JPH0433242A - 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。

この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、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ＩＱ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４
図では２（イ）〜２（ニ）の４本のみ示している）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。また線陰極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８とス
クリーン板８表面のスクリーン２３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ｌＯ〜３０μ
田φ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。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
１２を有し、線陰極２から放出された電子ビームをその
貫通孔１２を通して取り出す。

電子ビーム制御背面電極４はガラス板１１の内面に水平
方向に複数に分割して形成された導電板４ａ〜４ｎから
なり、この導電板４ａ〜４ｎは、ビーム引き出し電極３
に設けられた貫通孔１２に対応して設けられ、その数は
本実施例では１２０本であり、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するように構成され
ている。なお、ガラス板１１はスクリーン板１０の基板
であるガラス板とともに真空容器を構成するガラス容器
で共用できる。

水平偏向電極７はビーム引き出し電極３の貫通孔１２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７ａ、７ｂで構成されており、それぞ
れの導電板７ａ、７ｂ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２３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８はビーム
弓き出し電極３の貫通孔１２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８ａ、８ｂ
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。

本実施例では、一対の導電板８ａ、８ｂ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８
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２３上に
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２３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２３に照射させ
ることが可能となる。これにより水平、垂直偏向電極を
少なくすることができる。

スクリーン２３はスクリーン板１０の基板であるガラス
板の裏面に蛍光体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。蛍光体は電子ビーム流制御背面電極４
の導電板−本分の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
に塗布されている。

第４図において、スクリーン２３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、１点鎖線は複数本の電子ビー
ム流制御背面電極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、１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。また、１区画の大きさは本実
施例では水平方向１−１垂直方向３０である。

なお、第５図ではＲ，Ｇ、　　Ｈ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５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−ジと異なっている。

また本実施例では、電子ビーム流制御背面電極４のそれ
ぞれの導電板４ａ〜４ｎ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、電子ビーム流制御背面電極４には１トリオ、あるい
は３トリオ以上のＲ，Ｇ、’Ｂ映像信号が順次節えられ
、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２３に照射して表示する駆動部分の説明を行う。

第６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、ビーム出し
電極３には■３、スクリーン２３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■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Ｃおよび第８図にそのタイミング図を示す
。各線陰極２（イ）〜２（マ）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）〜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、
電子ビーム制御背面電極４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
水平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ＤＭＡ
コントローラと称す）４１１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
水平偏向信号り、　　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フイールドで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フイールドおよび第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８
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。し
たがって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４３ｈでアナログ信号に変換して、水平偏向電極７
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８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７の導電板７ａ、７ｂなどにより、各水平表示
期間にスクリーン２３のＲ１，Ｇｌ、Ｂ１およびＲ２，
Ｇ２．Ｂ２などの蛍光体に順次、水平表示期間／６ずつ
照射される。か（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，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２３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６図において、信号入力端子２３Ｒ２２３Ｇ、　２３
Ｂ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３１ａ〜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（１２０Ｘ６）
のサンプリングパルスＲａｌ〜Ｒｎ２　（第７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〜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，Ｇｌ、　　Ｂｌ。

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，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７図Ａ）に
よって−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．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
共通圧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．Ｒ２゜ｂ２（第７
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．Ｒ２，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，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〜３
５ｎ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，Ｇｌ、Ｂ
ｌ、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電子ビーム制御背面電極４の１２０
本の導電板４ａ〜４ｎ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．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Ｒ１，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Ｒ１，Ｇｌ、　　
Ｂｌ、　Ｒ２゜Ｇ２．Ｂ２の各蛍光体の発光がその絵素
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、スクリーン２３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、テレビジョン信号などがス
クリーン２３に表示される。

なお、本実施例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
１および垂直同期信号■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な構成では、大画面になるほど
、電子ビームが蛍光体に照射される時間が短くなり、画
面の輝度が低くなるという問題を有していた。

本発明は上記問題を解決するもので、ビーム流制御背面
電極を垂直方向に分割し、同時に複数のラインを走査す
ることによって電子ビームが１つの蛍光体を照射する時
間を長くし、画面の輝度を高く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。

課題を解決するための手段 上記問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線陰極
と、上記線陰極で発生された電子ビームを上記スクリー
ンに至るまでの間で偏向する偏向電極と、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
制御してスクリーン画面上の各絵素の発光量を制御する
垂直方向に複数に分割された電子ビーム流制御電極を備
えたものである。

作用 上記構成により、電子ビームがスクリーンの１つの蛍光
体を照射する時間が長くなり、画面の輝度を高くできる
ので、これまで大画面にした場合などに起こる輝度の低
下をなくし、また、小さな画面でも高輝度化が図れるよ
うになる。

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電極
構成を示す斜視図、第２図および第３図は同画像表示装
置の基本駆動回路を示すブロック図および各部の波形図
であり、従来例と同じ番号を付したものは同じ構成と機
能を有する。

第１図において、４１は電子ビーム流制御背面電極であ
り、その導電板は４１ａ〜４１ｎおよび４１ａ′〜４１
ｎ′のように上下に分割されて、たとえばガラス容器の
一部であるガラス板１１の内面に設けられ、電子ビーム
の量を制御する。４２は電子ビーム源としての線陰極で
あり、垂直方向に間隔をもって複数本（第１図では４２
（イ）、４２（ロ）および４２（（’）、　４２（ｏ’
）の４本のみ示している）設けられており、本実施例で
は、本数はたとえば従来と同様に３０本設けられている
ものとして、前記線陰極を電子ビーム流制御背面電極４
の導電板４１ａ〜４１ｎに対応する４２（イ）〜４２（
ヨ）と導電板４１ａ′〜４１ｎ′に対応する４２（イ′
）〜４２（ヨ゛）とする。

第２図において、４３は線陰極駆動回路であり、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〜ヨ）および（イ′〜ヨ′）を作成する。第２図Ｃ，
Ｄはそのタイミング図を示す。

この場合、従来と異なる点は、各導電板４１ａ〜４１ｎ
および４１ａ　　〜４１ｎ′のそれぞれに対応する上方
の線陰極２（句、２（イ′）から下方の線陰極２（Ｅ）
　、　　２　（ヨ’）まで順次電位を切り替え、１２０
本ずつ合計２４０本の水平走査ラインを描いている。

こ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。

第１図において、線陰極４２（イ）〜４２Ｃ３）および
４２（イ’）〜４２　（Ｅｌ’　）から発生する電子ビ
ームは上下に分割された電子ビーム流制御背面電極４１
の導電板４１ａ〜４１ｎおよび４１ａ′〜４１ｎ′　に
映像信号に応じた信号を印加することによって制御され
、ビーム引き出し電極３で電子ビームを引き出し同時に
水平方向に区分した各水平区分ごとに正確に分離し、そ
れぞれの電子ビームを水平偏向電極７の導電板７ａ、７
ｂおよび垂直偏向電極８の導電板８ａ、８ｂ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される
。さらにスクリーン２３のメタルバック層に高電圧が印
加されており、電子ビームは高エネルギに加速されてメ
タルバックに衝突し、蛍光体２４を発光させる。

第２図の基本駆動回路において、電子ビーム変調制御部
分を構成するサンプルホールド回路３１ａ〜３１ｎおよ
び３１ａ′〜３１ｎ’、メモリ３２ａ〜３２ｎおよび３
２ａ′〜３２ｎ’　、スイッチ３５ａ〜３５ｎおよび３
５ａ’　〜３５ｎ’　、ＰＷＭ回路３７ａ　〜３７ｎお
よび３７ａ′〜３７ｎ′　は、電子ビーム流制御背面電
極４１の導電板４１ａ　〜４１ｎおよび４１ａ’　〜４
１ｎ’　に対応してそれぞれ設けられている（図面で１
組のみを記載している）。基本駆動回路に入力されたＲ
９Ｇ、　　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３１ａ
〜３１ｎおよび３１ａ′〜３１ｎ′でサンプルホールド
された後、メモリ３２ａ〜３２ｎおよび３２ａ′〜３２
ｎ′に転送される。この場合、メモリ３２ａ〜３２ｎお
よび３２ａ′〜ｂ モリし、上下に分割された電子ビーム流制御背面電極４
１の導電板４１ａ〜４１ｎおよび４１ａ′〜４１ｎに対
応した画面位置の信号をそれぞれメモリ３２ａ〜３２ｎ
および３２ａ′〜３２ｎ′から読み出し、スイッチ３５
ａ　〜３５ｎおよび３５ａ’　〜３５ｎ　　、ＰＷＭ回
路３７ａ〜３７ｎおよび３７ａ′〜３７ｎ′に送られて
、電子ビーム流制御背面電極４１の導電板４１ａ〜４１
ｎおよび４１ａ　　〜４１ｎ′に別々の信号が同時に印
加される。そして、線陰極駆動回路４３において垂直同
期信号Ｖと水平同期信号Ｈを用いて作られた線陰極駆動
パルス（イ〜ヨ）および（イ′〜ヨ′）によって、電子
ビーム流制御背面電極４１の導電板４１ａ　〜４１ｎお
よび４１ａ’　〜４Ｉｎ’それぞれに対応した線陰極が
電子を放出し、水平偏向、垂直偏向を受けた後、スクリ
ーン２３には、画面の上下で同時に２本のラインが発光
することになる。

したがって、従来の１画面をライン１本づつ垂直偏向す
る方式に比べて、ライン２本づつ同時に垂直偏向する本
方式のものは、電子ビームを２倍の時間、スクリーン２
３に照射させることができ、蛍光体の飽和を無視すると
、従来の２倍の輝度の画像を表示できる。

なお、本実施例では、ビーム流制御背面電極４１を上下
２つに分割したが、さらに複数の分割をしても良い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電子ビームの量を制御す
るビーム流制御背面電極を垂直方向に複数に分割するこ
とによって、スクリーンに複数のラインを照射すること
が可能になる。したがって、電子ビームがスクリーンの
１つの蛍光体を照射する時間が長くなり、画面の輝度を
高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
構造を示す分解斜視図、第２図および第３図は同画像表
示装置の基本駆動回路図を示すブロック図および各部の
波形図、第４図は従来の画像表示装置の基本構造を示す
分解斜視図、第５図はスクリーンの拡大図、第６図およ
び第７図は従来の画像表示装置の基本駆動回路図を示す
ブロック図および各部の波形図、第８図は各種波形のタ
イミング図である。 ３・・・ビーム引き出し電極、７・・・水平偏向電極、
８・・・垂直偏向電極、２３・・・スクリーン、４Ｉ・
・・電子ビーム流制御背面電極、４２・・・線陰極、４
３・・・線陰極駆動回路。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 勺ト鷺円 ハ 第 図 ε 第２図 ２σ 第Ｓ図 ハ 第 ７図

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
   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ごとに分離して上記スクリー
   ンに照射する分離手段と、上記ビームを上記スクリーン
   に至るまでの間で垂直方向およ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電子ビー
   ム流制御電極とを備え、上記電子ビーム流制御背面電極
   を垂直方向に分割したことを特徴とする画像表示装置。