JPH04183191A - 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、全体としてテレビジョン
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６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孔　ビ−ム引き出し電
極３．ビーム流制御電椿４．収束電極６．水平偏向電極
ｅ、垂直偏向電極７．スクリーン板８等々が配置されて
構成されておシ、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シ、
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３間１本数は３０本設け
られているものとして、前記ａ陰極を２イ〜２７とする
。前記線陰極の間隔は自白に大きくとることはできず、
後述する垂直偏向電極７とスラリー２８０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１０〜３
０μｍφのタングステン棒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。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。図６では真空容器は記してないが、背面
電極１を第１」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。ビーム引き比し電極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
個並べて設けられた貫通孔１ｏを有する導伝板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１
ｏを通して取り出す。次に制御電極４は線陰極２イ〜２
７のそれぞれと対向する位置に貫通孔１４を有する垂直
方向に長い導伝板１６で構成されておシ、所定間隔を介
して水平方向に複数個並設されている。

本構成では１２０本の制御電極用導伝板１５ａ〜１５ｎ
が設けられている（第６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によシ水平方
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−１ｍ１−させて制御している。収束電極
６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を有する導伝板１７で、電子ビームを
収束している。

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伝板
１８．１８’で構成されておシ、それぞれの導伝板には
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伝板１９．
１９’で構成されておシ、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対の垂直偏向導伝体
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
。言らに水平、垂直の各偏向電極間の距離に比べるとス
クリーン８１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。

これによシ水平、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６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１
４を通過する電子ビームを水平方向に偏向することによ
ｐＲ，Ｇ、　　Ｈ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シ、垂直方向にストライブ状に塗
布している。

第６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７図に示す。第
７図に示すように、水平方向では２トリオ分のＲ，Ｇ、
Ｈ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１１ＩＩ＋ｌ＋、垂
直方向３憇である。

尚、第７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７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囲路の動作を
、第８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Ｖｌ、　　ビ
ーム出し電極３にはＶｓ、収束電極６にはＶｓ、　スク
リーン８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９図にそのタ
イミング図を示す。各線陰極２イ〜２７は第８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
れて加熱されておシ、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９３０本の線陰極２イ〜２７よシ、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〜
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
期間ずつ電位を切シ替えて行けば良い。

次に、偏向部分の説明を行う。偏向電圧発生回路４ｏは
、ダイレクトメモリアクセヌコローラ（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）４２゜デジタル−アナログ変換器（
以下Ｄ／Ａ変換器と称す）４３ｈ、４３９等によって構
成され、垂直偏向信号Ｖ、　Ｖ’及び水平偏向信号り、
ｈ／を発生する。

本構成においては垂直偏向信号にかんして、オー　ハー
ヌキャンを考慮して、１フイールドで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からデータを読みだして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
ておシ、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。

従って１フレ一ム間に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ｅ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、Ｍ陰極２イ〜２７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
、ビーム引呂し電極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、収束電極５によ
って収束された後、第９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１８．１８’等により、
各水平表示期間にスクリーン８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，Ｇ１１
Ｂ１およびＲ２，Ｇ２．　Ｂ２を該当する映像信号によ
って変調することにより、ヌクリーン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８図において、信号入力端子２３　Ｒ，２３Ｇ。

２３Ｂに加えられたＲ、Ｇ、Ｈの各映像信号は、１２０
ｍのサンプルホールド回路組、３１ａ〜３１Ｋｌ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
ンプリングパルス発生回路３４は、水平周期（６３，５
μｓ）のうちの水平表示期間（約６ｏ１１ｇ）に、前記
１２０組のサンプルホールド回路３１ａ〜３Ｉｎの各々
Ｒ１用。

Ｇ１用、Ｂ１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（１２０×６）のサ
ンプリングパルスＲａ１〜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。す７７’　／Ｌ
／　ホー　／１／　トされた１２０組（７）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１Ｊ３２ａ〜３
２ｎ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〜３６ｎ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
次切シ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ｒ　１．　ｇｌ、　
ｂｌ。

ｒ２．ｇ２．Ｒ２によって同時に切シ替え制御される。

前記スイッチングパルスｒ１．ｇ１．ｂｌ、ｒ２゜ｇ２
．Ｒ２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３６ａ〜３５ｎを切シ替えＲ
１，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３７ａ〜３７Ｈ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３７　ａ　〜
３７　ｎ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レフ幅変調され
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１００本の導伝板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スる。

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
ミングと順序が完全に一致するように同期制御されてい
る。こ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．Ｂ
１．Ｒ２，Ｇ２．Ｂ２各蛍光体の発光がその絵素のＲ１
，Ｇ１．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シ、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）会同時に実行され
て、１ライン２４０絵素の映像が表示され、さらに１フ
イールド２４０本のラインについて上方のラインから順
次行われて、７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フイールド毎に繰シ
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８図に示すパルヌ
発生回路３９から供給されておシ、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、映像Ｒ１Ｇ、Ｂデ
ィジタル信号を指数関数に変換する回路に乗算器を用い
ていたため、ＩＣのゲート数が大きくなるという課題を
有していた。

本発明は、上記課題に乏み、乗算器を用いずに映像Ｒ，
Ｇ、Ｂディジタル信号を指数関数に変換することで、ビ
ーム流制御電極駆動信号を発生するＩＣのゲート数を削
減した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、映
像Ｒ，Ｇ、Ｂディジタル信号を指数関数に変換する際、
上記ディジタル信号の値が２ｎの和で表現できる値を境
界とした折れ線近似の指数関数に変換する構成にしたも
のである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、乗算器を用いずに、映
像Ｒ，Ｇ、Ｂディジタル信号を指数関数に変換できるだ
め、この回路を内部に含むビーム量制御電極駆動信号を
発生するＩＣのゲート数を削減することができる。

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図は本発明の実施例におけ
る画像表示装置のビーム流制御電極駆動信号の発生ＩＣ
内の回路の要部を示すものである。

第１図において、５１ａ〜ｅｉ１ｅは映像Ｒディジタル
信号のＭＳＢ２ｂｉｔに応じて、３つの出力端子を切り
替えるセレクター、６２は２ｂｉｔどおしの加算をする
ための加算器、２３Ｒは第５図２３１と同じ映像ディジ
タル信号、５３は３ｂｉｔのデータを切り替えて出力す
るセレクターである。

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図および第２図を用いてその動作を説明する。

まず、第１図は本実施例の画像表示装置のビーム流制御
電極の駆動信号発生ＩＣの内部回路の一部を示すもので
あって、第２図に示すように７ｂｉｔの映像ディジタル
信号２３Ｒを横軸に取り、変換後のａｂｔｔ信号を縦軸
に取ると、入力信号が０から６４まではそのままで、６
４〜９６では入力の変化１に対し出力は２変化し、９６
〜１２８の入力範囲では出力は４変化する。映像ディジ
タル信号２３Ｒ（７）ＭＳＢの２ｂｉｔが−ｏｏ″また
はＩ′０１″のときは、セレクター５１ａＮｅは７ビソ
トデータをそのまま８ｂｉｔに対応させる。２３Ｒ（Ｄ
Ｍ　Ｓ　Ｂ　２　ｂｉｔが１０″のときは、２３　ＲＬ
ＳＢから５ｂｉｔを２倍するため、６１ａ　〜６１ｅは
上位へ１　ｂｉｔシフトしａｂｔｔデータとし、さらに
”０１００００００”を加算するため、セレクター５３
．加算器６２によ１７ｂｉｔに″ｏ１０”を加算し、ｓ
ｂｉ會データとする。２３ＲのＭＳ　Ｂ　２　ｂｉｔが
１１１″のときは、２３ＲＬＳＢから５ｓｂｉｔを４倍
するため、５１ａ　〜５１ｅは上位へ２ｂｉｔシフトし
、これと”　１０００００００”を加算するため、セレ
クター５３．加算器６２で上位２ｂｉｔへ”１００”を
加算し、ａｂｔｔデータとする。

これによって、乗算器を用いずに映像ディジタ／Ｌ’舊
号を指数関数に変換できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、映像ディジタル信号を２
　の和で表現できる値を境界とした折れ線近似の指数関
数に変換する回路をビーム流制御電極の駆動信号を発生
するＩＣ内部に有することで、乗算器を用いる場合に比
較して大幅にゲート数が削減できる。

【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ビー
ム流制御電極駆動ＩＣの内部回路の要部を示すブロック
図、第２図は第１図の動作を表現している特性図、第３
図は従来例の画像表示装置に用いられる画像表示素子の
分解斜視図、第４図は同画像表示素子の拡大正面図、第
６図は同画像表示素子の駆動回路の基本構成を示すブロ
ック図、第６図は第６図の駆動回路の動作説明のだめの
波形図である。 ５１ａ〜５１ｓ、５３・・・・・・セレクター、６２・
・・・・・加算器。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　　明　ほか２名ニーｊ
　　ｌ　　ｖ 第　２Ｉ、１ ８九偉プリタル偵舌２３２　（，７ビーＩν）第　４１
： 幻　５　　「ａ

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、 上記スクリーン上の画面を垂直方向に複数に区分した各
   垂直区分毎に電子ビームを発生する線陰極と、 上記線陰極で発生された電子ビームを、水平方向に区分
   した各水平区分毎に分離して上記スクリーンに至るまで
   の間で垂直方向及び水平方向に複数段階に偏向する偏向
   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、 各絵素において電子ビームによる蛍光体面上での発光サ
   イズを制御する集束電極と、 上記線陰極からの電子ビーム量を制御する背面電極と、 上記ビーム流制御電極の駆動信号を発生するＩＣと、 このＩＣ内部に映像Ｒ、Ｇ、Ｂのディジタル信号を２＾
   ｎの和で表現できる値を境界とした折れ線近似の指数関
   数に変換する回路 とを有する画像表示装置。