表示装置の線陰極駆動回
路について、以下その動作について第１図と第２図の波
形図を用いて説明する。

パルス発生回路39は、垂直同期信号Ｖと水平同期信号
Ｈを用いて線陰極駆動パルスを作成する。そのタイミン
グは従来例と同じである。インバータ53は線陰極駆動パ
ルスを反転する。

インバータ50で垂直同期信号Ｖを反転しカウンタ51で
垂直同期信号Ｖを設定数までカウントする。カウンタ51
の出力を自己保持回路52で保持する。カウントされ自己
保持された信号と反転した線陰極駆動パルスとをNANDゲ
ート54で論理積し反転し線陰極駆動回路26に入力する。
線陰極駆動回路26の動作は従来例と同じである。よっ
て、パワーオンしてから偏向信号が規定の電圧に落ち着
く時間ｔを垂直同期信号をカウンタ51でカウントして自
己保持回路52で自己保持することにより得ている。その
信号（自己保持回路52の出力）と反転した線陰極駆動パ
ルス（インバータ53の出力）をNANDゲート54で論理積し
反転することにより、パワーオンしてから偏向信号が規
定の電圧に落ち着くまで線陰極駆動回路26は線陰極加熱
電源46側に接続され、線陰極２イ〜２マは加熱されてい
て電子放出されることはない。

以上のように本実施例によれば、パワーオンしてから
偏向信号が規定の電圧に落ち着くまで線陰極は加熱され
ていて電子放出されることはなくなり、スクリーン板に
点々の横線が表示されることはないものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電子ビームが照射され
ることにより発光する蛍光体が塗布されたスクリーン
と、上記スクリーン上画面を垂直方向に区分した各垂直
区分毎に電子ビームを発生する複数の線陰極と、前記線
陰極にそれぞれ加熱を行う線陰極加熱期間と電子放出を
行う電子放出期間とを交互に与える線陰極駆動パルスを
発生するパルス発生回路と、垂直同期信号をカウントす
るカウンタと、カウントされた信号を保持する自己保持
回路と、線陰極駆動パルスとカウントされ保持された垂
直同期信号とを論理積するゲート回路と、上記線陰極の
それぞれに接続されて、線陰極を加熱したり電子放出す
るために回路を切り換える線陰極駆動回路と、線陰極加
熱期間のみに導通するダイオードと、上記ダイオードに
接続され、線陰極加熱期間のみに線陰極を加熱する線陰
極加熱電源と、線陰極加熱期間中に線陰極から電子放出
させないようカットオフ電位を与えるカットオフ電源
と、電子放出期間中、線陰極の電位を決めるエミッショ
ン電源とを設けることにより、パワーオンしてから偏向
信号が規定の電圧に落ちつ着くまで線陰極は加熱されて
いて電子放出されることなく、スクリーン板に点々の横
線が表示されず違和感を与えないと共に蛍光体の寿命低
下を招ねかない画像表示装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像表示装置の線陰
極駆動回路の回路図、第２図は本発明における線陰極駆
動回路の動作説明のための波形図、第３図は従来の画像
表示装置の線陰極駆動回路の回路図、第４図は本発明で
用いられる画像表示装置の分解斜視図、第５図は同画面
表示素子の蛍光面の拡大図、第６図は同画像表示装置の
駆動回路のブロック図、第７図は同画像表示装置の動作
説明のための波形図である。 26……線陰極駆動回路、39……パルス発生回路、45……
エミッション電源、46……線陰極加熱電源、47……カッ
トオフ電源、48……ダイオード、50……インバータ、51
……カウンタ、52……自己保持回路、53……インバー
タ、54……NANDゲート。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームが照射されることにより発光す
   る蛍光体が塗布されたスクリーンと、上記スクリーン上
   画面を垂直方向に区分し各垂直区分毎に電子ビームを発
   生する複数の線陰極と、前記陰極にそれぞれ加熱を行う
   線陰極加熱期間と電子放出を行う電子放出期間とを交互
   に与える線陰極駆動パルスを発生するパルス発生回路
   と、垂直同期信号をカウントするカウンタと、カウント
   された信号を保持する自己保持回路と、線陰極駆動パル
   スとカウントされ保持された垂直同期信号とを論理積す
   るゲート回路と、上記線陰極のそれぞれに接続されて、
   線陰極を加熱したり電子放出するために回路を切り換え
   る線陰極駆動回路と、線陰極加熱期間のみに導通するダ
   イオードと、上記ダイオードに接続され、線陰極加熱期
   間のみに線陰極を加熱する線陰極加熱電源と、線陰極加
   熱期間中に線陰極から電子放出させないようカットオフ
   電位を与えるカットオフ電源と、電子放出期間中、線陰
   極の電位を与えるカットオフ電源と、電子放出期間中線
   陰極の電位を決めるエミッション電源とを備え、上記ゲ
   ート回路の出力に基いて、偏向信号が規定の電圧に落ち
   着くまで上記線陰極を加熱するように線陰極駆動回路を
   制御するようにしたことを特徴とする画像表示装置。