JPH04179033A - 画像表示装置 - Google Patents

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に分割
したときのそれぞれの区分毎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
する装置に関する。

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。

表示素子は後方からアノード側に向かって順に電子ビー
ム流制御背面電極４、電子ビーム源としての線陰極２、
ビーム引き出し電極３、水平偏向電極７、垂直偏向電極
８、スクリーン板１０、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〜２二の４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３ｍ、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〜２７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８とスクリーン１０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のタングステン捧の表面に酸化物陰極材料
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２７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。ビーム引き出し
電極３は線陰極２イ〜２７のそれぞれと対向する水平方
向に一定間隔で多数個差べて設けられた貫通孔１２を存
し、線陰極２から放出された電子ビームをその貫通孔１
２を通して取り出す。

電子ビーム流制御背面電極４は、映像信号の絵素に対応
して、線陰極２から発生する電子ビームの量を、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。

水平偏向電極７は、前記貫通孔１７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伝板
フイ、７０で構成されており、それぞれの導電板には水
平偏向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１０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８は、前記貫通孔１７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伝板８イ
、８０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８イ、８０によって１本の線陰極から生した電子
ビームを垂直方向に８ライン分偏向している。そして３
１個で構成された垂直偏向電極８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１０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７、垂直偏向電極８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１０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１０に照射させることが可能となる。これに
より水平、垂直偏向電極 スクリーン１０は硝子板の裏面に蛍光体をストライブ状
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。

蛍光体は電子ビーム法制？ｉｇ電極４のｔ橿−本分の電
子ビームを水平方向に偏向することによりＲｌＧ、Ｂの
３色の蛍光体を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ブ状に塗布している。

第４図において、スクリーン１０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、１点鎖線は複数本の電子ビーム制御背面
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、−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１閣、垂直方向
３−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
ブ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縮機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、電子ビーム流制御背面電極４のそれぞ
れの電極に対して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。ただし電子ビーム制御背面電極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、それに同期して水面偏向をする必
要があ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１０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、ビーム出し電極３にはＶ３、
スクリーン１０には■８の直流電圧を印加する。線陰極
駆動回路２６は、垂直同期信号■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
そのタイミング図を示す。各線陰極２イ〜２７は第７図
（イ〜マ）に示すように、駆動パルスが高電位の間に電
流が流れて加熱されており、駆動パルス（イ〜マ）が低
電位の期間に電子を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〜２７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、電子ビーム制御背面電極
４はビーム引出し電極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〜２７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２７
まで順次８走査期間ずつ電位を切り替えて行けば良い０
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−アナログ変換
器（以下Ｄ／Ａ変換器と称す）４３ｈ、４３ｖ等によっ
て構成され、垂直偏向信号ｖ２Ｖ′及び水平偏向信号り
、ｈ’を発生する０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フイールドで２
４０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ル
アドレスエリアを第１フイールド及び第２フイールドに
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からデータを読み出してＤ／
Ａ変換器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、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
フイ一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フレ一ム間に４８０水平走査期間表示するとして、
４８０Ｘ　６　＝２８８０バイトのメモリが必要である
が、第１フイールドと第２フイ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。表示の際に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４３Ｖ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〜２７のうちの低
電位の駆動パルスを印加い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
に電子ビーム制御背面電極４によってビーム量が制御さ
れ、第５図に示すようにほぼ６段階に変化する一対の水
平偏向信号り、ｈ’を加えられた水平偏向電極フイ、７
０等により、各水平表示期間にスクリーン１０のＲ１、
Ｇ１、Ｂ１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１２０個の各区分
毎に電子ビームをＲ１、ＣＩ、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１０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２３Ｒ１２３Ｇ、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、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（６３，５μｓ
）のうちの水平表示期間（約５０μｓ）に、前記１２０
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
ンプルホールド回路に対応する７２０個（１２０ｘ　５
　）のサンプリングパルスＲａｌ〜Ｒｎ２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１２
０組のサンプルホールド回路＆［１３１ａ〜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、ＧＩＳＢｌ、Ｒ
２、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＊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、ｇｌ、ｂｌ、Ｒ２、Ｂ２、
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ｒＬｇＬｂｌ、Ｒ２、Ｂ２、Ｂ
２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、
Ｇｌ、Ｂｌ、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の各映像信号を時分割し
て順次出力し、パルス幅変調面Ｂ５７ａ〜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３
７ａ〜３７ｎに加えられ、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ
２、Ｂ２の各映像信号の大きさに応してパルス幅変調さ
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
素子の電子ビーム制御背面電極４の１２０本の導電板に
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、Ｂ
１、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Ｇ】、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に
ついても同様に制御されて、各絵素のＲ１、Ｇ１、Ｂｌ
、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２各各党光の発光がその絵素のＲ１、
Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２各各党光の発光がその絵
素のＲ１、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）分間時に
実行されて、１ライン２４０絵素の映像が表示され、さ
らにｌ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１０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フイール
ド毎に繰り返されて、テレビジョン信号等がスクリーン
１０に表示される。尚、本構成に必要な基本クロ２クは
第６図に示すパルス発生面８３９から供給されており、
水平同期信号Ｈ１及び垂直同期信号■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、上記のように構成された画像表示装置で
は、線陰極の本数が多く、消費電力も大きくなり、また
、線陰極の架張輝度のバラツキによる線陰極間の輝度む
らが多数発生するという問題点を有していた。

本発明は、上記問題点に鑑み、１本の線陰極で複数のブ
ロックを受は持つことにより、消費電力を小さくし、輝
度むらの少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 上記問題点を解決するために、本発明の画像表示装置は
、線陰極と上記電子ビームが照射されることにより発光
する蛍光体を存するスクリーンと、上記線陰極で発生さ
れた電子ビームを垂直偏向するための上記線陰極と同一
平面上に置いた垂直偏向電極と、上記スクリーンに至る
までの間で水平及び垂直に偏向する偏向電極と、上記ス
クリーンに照射される上記電子ビームの量を制御して発
光量を制御する電子ビーム流制御背ａｍ極を備えたもの
である。

作用 本発明は、上記のような構成にすることによって、線陰
極の本数が減り消費電力を減少し、同一の線陰極で多く
のブロックを受は持つことによって線陰極間の輝度ばら
つきを少なくすることができる。

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基
本的な構造を示す分解斜視図、第２図は、本発明の一実
施例における画像表示装置の基本駆動回路の回路図、第
３図は、本発明の一実施例における画像表示装置の各種
タイミングの波形を示すものである。

第１図において、４イ〜４りは電子ビームの量を制御す
る電子ビーム制御背面電極、２イは電子ビームを発生す
る線陰極、３０イ〜３０口は第１の垂直偏向電極、３は
ビーム引き出し電極、フイ〜７０は水平偏向電極、８イ
〜８０は第２の垂直偏向電極、２３はスクリーンで、こ
れらの構成部品をガラス容器に１０．１１に封入して真
空にしたものである。

第２図において、２２は１ｉｉｆ！回路、３１　ａ　〜
３１　ｎはサンプルホールド回路、３２ａ〜３２ｎはメ
モリ、３４はサンプリングパルス発生回路、３５ａ〜３
５ｎはスイッチ、３６はスイッチングパルス発生回路、
３７ａ〜３７ｎはＰＷＭ回路、３９はパルス発生回路、
４ＩはＤＭＡコントローラ、４２は偏向メモリ、４３ｈ
、４３Ｖはディジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２６
は線陰極駆動回路である。

以上のように構成された画像表示装置について、以下第
１図、第２図、第３図を用いてその動作を説明する。

まず第１図は本画像表示装置の電極構成を示すものであ
って、線陰極２イから発生する電子ビームは電子ビーム
制御背面電極４イ〜４すに映像信号に応じた電位を印可
することによって制御され、上記電子ビームは線陰極２
イと同一平面上の第１の垂直偏向電極３０イ〜３０口に
よってビーム引き出し電極３の垂直方向に１実施例とし
て３つの貫通孔を順番に通過するように垂直偏向され、
ビーム引き出し電極３で電子ビームを引き出すと同時に
水平方向に区分した各水平区分ごとに正確に分離し、そ
れぞれ電子ビームを水平偏向電極フイ〜７０および垂直
偏向電極２．８イ〜８０の間に与えられる電位差によっ
て水平および垂直に静電偏向する。さらにスクリーン２
３のメタルバンク層に高電圧が印可されており、電子ビ
ームは高エネルギーに加速されてメタルバックに衝突し
、蛍光体を発光させる。

テレビジョン画面を縦横にマトリクス上に分割し、小区
分２５の集合体としたとき、各小区分に対し上記のよう
にして分離された電子ビームを各１本ずつ対応させ、電
子ビームを小区分内のみ偏向、走査することによって全
画面をスクリーン上に映し出すことができる。また各絵
素に対応したＲＧＢ映像信号を、電子ビーム制御背面電
極電圧４で上記のように経時的に制御することにより、
テレビジョン動画を再現することができる。

以上のように本実施例によれば、第１の垂直偏向を線陰
極２イと同一平面上で行うことによって、従来より、多
くの垂直方向のブロックを１本の線陰極で受は持つこと
ができ、線陰極の本数を少なくすることができて線陰極
で消費される電力を削減することができる。また、１本
の線陰極で垂直方向の複数のブロックを受は持つため線
陰極間の架張誤差による輝度ばらつきを軽減することが
できる。

第２図の本発明の一実施例における画像表示装置の基本
駆動回路における端子２３Ｒ，２３Ｇ、２３Ｂから入力
されたＲ、Ｇ、Ｂの映像信号は、サンプリングパルス発
生回路３４によって制御されたサンプルホールド回路３
１ａ〜３１ｎでサンプルホールド後、メモリ３２ａ〜３
２ｎに転送される。この場合、メモリ３２ａ〜３２ｎ全
体で、１ライン分をメモリし、スイッチ３５ａ　〜３５
ｎ　Ｐ　ＷＭ回路３７ａ　〜３７ｎに送られて、電子ビ
ーム流制御背面電極４イ〜４すに信号が印加される。ま
た、線陰極駆動回路２６によって垂直同期信号Ｖと水平
同期信号Ｈを用いてつくられた線陰極駆動パルス２イ〜
２ホによって、電子ビーム流制御背面電極４イ〜４りの
それぞれに対応した線陰極が電子を放出し、それと同時
に、上記電子ビームは、ビーム引き出し電極３の垂直方
向に複数の貫通孔を通過するようにＤＭＡコントローラ
４１と偏向メモリ４２によって出力されたディジタルデ
ータをＤ／Ａ変換器でアナログに変換したｖｌ、ｖｌ’
信号を増幅し、垂直偏向電極１に印加することによって
偏向される。

ビーム引き出し電極３を通過した電子ビームは、ＤＭＡ
コントローラ４１と偏向メモリ４２によって出力された
ディジタルデータをＤ／Ａ変換器でアナログに変換した
後、ｈ、ｈ′およびｖ２．ｖ２゜を増幅してそれぞれ、
水平偏向電極７、垂直偏向電極８に印加することによっ
て、水平偏向、垂直偏向を受けた後、スクリーン２３に
照射され発光する。

以上のように、従来の線陰極−本で垂直方向−ブロック
を受は持つのに対して、線陰極−本で複数のブロックを
受は持つ本構成による画像表示装置は、線陰極の本数が
少なく、従って線陰極で消費される電力を削減すること
ができる。また、線陰極−本で複数のブロックを受は持
つため、線陰極の架張誤差によって生しる線陰極間の輝
度ばらつきを少なくすることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、線陰極と同一平面上で垂直偏向
を行うことによって、線陰極の本数を減らすことができ
、それにともない線陰極の消費電力を減らすことができ
る。また、１本の線陰極は、従来より多くのブロックを
受は持つため、線陰極の架張誤差によって起こる線陰極
間での輝度むらを少なくすることができる。

【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基本
的な構造を示す分解斜視図、 第２図は本発明の一実施例における画像表示装置の基本
駆動回路の回路図、 第３図は本発明の一実施例における画像表示装置の各種
タイミングの波形図、 第４図は従来の画像表示装置の基本的な構造を示す分解
斜視図、 第５図はスクリーンの拡大図、 第６図は画像表示装置の基本駆動回路図、第７図は各種
波形のタイミング図である。 ２・・・・・・線陰極、３・・・・・・ビーム引き出し
電極、４・・・・・・ビーム流制御背面電極、７・・・
・・・水平偏向電極、８・・・・・・第２垂直偏向電極
、２３・・・・・・スクリーン、３０・・・・・・第１
の垂直偏向電極。 代理人の氏名　弁理士　小鍜冶　明　ほか２名２イ　　
　縄　陀　ネ函（ ２３′−スクリーン 第１図 ｒｔ　　ｖ口 蕗２図 ２４〜Ｚ　＝　　−−’Ｍｋ　　Ｍ　　＆２３−スクリ
ーン 第　４　区 　　ｖＩＪ ｗ＆５図 ２θ 第６図 息ｗ＃嚇″：Ｊべ　−ＺｌＬｌ［ｇ−一四１１区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビームが照射されることにより発行する蛍光体が塗
   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本の線陰極と、 上記線陰極で発生させられた電子ビームを、垂直方向に
   偏向するための第１の垂直偏向電極と、水平方向に区分
   した各水平区分毎に電子ビームを分離して上記スクリー
   ンに照射する分離手段と、上記電子ビームを上記スクリ
   ーンに至るまでの間で水平方向に複数段階に偏向する水
   平偏向電極と、 上記水平区分毎に分離された電子ビームを上記スクリー
   ンに照射する量を制御して上記スクリーンの画面上の各
   絵素の発光量を制御するビーム流制御電極と、 線陰極と同一平面上に上記第１の垂直偏向電極とは別に
   垂直偏向を行う第２の垂直偏向電極を設置したことを特
   徴とする画像表示装置。