JPH045310B2

JPH045310B2 -

Info

Publication number: JPH045310B2
Application number: JP59047515A
Authority: JP
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1992-01-31
Also published as: JPS60191570A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野映像信号の輝度レベルによつてパルス幅変調し
た信号を印加して電子ビームの通過時間を制御
し、全体としてテレビジヨン画像を表示する装置
に関する。

従来例の構成とその問題点従来、カラーテレビジヨン画像表示用の表示素
子としては、ブラウン管が主として用いられてい
るが、従来のブラウン管では画面の大きさに比し
て奥行きが非常に長く、薄形のテレビジヨン受像
機を作成することは不可能であつた。また、平板
状の表示素子として最近EL表示素子、プラズマ
表示装置、液晶表示素子等が開発されているが、
いずれも輝度、コントラスト、カラー表示等の性
能の面で不十分であり、実用化されるには至つて
いない。

そこで電子ビームを用いて平板状の表示装置を
達成するものとして、本出願人は特願昭56−
20618号（特開昭57−135590号公報）により、新
規な表示装置を提案した。

これは、スクリーン上の画面を垂直方向に複数
の区分に区分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ヨン画像を表示するもの
である。

まず、ここで用いられる画像表示素子の基本的
な一構成例を第１図に示して説明する。この表示
素子は、後方から前方に向つて順に、背面電極
１、ビーム源としての線陰極２、垂直集束電極
３，３′、垂直偏向電極４、ビーム流制御電極５、
水平集束電極６、水平偏向電極７、ビーム加速電
極８およびスクリーン板９が配置されて構成され
ており、これらが扁平なガラスバルブ（図示せ
ず）の真空になされた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架
されており、かかる線陰極２が適宜間隔を介して
垂直方向に複数本（図では２ａ〜２ｄの４本のみ
示している）設けられている。この実施例では15
本設けられているものとする。それらを２ａ〜２
_ｐとする。これらの線陰極２はたとえば10〜20μφ
のタングステン線の表面に熱電子放出用の酸化物
陰極材料が塗着されて構成されている。そして、
これらの線陰極２ａ〜２ｏは電流が流されること
により熱電子ビームを発生しうるように加熱され
ており、後述するように、上記の線陰極２ａから
順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、その一定時間電子ビー
ムを放出すべく制御される線陰極以外の他の線陰
極からの電子ビームの発生を抑止し、かつ、発生
された電子ビームを前方向だけに向けて押し出す
作用をする。この背面電極１はガラスバルブの後
壁の内面に付着された導電材料の塗膜によつて形
成されていてもよい。また、これら背面電極１と
線陰極２とのかわりに、面状の電子ビーム放出陰
極を用いてもよい。

垂直集束電極３は線陰極２ａ〜２_pそれぞれと
対向する水平方向に長いスリツト１０を有する導
電板１１であり、線陰極２から放出された電子ビ
ームをそのスリツト１０を通して取り出し、か
つ、垂直方向に集束させる。水平方向１ライン分
（360絵素分）の電子ビームを同時に取り出す。図
では、そのうちの水平方向の１区分のもののみを
示している。スリツト１０は途中に適宜の間隔で
桟が設けられていてもよく、あるいは、水平方向
に小さい間隔（ほとんど接する程度の間隔）で多
数個並べて設けられた貫通孔の列で実質的にスリ
ツトとして構成されてもよい。垂直集束電極３′
も同様のものである。

垂直偏向電極４は上記スリツト１０のそれぞれ
の中間の位置に水平方向にして複数個配置されて
おり、それぞれ、絶縁基板１２の上面と下面とに
導電体１３，１３′が設けられたもので構成され
ている。そして、相対向する導電体１３，１３′
の間に垂直偏向用電圧が印加され、電子ビームを
垂直方向に偏向する。この実施例では、一対の導
電体１３，１３′によつて１本の線陰極２からの
電子ビームを垂直方向に16ライン分の位置に偏向
する。そして16個の垂直偏向電極４によつて15本
の線陰極２のそれぞれに対応する15対の導電体対
が構成され、結局、スクリーン９上に240本の水
平ラインを描くように電子ビームを偏向する。

次に、制御電極５はそれぞれが垂直方向に長い
スリツト１４を有する導電板１５で構成されてお
り、所定間隔をあけて水平方向に複数個並設され
ている。この実施例では180本の制御電極用導電
板１５−１〜１５−ｎが設けられている（図では
９本のみ示している）。この制御電極５はそれぞ
れが電子ビームを水平方向に２絵素分ずつに区分
して取り出し、かつその通過量をそれぞれの絵素
を表示するための映像信号に従つて制御する。従
つて、制御電極５用導電板１５−１〜１５−ｎを
180本設ければ水平１ライン分当り360絵素を表示
することができる。また、映像をカラーで表示す
るために、各絵素はＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体で
表示することとし、各制御電極５には２絵素分の
Ｒ，Ｇ，Ｂの各映像信号が順次加えられる。ま
た、180本の制御電極５用導電板１５−１〜１５
−ｎのそれぞれには１ライン分の180組（１組あ
たり２絵素）の映像信号が同時に加えられ、１ラ
イン分の映像が一時に表示される。

水平集束電極６は制御電極５のスリツト１４と
相対向する垂直方向に長い複数本（180本）のス
リツト１６を有する導電板１７で構成され、水平
方向に区分されたそれぞれの絵素毎の電子ビーム
をそれぞれ水平方向に集束して細い電子ビームに
する。

水平偏向電極７は上記スリツト１６のそれぞれ
の両側の位置に垂直方向にして複数本配置された
導電板１８，１８′で構成されており、それぞれ
の電極１８，１８′に６段階の水平偏向用電圧が
印加されて、各絵素毎の電子ビームをそれぞれ水
平方向に偏向し、スクリーン９上で２組のＲ，
Ｇ，Ｂの各蛍光体を順次照射して発光させるよう
にする。その偏向範囲は、この実施例では各電子
ビーム毎に２絵素分の幅である。

加速電極８は垂直偏向電極４と同様の位置に水
平方向にして設けられた複数個の導電板１９で構
成されており、電子ビームを充分なエネルギーで
スクリーン９に衝突させるように加速する。

スクリーン９は電子ビームの照射によつて発光
される蛍光体２０がガラス板２１の裏面に塗布さ
れ、また、メタルバツク層（図示せず）が付加さ
れて構成されている。蛍光体２０は制御電極５の
１つのスリツト１４に対して、すなわち水平方向
に区分された各１本の電子ビームに対して、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３色の蛍光体が２対ずつ設けられてお
り、垂直方向にストライプ状に塗布されている。
第１図中でスクリーン９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
方向での区分を示し、２点鎖線は複数本の制御電
極５のそれぞれに対応して表示される水平方向で
の区分を示す。これら両者で仕切られた１つの区
画には、第２図に拡大して示すように、水平方向
では２絵素分のＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体２０があり、
垂直方向では16ライン分の幅を有している。１つ
の区画の大きさは、たとえば、水平方向が１mm、
垂直方向が９mmである。

なお、第１図においては、わかり易くするため
に水平方向の長さが垂直方向に対して非常に大き
く引き伸ばして描かれている点に注意されたい。

また、この実施例では１本の制御電極５すなわ
ち１本の電子ビームに対してＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体
２０が２絵素分の１対のみ設けられているが、も
ちろん、１絵素あるいは３絵素以上設けられてい
てもよくその場合には制御電極５には１絵素ある
いは３絵素以上のためのＲ，Ｇ，Ｂ映像信号が順
次加えられ、それと同期して水平偏向がなされ
る。

次に、この表示素子にテレビジヨン映像を表示
するための駆動回路の基本構成および各部の波形
を第３図に示して説明する。最初に、電子ビーム
をスクリーン９に照射してラスターを発光させる
ための駆動部分について説明する。

電源回路２２は表示素子の各電極に所定のバイ
アス電圧（動作電圧）を印加するための回路で、
背面電極１には−V₁、垂直集束電極３，３′には
V₃，V₃′、水平集束電極６にはV₆、加速電極８に
はV₈、スクリーン９にはV₉の直流電圧を印加す
る。

次に、入力端子２３にはテレビジヨン信号の複
合映像信号が加えられ、同期分離回路２４で垂直
同期信号Ｖと水平同期信号Ｈとが分離抽出され
る。

垂直偏向駆動回路４０は、垂直偏向用カウンタ
２５、垂直偏向信号記憶用のメモリ２７、デイジ
タル−アナログ変換器３９（以下Ｄ−Ａ変換器と
いう）によつて構成される。垂直偏向駆動回路４
０の入力パルスとしては、第４図に示す垂直同期
信号Ｖと水平同期信号Ｈを用いる。垂直偏向用カ
ウンタ２５（８ビツト）は、垂直同期信号Ｖによ
つてリセツトされて水平同期信号Ｈをカウントす
る。この垂直偏向用カウンタ２５は垂直周期のう
ちの垂直帰線期間を除いた有効走査期間（ここで
は240H分の期間とする）をカウントし、このカ
ウント出力はメモリ２７のアドレスへ供給され
る。メモリ２７からは各アドレスに応じた垂直偏
向信号のデータ（ここでは10ビツト）が出力さ
れ、Ｄ−Ａ変換器３９で第４図（第３図bD）に
示すｖ，v′の垂直偏向信号に変換される。この回
路では240H分のそれぞれのラインに対応する垂
直偏向信号を記憶するメモリアドレスがあり、
16H分ごとに規則性のあるデータをメモリに記憶
させることにより、16段階の垂直偏向信号を得る
ことができる。

一方、線陰極駆動回路２６は垂直同期信号Ｖと
垂直偏向用カウンタ２５の出力を用いて線陰極駆
動パルスａ〜ｏを作成する。第５図ａは垂直同期
信号Ｖ、水平同期信号Ｈおよび垂直偏向用カウン
タ２５の下位５ビツトの関係を示す。第５図ｂは
これら各信号を用いて16Hごとの線陰極駆動パル
スa′〜o′をつくる方法を示す。第５図で、LBSは
最低ビツトを示し、（LSB＋１）はLSBより１つ
上位のビツトを意味する。最初の線陰極駆動パル
スa′は垂直同期信号Ｖと垂直偏向用カウンタ２５
の出力（LSB＋４）を用いてＲ−Ｓフリツプフ
ロツプなどで作成することができ、線陰極駆動パ
ルスb′〜o′はシフトレジスタを用いて、線陰極駆
動パルスa′を垂直偏向用カウンタ２５の出力
（LSB＋３）の反転したものをクロツクとし転送
することにより得ることができる。この駆動パル
スa′〜o′は反転されて各パルス期間のみ低電位に
され、それ以外の期間には約20ボルトの高電位に
された線陰極駆動パルスａ〜ｏに変換され（第３
図bE）、各線陰極２ａ〜２_pに加えられる。

各線陰極２ａ〜２_pはその駆動パルスａ〜ｏの
高電位の間に電流が流されて加熱されており、駆
動パルスａ〜ｏの低電位期間に電子を放出しうる
ように加熱状態が保持される。これにより、15本
の線陰極２ａ〜２_pからはそれぞれに低電位の駆
動パルスａ〜ｏが加えられた16H期間にのみ電子
が放出される。高電位が加えられている期間に
は、背面電極１と垂直集束電極３とに加えられて
いるバイアス電圧によつて定められた線陰極２の
位置における電位よりも線陰極２ａ〜２_pに加え
られている高電位の方がプラスになるために、線
陰極２ａ〜２_pからは電子が放出されない。かく
して、線陰極２においては、有効垂直走査期間の
間に、上方の線陰極２ａから下方の線陰極２_pに
向つて順に16H期間ずつ電子が放出される。放出
された電子は背面電極１により前方の方へ押し出
され、垂直集束電極３のうち対向するスリツト１
０を通過し、垂直方向に集束されて、平板状の電
子ビームとなる。

次に、線陰極駆動パルスａ〜ｏと垂直偏向信号
ｖ，v′との関係について、第６図を用いて説明す
る。垂直偏向信号ｖ，v′は各線陰極パルスａ〜ｏ
の16H期間の間に1H分ずつ変化して16段階に変
化する。垂直偏向信号ｖとv′とはともに中心電圧
がV₄のもので、ｖは順次増加し、v′は順次減少
してゆくように、互いに逆方向に変化するように
なされている。これら垂直偏向信号ｖとv′はそれ
ぞれ垂直偏向電極４の電極１３と１３′に加えら
れ、その結果、それぞれの線陰極２ａ〜２_pから
発生された電子ビームは垂直方向に16段階に偏向
され、先に述べたようにスクリーン９上では１つ
の電子ビームで16ライン分のラスターを上から順
に順次１ライン分ずつ描くように偏向される。

以上の結果、15本の線陰極２ａ〜２_pの上方の
ものから順に16H期間ずつ電子ビームが放出さ
れ、かつ各電子ビームは垂直方向の15の区分内で
上方から下方に順次１ライン分ずつ偏向されるこ
とによつて、スクリーン９上では上端の第１ライ
ン目から下端の240ライン目まで順次１ライン分
ずつ電子ビームが垂直偏向され、合計240ライン
のラスターが描かれる。

このように垂直偏向された電子ビームは制御電
極５と水平集束電極６とによつて水平方向に180
の区分に分割されて取り出される。第１図ではそ
のうちの１区分のものを示している。この電子ビ
ームは各区分毎に、制御電極５によつて通過量が
制御され、水平集束電極６によつて水平方向に集
束されて１本の細い電子ビームとなり、次に述べ
る水平偏向手段によつて水平方向に６段階に偏向
されてスクリーン９上の２絵素分のＲ，Ｇ，Ｂ各
蛍光体２０に順次照射される。第２図に垂直方向
および水平方向の区分を示す。制御電極５のそれ
ぞれ１５−１〜１５−ｎに対応する蛍光体は２絵
素分のＲ，Ｇ，Ｂとなるが説明の便宜上、１絵素
をR₁，G₁，B₁とし他方をR₂，G₂，B₂とする。

つぎに、水平偏向駆動回路４１は、水平偏向用
カウンタ２８（11ビツト）、水平偏向信号を記憶
しているメモリ２９、Ｄ−Ａ変換器３８から構成
されている。水平偏向駆動回路４１の入力パルス
は第７図に示すように垂直同期信号Ｖと水平同期
信号Ｈに同期し、水平同期信号Ｈの６倍のくり返
し周波数のパルス6Hを用いる。水平偏向用カウ
ンタ２８は垂直同期信号Ｖによつてリセツトされ
て水平の６倍パルス6Hをカウントする。この水
平偏向用カウンタ２８は1Hの間に６回、1Vの間
に240H×６／Ｈ＝1440回カウントし、このカウ
ント出力はメモリ２９のアドレスへ供給される。
メモリ２９からはアドレスに応じた水平偏向信号
のデータ（ここでは８ビツト）が出力され、Ｄ−
Ａ変換器３８で、第７図（第３図bC）に示すｈ，
h′のような水平偏向信号に変換される。この回路
では６×240ライン分のそれぞれに対応する水平
偏向信号を記憶するメモリアドレスがあり、１ラ
インごとに規則性のある６個のデータをメモリに
記憶させることにより、1H期間に６段階波の水
平偏向信号を得ることができる。

この水平偏向信号は第７図に示すように６段階
に変化する一対の水平偏向信号ｈとh′であり、と
もに中心電圧がV₇のもので、ｈは順次減少し、
h′は順次増加してゆくように、互いに逆方向に変
化する。これら水平偏向信号ｈ，h′はそれぞれ水
平偏向電極７の電極１８と１８′とに加えられる。
その結果、水平方向に区分された各電子ビームは
各水平期間の間にスクリーン９のＲ、Ｇ，Ｂ，
Ｒ，Ｇ，Ｂ（R₁，G₁，B₁，R₂，G₂，B₂）の蛍光
体に順次Ｈ／６ずつ照射されるように水平偏向さ
れる。かくして、各ラインのラスターにおいては
水平方向180個の各区分毎に電子ビームがR₁、
G₁，B₁，R₂，G₂，B₂の各蛍光体２０に順次照射
される。

そこで各ラインの各水平区分毎に電子ビームを
R₁，G₁，B₁，R₂，G₂，B₂の映像信号によつて変
調することにより、スクリーン９の上にカラーテ
レビジヨン画像を表示することができる。

次に、その電子ビームの変調制御部分について
説明する。まず、テレビジヨン信号入力端子２３
に加えられた複合映像信号は色復調回路３０に加
えられ、ここで、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの色差信号が復
調され、Ｇ−Ｙの色差信号がマトリクス合成さ
れ、さらに、それらが輝度信号Ｙと合成されて、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号（以下Ｒ，Ｇ，Ｂ映像信
号という）が出力される。それらのＲ，Ｇ，Ｂ各
映像信号は180組のサンプルホールド回路３１−
１〜３１−ｎに加えられる。各サンプルホールド
回路３１−１〜３１−ｎはそれぞれR₁用、G₁用、
B₁用、R₂用、G₂用、B₂用の６個のサンプルホー
ルド回路を有している。それらのサンプルホール
ド出力は各々保持用のメモリ３２−１〜３２−ｎ
に加えられる。

一方、基準クロツク発振器３３はPLL（フエー
ズロツクドループ）回路等により構成されてお
り、この実施例では色副搬送波f_scの６倍の基準
クロツク6f_scと２倍の基準クロツク2f_scを発生す
る。その基準クロツクは水平同期信号Ｈに対して
常に一定の位相を有するように制御されている。
基準クロツク2f_scは偏向用パルス発生回路４２に
加えられ、水平同期信号Ｈの６倍の信号6HとH/
６ごとの信号切替パルスr₁，g₁，b₁，r₂，g₂，b₂
（第３図bB）のパルスを得ている。一方基準クロ
ツク6f_scはサンプリングパルス発生回路３４に加
えられ、ここでシフトレジスタにより、クロツク
１周期ずつ遅延されるなどして、水平周期
（63.5μsec）のうちの有効水平走査期間（約
50μsec）の間に1080個のサンプリングパルス
R₁₁，G₁₁，B₁₁，R₁₂，G₁₂，B₁₂，R₂₁，G₂₁，
B₂₁，R₂₂，G₂₂，B₂₂〜Rn₁，Gn₁，Bn₁，Rn₂，
Gn₂，Bn₂（第３図bA）が順次発生され、その後
に１個の転送パルスｔが発生される。このサンプ
リングパルスR₁₁Bn₂は表示すべき映像の１ライ
ン分を水平方向360の絵素に分割したときのそれ
ぞれの絵素に対応し、その位置は水平同期信号Ｈ
に対して常に一定になるように制御される。

この1080個のサンプリングパルスR₁₁〜Rn₂が
それぞれ180組のサンプルホールド回路３１−１
〜３１−ｎに６個ずつ加えられ、これによつて各
サンプルホールド回路３１−１〜３１−ｎには１
ラインを180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。そのサ
ンプルホールドされた180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180組のメモリ３２−１〜３２−ｎ
に転送パルスｔによつて一斉に転送され、ここで
次の一水平期間の間保持される。この保持された
R₁，G₁，B₁，R₂，G₂，B₂の信号はスイツチング
回路３５−１〜３５−ｎに加えられる。スイツチ
ング回路３５−１〜３５−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
順次切換えて出力する共通出力端子とを有するト
ライステートあるいはアナログゲートにより構成
されたものである。

各スイツチング回路３５−１〜３５−ｎの出力
は180組のパルス幅変調（PWM）回路３７−１
〜３７−ｎに加えられ、ここで、サンプルホール
ドされたR₁，G₁，B₁，R₂，G₂，B₂映像信号の大
きさに応じて基準パルス信号がパルス幅変調され
て出力される。その基準パルス信号のくり返し周
期は上記の信号切換パルスr₁，g₁，b₁，r₂，g₂，
b₂のパルス幅よりも充分小さいものであることが
望ましく、たとえば、１：10〜１：100程度のも
のが用いられる。

このパルス幅変調回路３７−１〜３７−ｎ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５の180本の導電板１５−１
〜１５−ｎにそれぞれ個別に加えられる。各スイ
ツチング回路３５−１〜３５−ｎはスイツチング
パルス発生回路３６から加えられるスイツチング
パルスr₁，g₁，b₁，r₂，g₂，b₂によつて同時に切
換制御される。スイツチングパルス発生回路３６
は先述の偏向用パルス発生回路４２からの信号切
換パルスr₁，g₁，b₁，r₂，g₂，b₂によつて制御さ
れており、各水平期間を６分割してＨ／６ずつス
イツチング回路３５−１〜３５−ｎを切換え、
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３７−１〜３
７−ｎに供給するように切換信号r₁，g₁，b₁，
r₂，g₂，b₂を発生する。

ここで注意すべきことは、スイツチング回路３
５−１〜３５−ｎにおけるR₁，G₁，B₁，R₂，
G₂，B₂の映像信号の供給切換えと、水平偏向駆
動回路４１による電子ビームR₁，G₁，B₁，R₂，
G₂，B₂の蛍光体への照射切換え水平偏向とが、
タイミングにおいても順序においても完全に一致
するように同期制御されていることである。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映像信
号によつて制御され、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の映像信号によつてそれぞ
れ制御されることになり、各絵素が入力の映像信
号に従つて発光表示されるのである。かかる制御
が１ライン分の180組（各２絵素づつ）について
同時に行われて１ライン360絵素の映像が表示さ
れ、さらに240分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９上に１つの映像
が表示されることになる。

そして、以上の如き諸動作が入力テレビジヨン
信号の１フイールド毎にくり返され、その結果、
通常のテレビジヨン受像機と同様にスクリーン９
上に動画のテレビジヨン映像が映出される。

ところで、以上のような画像表示装置におい
て、スクリーン上に表示される輝度は制御電極５
に加えられるパルス幅で制御され、その最大パル
ス幅は有限である為、平均輝度部の階調性を良く
しようとした場合、映像の白ピーク部はリミツト
され、通常のブラウン管より白のきわだちが損わ
れることが多いという問題点があつた。

発明の目的本発明は、このような従来の欠点を除去し、映
像信号の白ピーク時にはパルス幅変調に加えて線
陰極から蛍光体に到達する電子ビームを増加して
白ピーク部の輝度を上げてクオリテイの良い白を
再生できる画像表示装置を提供することを目的と
する。

発明の構成本発明による画像表示装置は、パルス幅変調回
路の出力パルス幅が後縁あるいは前縁固定とし、
この固定されたタイミングから映像信号の輝度レ
ベルが上るに従つてパルス幅が伸びるようにした
時、映像信号の白ピーク部は決つたタイミング迄
パルス幅が伸びる点に着目し、このパルス幅が最
大近くまで伸びるタイミングにおいて線陰極の周
りの電位分布を線陰極からのエミツシヨン電流が
増加するように垂直集束電極あるいは背面電極の
印加電圧を制御して線陰極から蛍光体に到達する
電子ビームを増加させ映像信号の白ピーク部のみ
輝度をアツプさせるように構成したものである。

実施例の説明以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第８図は本発明の動作を説明するための波形
図である。第８図において、Ｈと6Hについては
第７図と同じものである。PWMの波形は第１図
のビーム電流制御電極５に加えられる電圧波形で
あり、“Ｌ”レベルでは蛍光体２０に到達する電
子ビームはカツトオフし、“Ｈ”レベルで電子ビ
ームを通過させる。そして、そのパルス幅で電子
ビームの通過時間をコントロールするものであ
り、表示する映像の輝度が明るい時はパルス幅は
広くなり、暗い時には点線で示す如くパルス幅は
狭くなる。第８図においては、上記パルス幅の後
縁が固定されているとする。

第９図は映像信号の輝度レベルにより前記ビー
ム電流制御電圧５に加えられるPWM波形のパル
ス幅が変調され、それによる輝度特性を示すもの
である。第１図の背面電極１、垂直集束電極３，
３′の電極電圧としてそれぞれ一定の固定電圧を
供給した場合は、蛍光体２０に到達する電子ビー
ムはPWMのパルス幅で制御される為、PWMの
パルス幅に対する輝度特性は第９図ａのグラフの
実線で示すような直線的なものとなる。従つて白
ピーク部の輝度はL₁で制限される。ところで線
陰極２から引き出される電子ビーム量は背面電極
１及び垂直集束電極３に加えられる電圧で決定さ
れ、一般的には安定した輝度特性を得る為、空間
電荷制限領域で使われる。更に線陰極２の寿命の
面からもエミツシヨン電流は最大ではなく少し抑
えた点で背面電極１及び垂直集束電極３の動作電
圧が決められている。よつて輝度特性だけからみ
れば背面電極１あるいは垂直集束電極３の動作電
圧をかえることにより輝度アツプが図れる。第８
図では映像信号の白ピーク部のタイミングでのみ
垂直集束電極３の電圧V₃をV_LからV_Hへもち上げ
て線陰極２からのエミツシヨン電流を増大させる
ことにより、また垂直集束電極３のスリツトを通
過する電子ビームを増やしてやることにより、蛍
光体２０に到達する電子ビームを増大させ、その
結果白ピーク部での輝度アツプを実現している。

第１０図はそれを実現する為のエミツシヨン電
流制御回路の回路例であり、以下第８図の動作波
形と第９図の輝度特性図とあわせて説明する。第
１０図で、４３は垂直集束電極３に電圧を供給す
る為の電源の入力端子、４４は垂直集束電極３へ
電圧を供給する出力端子で、第８図ではその電圧
をV₃又はV₃′で示している。４５はトランジスタ
４６のベースバイアスを与える為の電源の入力端
子であり、トランジスタ４６のベース電圧は抵抗
４７，４８で分割される電圧が供給される。その
電圧をV_rとする。４９は第８図で6Hのパルスの
入力する入力端子で、これに入力したパルスはト
ランジスタ４６と差動ペアを組むトランジスタ５
０のベースに入力される。５１，５２はそれぞれ
I₁及びI₂なる電流源である。上記V_rを入力端子４
９への入力パルス6Hのハイレベルとローレベル
の中点に設定すれば、6Hパルスのローレベルの
期間でトランジスタ５０はオフとなり、出力端子
４４の出力はトランジスタ５３のベース電流を無
視すれば電源入力端子４３の電圧よりトランジス
タ５３のベース・エミツタ電圧（約0.7V）だけ
低い電圧に充電される。その電圧を第８図では
V_Hとしている。6Hパルスのハイレベルの期間、
すなわち第８図でPWMのパルス幅変調期間はト
ランジスタ５０がオンとなり、電流I₁が抵抗５４
を通つて流れる結果、その電圧降下分だけトラン
ジスタ５３のベース電圧は下がり、ひいては出力
端子４４の電圧を下げる。この時、垂直集束電極
３の容量の為にすぐには下らず徐々に第８図V₃
の如く下る。この立下りの時定数は電流源５２の
電流値I₂で決めることができる。V₃の波形は6H
パルスに同期した一定周期の信号であつて、第８
図に示すV_Lのレベルを前記通常の垂直集束電極
電圧としている。このV₃に対してPWM信号は次
のような関係にある。つまり、輝度レベルが高く
なつてPWM信号がＨになるタイミングt_Hにおい
て、V₃がV_Hになるようにすれば、V₃の電圧が高
くなる点で電子ビーム量が増加する結果PWMの
パルス幅による輝度特性は第９図の一点鎖線で示
すようになり、白ピーク点ではL₁からL₂輝度ア
ツプする。第９図の輝度アツプの立上り点PW１
については前記電流源５２の電流値により設計上
適宜選択すればよい。

本実施例では、垂直集束電極３の電圧を変化し
ているが、線陰極２の周りの電位分布は背面電極
１と垂直集束電極３の間の電圧関係で決るので、
背面電極１の電圧を、あるいは背面電極１と垂直
集束電極３の電圧を同時に第８図のように変化さ
せてもよいことは明らかである。

発明の効果以上のように本発明によれば、第９図の輝度特
性図に示す如く白ピーク部でのみ輝度をアツプで
き、パルス幅変調で最大輝度が制限されるような
方式の輝度アツプには非常に有効であり、表示画
像の質としてはより白らしい白が再現される。

更に、本発明によれば、白ピーク部のみで線陰
極からのエミツシヨン電流が増えるので、線陰極
の寿命の劣化も少いという効果がある。

【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
置に用いられる画像表示素子の分解斜視図、第２
図は同画像表示素子の蛍光面の拡大図、第３図は
同画像表示素子を駆動するために本発明に先立つ
て考案された駆動回路のブロツク図および各部の
波形図、第４図、第５図、第６図、第７図はそれ
ぞれ同駆動回路の動作を説明するための各部の詳
細波形図、第８図は本発明の一実施例における画
像表示装置の動作を説明するための波形図、第９
図は効果を示す輝度特性図、第１０図は本発明の
一実施例におけるエミツシヨン電流制御回路の回
路図である。１……背面電極、２，２ａ〜２_p……線陰極、
３，３′……垂直集束電極、４……垂直偏向電極、
５……ビーム流制御電極、７……水平偏向電極、
９……スクリーン板、１０……スリツト、２０…
…蛍光体、２２……電源回路、２４……同期分離
回路、２５……垂直偏向用カウンタ、２６……線
陰極駆動回路、２７……メモリ、２８……水平偏
向用カウンタ、２９……メモリ、３０……色復調
回路、３１−１〜３１−ｎ……サンプルホールド
回路、３２−１〜３２−ｎ……メモリ、３３……
基準クロツク発振器、３４……サンプリングパル
ス発生回路、３５−１〜３５−ｎ……スイツチン
グ回路、３６……スイツチングパルス発生回路、
３７−１〜３７−ｎ……PWM回路、３８……
Ｄ／Ａ変換器、３９……Ｄ／Ａ変換器、４０……
垂直偏向駆動回路、４１……水平偏向駆動回路、
４２……偏向用パルス発生回路、４３……電源入
力端子、４４……垂直集束電圧出力端子、４９…
…6Hパルス入力端子、５１，５２……電流源。

Claims

【特許請求の範囲】

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電子ビーム源として
の線陰極と、この電子ビームの発生量を制御する
背面電極と、上記電子ビーム源で発生された電子
ビームを水平方向に複数に区分した各水平区分毎
に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、基準パルス信号のパルス幅の後
縁あるいは前縁を固定とし、この固定されたタイ
ミングから映像信号の輝度レベルが上がるに従つ
てパルス幅が伸びるように前記基準パルス信号を
変調して出力するパルス幅変調回路と、このパル
ス幅変調出力信号により前記電子ビームの通過時
間を制御するビーム電流制御電極と、前記電子ビ
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、前記パルス幅変調出力信号のパルス
幅が最大近くまで伸びるタイミングにおいて前記
線陰極のエミツシヨン電流が増加するように前記
集束電極あるいは前記背面電極の印加電圧を制御
するエミツシヨン電流制御回路とを設けた画像表
示装置。