JPH03206785A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH03206785A
JPH03206785A JP2001345A JP134590A JPH03206785A JP H03206785 A JPH03206785 A JP H03206785A JP 2001345 A JP2001345 A JP 2001345A JP 134590 A JP134590 A JP 134590A JP H03206785 A JPH03206785 A JP H03206785A
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JP
Japan
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line cathode
line
transistor
period
potential
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JP2001345A
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English (en)
Inventor
Norihiko Hironaka
廣中 範彦
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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、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3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l、ビーム源としての線陰極2、ビーム引
き出し電極3、ビーム流制御電極4、集束電極5、水平
偏向電極6、垂直偏向電極7、スクリーン板8などが配
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(第3
図では2(イ)〜2(ト)の7本のみを示している)設
けられている。本実施例では線陰極2の間隔は3+am
,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2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
線の表面に酸化物陰極材料を塗布している。この線陰極
2は後述するように、上方の線陰極2(イ)から下方の
2(マ)まで順番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ともに、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3図では真空容器を図示してないが、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で構成さ
れ、線陰極2から放出された電子ビームをその貫通孔1
0を通して取り出す。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いる。本実施例で
は120本の制御電極用導電板15a〜15nが設けら
れている。(第3図では8本のみを示している)。制御
電極4は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で構成され、電子ビームを集束している。
水平偏向電極6は集束電極5に設けられた貫通孔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18a, 18bで構成されており、
それぞれの導電板18a. 18bには水平偏向用電圧
が印加されて、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。本実施例では、
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は集束電極5に設けられた前記貫通孔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19a,19bで構成されており、垂直偏向用電
圧が印可されて電子ビームを垂直方向に偏向している。
本実施例では、一対の導電板19a, 19bによって
↑本の線陰極2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2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実施例では水平偏向電極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
なくすることができる。
スクリーン8は第3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おり
、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3図において、スクリーン8に記入した水平方向の破
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、垂直方向の2点鎖線は複数本の
制御電極4のそれぞれに対応して表示される水平方向の
区分を示す。これら破線、2点鎖線で仕切られた1つの
区画の拡大図を第4図に示す。第4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。また、1区画
の大きさは本実施例では水平方向1mm、垂直方向3肺
である。なお、第4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。また、第3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。
また本実施例では、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。たたし制御電極4には1トリオ、ある
いは3トリオ以上のR,  G,  B映像信号か順次
加えられ、それに同期して水平偏向をする必要かある。
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5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。第5
図において、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、背面電極工には
Vl、ビーム引き出し電極3にはV3、集束電極5には
■5、スクリーン8には■8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■と水平同期信号Hを
用いて線陰極駆動回路26を動かす信号(第6図C)を
作或する。その信号を受け線陰極駆動回路26は線陰極
2(イ)〜2(マ)を高電位と低電位にする。
その電位の切替え回路を第2図を用いて説明する。比較
電源45と抵抗79, 80. 8+、ダイオード75
.76、トランジスタ62. 63を用いて比較基準電
位を作る。トランジスタ65, 66. 64と抵抗8
3, 84, 85、ダイオード77は、パルス発生回
路39から発生する信号電位と比較基準電位とを比較し
て、パルス発生回路39の信号電位の方が高かった場合
はトランジスタ66はオン、トランジスタ65はオフ状
態になる。したがってトランジスタ72.  73もオ
ン状態になり、線陰極加熱電源47からトランジスタ7
3を通って線陰極2(イ)〜2(マ)、ダイオード46
を通って加熱電流が流れる。次にパルス発生回路39の
信号電位と比較基準電位とを比較して、パルス発生回路
39の信号電位の方が低かった場合はトランジスタ66
はオフ、トランジスタ65はオン状態になる。
したがってトランジスタ67, 68.  74もオン
状態になり線陰極2(イ)〜2(マ)にはエミッション
電源49の電位が与えられる。線陰極加熱期間中、線陰
極2(イ)〜2(マ)から電子放出させないよう力ット
オフ電圧を与えるカットオフ電源48はエミッション電
源49よりも電圧が高いため、ダイオード46によって
カットオフ電源48からエミッション電源49に向かっ
て電流は流れない。なおこのときトランジスタ72. 
73はオフしている。トランジスタ69,70, 71
、抵抗90. 9], 92, 93. 94はトラン
シスタ73のターンオフ時間を短くする働きをしている
。
第7図に線陰極電位のタイミング図を示す。各線陰極2
(イ)〜2(マ)は第7図の(イ〜マ)に示すように、
線陰極電位か高電位の間に電流が流れて加熱されており
、線陰極電位(イ〜マ)が低電位の期間に電子が放出す
るように加熱状態が保持される。これにより30本の線
陰極2(イ)〜2(マ)より、それぞれ低電位(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とビーム引き
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、線陰極からは電子が放出されない。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は良
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DMA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、デジタルーアナログ変換器
(以下D/A変換器と称す)43h, 43vなどによ
って構成され、垂直偏向信号■,v′および水平偏向信
号h,  h’ を発生する。
本実施例においては垂直偏向信号v,  v’ に関し
て、オーバースキャンを考慮して、1フィールドで24
0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フィールドおよび第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D/A変
換器43vてアナログ信号に変換して、垂直偏向電極7
に加えている。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、D/A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、水平偏向信号にたいしては、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。
したがって1フレーム間に480水平走査期間表示する
として、480X6=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、D/A
変換器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、ビーム引き出し電極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18a,+8bなど
により、各水平表示期間にスクリーン8のRl,Gl.
BlおよびR2,G2.B2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120個の各区分
毎に電子ビームをRl,Gl,Bl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ことができる
。
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5図において、信号入力端子23R,23G. 23
Bに加えられたR, G,  Bの各映像信号は、12
0組のサンプルホールド回路3]a〜31nに加えられ
る。各サンプルホールド回路31a〜3]nはそれぞれ
Rl用,Gl用,Bl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
ンプリングパルス発生回路34は、水平周期(635μ
s)のうちの水平表示期間(約50μs)に、前記12
0組のサンプルホールド回路31a〜31nの各々R1
用,Gl用.Bl用、およびR2用,G2用,B2用の
サンプルホ一ルド回路に対応する720個(120 X
6)のサンプリングパルスRal〜Rn2 (第6図A
)を順次発生する。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31a〜3
1n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Rl, Gl,  Bl.R2,G
2,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Rl, 
Gl,  Bl, 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(第6図A)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35
a〜35nに加えられる。スイッチング回路35a〜3
5nはそれそれがRl,Gl,Bl,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ており、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rl,gl,bl,r2,g2,b2(第6図B
)によって同時に切り替え制御される。スイッチングパ
ルスrl,gl,bl,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R4.Gl,Bl,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37a〜37nに供給している。各スイ
ッチング回路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、Rl,Gl,Bl,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Rl,Gl,
Bl,R2,G2,B2の映像信号の切り替えと、水平
偏向駆動回路であるDMAコントローラ41による電子
ビームRl,  Gl,  Bl,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序が完全
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Gl,Bl,R2,G2,B2についても同様に制御
されて、各絵素のRl,  Gl.  Bl, R2,
G2.B2の各蛍光体の発光がその絵素のRl,Gl,
Bl,R2.G2,B2の映像信号によってそれぞれ制
御されることになり、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上に画像か表
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、テレビジョン信号などかスク
リーン8に表示される。
なお、本実施例に必要な基本クロックは第5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
1および垂直同期信号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線陰極駆動回路の構成では、
部品数が多いため、IC化しないとコスト、実装面積で
メリットがない。しかし、第2図において、トランジス
タ72. 73がPNP−NPNダーリントン接続にな
っているため、線陰極加熱期間中トランジスタでの電圧
降下が約0.9vあり、電力損失と発熱を生じ、1つの
ICパッケージの中に多くの線陰極駆動回路を入れるこ
とができる。
したがって、線陰極加熱電流が多くなると工っのICパ
ッケージの中に入られる線陰極駆動回路の数が少なくな
り、コスト、実装面積のメリットが薄くなってくる。線
陰極加熱電流か約30m Aの場合、8回路ぐらいが限
度である。また、線陰極駆動回路をIC化すると、トラ
ンジスタ72. 73のべ−ス電流か調節てきないため
、線陰極加熱電流が増えるとトランジスタで消費される
電力も増え、低消費電力化を妨げるという問題を有して
いた。
本発明は、上記課題を解決するもので、線陰極加熱電流
が増えた場合でもトランジスタで消費される電力を押さ
え、かつ回路部品数が少なくてコストダウンが計れる画
像表示装置を提供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か塗布
されたスクリーシと、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、線陰極加
熱期間に線陰極加熱電源から線陰極に電流を流すための
第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタのベー
ス電流を決める抵抗およびベース電流を制御するトラン
ジスタと、電子放出期間線陰極にエミッション電源の電
位を与えるための第2のトランジスタと、前記第2のト
ランジスタのベース電位を決める抵抗とおよびベース電
流を制御するトランジスタと、線陰極加熱期間中線陰極
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、電子放出期間中カットオフ電源からエミ
ッション電源に向かって電流が流れないようにするダイ
オードとを備えたものである。
作用 上記した構成によって、画像表示部の拡大や線陰極の材
質、構造の変更によって線陰極加熱電流が増えた場合で
も、線陰極加熱電流を制御するトランジスタは、ダーリ
ントン接続していないためトランジスタの電圧降下は飽
和電圧の約0.2Vであり、消費される電力は従来の回
路に比べ約2/9になる。このように、同一機能を実現
する回路が従来の回路より部品数が少なくなったため、
汎用のディスクリート部品で実現でき、コストダウンか
計られるとともに、トランジスタの種類、抵抗値を変え
ることで線陰極加熱電流の多い少ないにかかわらず同一
の回路で実現できる。
実施例 以下本発明の一実施例の画像表示装置について、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。第1図において、パルス発
生回路39により線陰極駆動パルスが出力され、線陰極
駆動回路26に入力される。線陰極駆動回路26に入力
されるパルスは、抵抗器56.57と抵抗器60. 6
1で電圧分割され、その分割電圧がトランジスタのオン
電圧約0.7v以上ならトランジスタ5], 53はオ
ンする。トランジスタ51のオンにより抵抗器54を通
ってトランジスタ50がオンになり、線陰極加熱電源4
7からトランジスタ50、線陰極2(イ)〜2(マ)、
ダイオード46を通って線陰極加熱電流が流れる。トラ
ンジスタ53のオンにより抵抗器58. 59で分圧さ
れたトランジスタ52のベース電圧はエミッタ電圧から
見てトランジスタのオン電圧より低く設定してあるので
、トランジスタ52はオフである。そのとき、カットオ
フ電源48は線陰極の電位を背面電極1とビーム引き出
し電極3とによって作り出される電位より高くし、線陰
極から電子ビームか放出されないようにしている。
次に、抵抗器56. 57と抵抗器60. 61で電圧
分割された分割電圧がトランジスタのオン電圧約0.7
V以下の場合、トランジスタ51. 53はオフ状態に
なる。それによって、トランジスタ50もオフになる。
トランジスタ53がオフなので、抵抗器58を通ってト
ランジスタ52にベース電流が送られ、トランジスタ5
2はオンになり、線陰極2(イ)〜2(マ)はエミッシ
ョン電源49の電位にされ、線陰極から電子ビームが放
出される。ここで抵抗器55はトランジスタ50のカッ
トオフ時間を短くする働きをしている。
以上のように本実施例によれば、4つのトランジスタと
8つの抵抗器で、一本の線陰極駆動回路が実現できる。
線陰極加熱電流を流すトランジスタが一つのためトラン
ジスタで消費される電力が従来例に比八約2/9になり
、消費電力を減らすことができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、線陰極加熱期間に線陰極
加熱電源から線陰極に電流を流すための第1のトランジ
スタと、前記第1のトランジスタのベース電流を決める
抵抗およびベース電流を制御するトランジスタと、電子
放出期間線陰極にエミッション電源の電位を与えるため
の第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタのベ
ース電位を決める抵抗およびベース電流を制御するトラ
ンジスタとを用いたことにより、4つのトランジスタと
8つの抵抗器で、一本の線陰極を駆動する線陰極駆動回
路が実現でき、コストダウンが計れる。また、線陰極加
熱電流を流すトランジスタが一つのためトランジスタで
消費される電力は従来例に比べて約279になり、駆動
回路で消費される電力を減らすことができる。また、線
陰極加熱電流か変わってもトランジスタの種類、抵抗器
の抵抗値を変更することて対応でき、汎用性のある回路
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図は従来の線陰極駆動回路の
回路図、第3図は本発明が適用される画像表示装置の分
解斜視図、第4図は同画像表示装置のスクリーンの拡大
正面図、第5図および第6図は同画像表示装置の駆動回
路のブロック図および各部の波形図、第7図はその動作
説明のための波形図である。 2(イ)〜2(マ)・・・線陰極、26・・・線陰極駆
動回路、39・・・パルス発生回路、46・・ダイオー
ド、47・・・線陰極加熱電源、48・・・カットオフ
電源、49・・・エミッション電源、50〜53・・・
トランジスタ、54〜61・・・抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、線
    陰極加熱期間に線陰極加熱電源から線陰極に電流を流す
    ための第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタ
    のベース電流を決める抵抗およびベース電流を制御する
    トランジスタと、電子放出期間線陰極にエミッション電
    源の電位を与えるための第2のトランジスタと、前記第
    2のトランジスタのベース電位を決める抵抗およびベー
    ス電流を制御するトランジスタと、線陰極加熱期間中線
    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、電子放出期間中カットオフ電源から
    エミッション電源に向かって電流が流れないようにする
    ダイオードとを備えた画像表示装置。
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