JPH04269430A - 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】

【０００１】

【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画像表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像表示素子の基本的な構造を図
７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
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。

【０００３】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（図７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３ｍ
ｍ、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。この線陰極の間隔は自
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
棒の表面に酸化物陰極材料を塗布している。この線陰極
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。 図７では真空容器は図示してないが、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１０を通し
て取り出す。

【０００４】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
向に長い導伝板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（図７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。 収束電極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を有する導伝板１７で構成さ
れ、電子ビームを収束している。

【０００５】水平偏向電極６は、収束電極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伝板１８ａ，１８ｂで構成
されており、それぞれの導伝板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、収束電極５に設けられた貫通孔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１９ａ，１９ｂで構成されており、垂直偏向用電
圧が印加されて電子ビームを垂直方向に偏向している。 本構成では、一対の電極板１９ａ，１９ｂによって１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
。

【０００６】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をそれぞれ複数本櫛状に張り巡
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。

【０００７】スクリーン８は図７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。

【０００８】図７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図８に示す。図８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
の大きさは本例では水平方向１ｍｍ、垂直方向３ｍｍで
ある。なお、図８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、
図７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。

【０００９】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。

【００１０】次に、この表示素子を駆動するための駆動
回路の動作を、図９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。図９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１にはＶ１、ビーム引出し電極３にはＶ３、収束電極
５にはＶ５、スクリーン８にはＶ８の直流電圧を印加す
る。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）（図１０Ｃ）
を作成する。図１１にそのタイミング図を示す。各線陰
極２（イ）〜２（マ）は図１１（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、低電位の期間に電子が放出され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ば良い。

【００１１】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，４３
ｖなどによって構成され、垂直偏向信号ｖ，ｖ′および
水平偏向信号ｈ，ｈ′を発生する。

【００１２】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。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。

【００１３】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、４８０　×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、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、収束電極５によって収束さ
れた後、図１１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
ａ，１８ｂなどにより、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，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ことができる。

【００１４】次に電子ビームの変調制御部分について説
明する。まず図９において、信号入力端子２３Ｒ，２３
Ｇ，２３Ｂに加えられたＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号は、１
２０　組のサンプルホールド回路３１ａ〜３１ｎに加え
られる。各サンプルホールド回路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．
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，Ｇ１用，Ｂ１用、およびＲ２用，Ｇ２用，Ｂ
２用のサンプルホールド回路に対応する７２０　個（１
２０　×６）のサンプリングパルスＲａ１〜Ｒｎ２（図
１０Ａ）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〜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，Ｒ
２，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（図１０Ａ）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〜３５
ｎ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ｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２（図１０Ｂ）
によって同時に切り替え制御される。

【００１５】スイッチングパルスｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ
２，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３７ａ〜３
７ｎに供給している。各スイッチング回路３５ａ〜３５
ｎ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，Ｂ
１，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３７
ａ〜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　本の導伝板１
５ａ〜１５ｎにそれぞれ個別に加えられる。

【００１６】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、水平偏向駆動回路であるＤＭＡコントローラ４
１による電子ビームＲ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ
２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の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１２
０　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２
４０　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
、テレビジョン信号などがスクリーン８に表示される。

【００１７】なお、本構成に必要な基本クロックは図９
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、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。

【００１８】

【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、スクリーン面に約１０ＫＶの高圧電圧が
印加されており、高圧リークが生じたときには、信号変
調電極（図７のビーム流制御電極と同じであり、入力の
映像信号やアナログ／ディジタルＲＧＢ信号に応じて電
子の透過時間ないしは量を制御し、ＲＧＢの蛍光体の塗
布されたスクリーン面上での明るさを制御する）の取り
出し端子や線陰極を駆動するために引き出される線陰極
駆動端子に落ちる可能性が高い。このとき、信号変調電
極を駆動している回路（図９のＰＷＭ回路３７ａ〜３７
ｎ）や線陰極を駆動している回路（図９の線陰極駆動回
路２６）の出力を破壊してしまう。そのため、画面上で
は信号変調電極の１電極に相当する１ｍｍ幅の縦方向の
領域または線陰極の１本に相当する約３ｍｍ幅の横方向
の領域が駆動されなくなり、真っ黒になったり真っ白に
なったりしてしまうという問題を有していた。

【００１９】本発明は上記問題を解決するもので、高圧
を利用する画像表示装置において、スクリーン面に印加
されている高圧電圧により高圧リーグが生じたときに、
駆動回路ないしは画面に影響が出ないようにした画像表
示装置を提供することを目的とするものである。

【００２０】

【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、収束電極を信号変調電極
の取り出し端子または線陰極の駆動端子の上までその大
きさを広げる電極構造にしたものである。

【００２１】

【作用】上記構成により、従来スクリーン面から信号変
調取り出し端子または線陰極の駆動端子に落ちていた高
圧リークは、収束電極に落ちるようになり、信号変調駆
動回路出力または線陰極駆動回路出力を破壊することが
なくなった。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３は本発明の第１の実施例における画像
表示装置の断面平面図、断面側面図および断面正面図で
ある。図１〜図３において、５１は背面電極、５２は線
陰極、５３は収束電極５４を含む電極群、５５は信号変
調電極取り出し端子、５６は高圧スクリーンである。高
圧スクリーン５６は真空容器であるガラス容器５７の線
陰極５２、電極群５３に対向する内面に設けられており
、電極群５３に含まれる信号変調電極（制御電極）に接
続された信号変調電極取り出し端子５５は背面電極５１
とガラス容器５７の接合部を通して外部に取り出されて
いる。

【００２３】収束電極５４の大きさはガラス容器５７内
において信号変調電極取り出し端子５５の上まで広げら
れて、信号変調電極取り出し端子５５を高圧スクリーン
５６から遮蔽するように構成されている。したがって、
図２のように高圧スクリーン５６から高圧リーク５８が
発生したとしても収束電極５４に落ちることになるので
、信号変調駆動回路出力は安全である。また、収束電極
５４はＤＣ駆動電極なので高圧リーク対策として駆動電
源と端子間に数ＫΩの抵抗を直列に挿入することで充分
耐えられる。

【００２４】図４〜図６は本発明の第２の実施例におけ
る画像表示装置の断面平面図、断面側面図および断面正
面図である。図４〜図６において、６１は背面電極、６
２は線陰極、６３は収束電極６４を含む電極群、６５は
信号変調電極取り出し端子、６６は線陰極駆動端子、６
７は高圧スクリーンである。高圧スクリーン６７は真空
容器であるガラス容器５８の線陰極６２、電極群６３に
対向する内面に設けられており、線陰極６２に接続され
た線陰極駆動端子６６は背面電極６１とガラス容器６８
の接合部を通して外部に取り出される。

【００２５】収束電極６４の大きさはガラス容器５８内
において線陰極駆動端子６６の上まで広げられて、線陰
極駆動端子６６を高圧スクリーン６７から遮断するよう
に構成されている。したがって、図４のように高圧スク
リーン６７から高圧リーク６９が発生したとしても収束
電極６４に落ちることになるので、線陰極駆動回路出力
は安全である。また、収束電極６４は駆動電源と端子間
に数ＫΩの抵抗を直列に挿入することで十分耐えられる
。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、信号変
調電極取り出し端子または線陰極駆動端子をスクリーン
面から遮蔽するように収束電極を広げることにより、従
来のように高圧リークが信号変調電極取り出し端子また
は線陰極駆動端子に落ちて回路を破壊するようなことは
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像表示装置の
断面平面図である。

【図２】第１の実施例における画像表示装置の断面側面
図である。

【図３】第１の実施例における画像表示装置の断面正面
図である。

【図４】本発明の第２の実施例における画像表示装置の
断面平面図である。

【図５】第２の実施例における画像表示装置の断面側面
図である。

【図６】第２の実施例における画像表示装置の断面正面
図である。

【図７】従来の画像表示装置の基本的な電極構造を示す
斜視図である。

【図８】同画像表示装置の最小画素図である。

【図９】同画像表示装置の駆動回路のブロック図である
。

【図１０】同駆動回路の各部の波形図である。

【図１１】同駆動回路の動作説明のためのタイミング図
である。

【符号の説明】

５２，６２　　　　線陰極 ５３，６３　　　　電極群 ５４，６４　　　　収束電極 ５５，６５　　　　信号変調電極取り出し端子６６　　
　　　　　　線陰極駆動端子 ５６，６７　　　　高圧スクリーン ５７，６８　　　　ガラス容器 ５８，６９　　　　高圧リーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の線陰極と、上記線陰極のそれぞ
   れから電子を引き出す電極と、上記電子を収束する収束
   電極と、水平および垂直にそれぞれ偏向する水平および
   垂直偏向電極と、入力の映像信号やアナログ／ディジタ
   ルＲＧＢ信号に応じて電子の透過時間ないしは量を制御
   し、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体の塗布されたスクリーン面上で
   の明るさを制御する信号変調電極とを備え、上記収束電
   極を大きくして、上記信号変調電極の取り出し端子を上
   記スクリーン面から遮蔽するように構成したことを特徴
   とした画像表示装置。
2. 【請求項２】　　複数の線陰極と、上記線陰極のそれぞ
   れから電子を引き出す電極と、上記電子を収束する収束
   電極と、水平および垂直にそれぞれ偏向する水平および
   垂直偏向電極と、入力の映像信号やアナログ／ディジタ
   ルＲＧＢ信号に応じて電子の透過時間ないしは量を制御
   し、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体の塗布されたスクリーン面上で
   の明るさを制御する信号変調電極とを備え、上記収束電
   極を大きくして、上記複数の線陰極の駆動端子を上記ス
   クリーン面から遮蔽するように構成したことを特徴とし
   た画像表示装置。