JPH0817469B2

JPH0817469B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH0817469B2
Application number: JP134290A
Authority: JP
Inventors: 桂一大竹
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-01-08
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH03206784A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、スクリーンの両面を垂直および水平方向に
複数区分づつに分割し、各区分毎に電子ビームを発生
し、かつ各区分内で偏向、制御することにより画像を表
示する画像表示装置に関する。

従来の技術従来、カラーテレビジヨン画像表示用の表示素子とし
ては、陰極線管が主として用いられているが、従来の陰
極線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エレクトロル
ミネセンス（EL）表示素子，プラブマ表示装置，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すべての面に同時に十分満足
のいく表示装置には至つていない。

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）及び特開昭58−89429号（特開
昭59−215191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、各垂直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する。さらに、スクリー
ン上の画面を水平方向に複数の区分に分割して各区分毎
にR,G,B等の蛍光体を順次発光させるようにし、そのR,
G,B等の蛍光体への電子ビームの照射量をカラー映像信
号によつて制御するようにして、全体としてテレビジヨ
ン画像を表示するものである。

しかしながら、上記の画像表示装置は構造が複雑であ
り、組立て工程において要求される精度の高さ、材料費
の高さ、基本性能などから実用化は困難であつた。そこ
で、本出願人は、上記問題を解決すべく新たな構造の画
像表示装置を提案した。これは、先の画像表示装置より
電極構造を簡略化し、それぞれの電極がそれ独自の目的
には非常に良く作用し、それ以外の事に関してはあまり
影響しないというすぐれたものである。

以下その構成を第３図〜第６図をもちいて簡単に説明
する。

第３図は画像表示素子の基本的な一構成例である。第
３図において、１は背面電極、２はビーム源としての線
陰極、３はビーム引出し電極で、以上の３つの電極の電
位関係によつて電子ビームが前面へ導かれる。４はビー
ム流制御電極で、各絵素の発光量を制御できるように水
平方向に複数に分割されている。ビーム流制御電極４で
発光量が制御された上記電子ビームは集束電極５で所望
のビームサイズに絞られて、水平偏向電極6,垂直偏向電
極７によつて、それぞれ水平方向、垂直方向に偏向さ
れ、スクリーン板８上の蛍光体９に照射してラスターと
なる。上記ラスターが映像信号から作られた各制御信号
によつてうまくスクリーン板８上に並び、全体として１
枚の画像を映し出す。

次に、ビーム流制御および水平偏向動作について説明
する。第４図は上記画像表示素子に画像を表示するため
の駆動回路の基本構成図、第５図は各部の波形図であ
る。第４図において、まず、信号入力端子23R,23G,23B
に加えられたR,G,Bの各原色信号（以下、R,G,B映像信号
と称す）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〜31n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。サンプリングパルス発生回路
34は、水平周期（63.5μsec）のうちの有効水平走査期
間（約50μsec）に、上記120組のサンプルホールド回路
31a〜31nが有するそれぞれのR₁用,G₁用,B₁用,R₂用,G
₂用,B₂用のサンプルホールド回路に対応する120×６＝7
20個のサンプリングパルスR_a1〜B_n2（第５図Ａ）を順次
発生する。この720個のサンプリングパルスR_a1〜B_n2が1
20組のサンプルホールド回路31a〜31nのそれぞれに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
a〜31n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。そのサンプルホール
ドされた120組のR₁,G₁,B₁,R₂,G₂,B₂の映像信号は１ライ
ン分のサンブルホールド終了後に120組のメモリ32a〜32
nに転送パルスｔ（第５図Ａ）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120個のスイツチング回
路35a〜35nに加えられる。スイツチング回路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
を順次切換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ある。各スイツチング回路35a〜3
5n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（第５図Ｂ）によつ
て同時に切換制御される。スイツチングパルスr₁,g₁,
b₁,r₂,g₂,b₂は各水平期間を６分割してH/6ずつスイツチ
ング回路35a〜35n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37a
〜37nに供給するように切換信号r₁,g₁,b₁,r₂,g₂,b₂を発
生する。

各スイツチング回路35a〜35nの出力は120組のパルス
幅変調（PWM）回路37a〜37n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ビーム流制御電極４の12
0本の導電板15a〜15nにそれぞれ個別に加えられる。

ここで注意すべきことは、スイツチング回路35a〜35n
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（第４図の41に相当）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120組
（各２絵素づつ）について同時に行なわれて１ライン24
0絵素の映像が表示され、さらに240本のラインについて
上方のラインから順次行なわれて、スクリーン８上に１
つの画像が表示されることになる。

そして、以上のような諸動作が入力映像信号の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８上に動画の画像が映出され
る。

水平偏向動作については、次の通りである。

偏向電圧波形発生回路40は、水平偏向駆動回路である
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）41、偏向電圧波形記憶用メモリ（以下偏向メ
モリ）42、デジタル−アナログ変換器（以下D/A変換
器）43h,43vによつて構成され、垂直偏向信号v,v′およ
び水平偏向信号h,h′を発生する。本実施例において
は、垂直偏向信号に関して、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させるメモリアドレスエ
リアが２組あり、8H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、８段階の垂直偏向信号を２
フイールド分得ることができる。また、水平偏向信号に
対しては、以下に述べるように、1H期間内に６段階に電
子ビームを水平偏向させる必要があるため、1Hの間に６
個、1Vの間に240H×6/H＝1440個のそれぞれの水平偏向
波形に対応するメモリアドレスエリアがあり、1H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、６段階波の水平偏向信号を得ることができる。

ここで、この画像表示装置に必要な基本クロツクは、
水平同期信号Ｈと垂直同期信号Ｖによつてタイミングを
制御されて、パルス発生回路39から発生しており、それ
ぞれサンプリングパルス発生回路34、スイツチングパル
ス発生回路36、DMAコントローラ41に供給される。

また、線陰極駆動回路26はパルス発生回路39によつて
制御されて、線陰極駆動パルス（イ〜マ）（第５図Ｃ）
を作成する。各線陰極２イ〜２マはこの駆動パルスの高
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電位分布を発生させる。また、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、集束電極５には、V₅、スクリーン８にはV₈
の直流電圧を印加する。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上述したような従来の画像表示装置に
おいては、ビーム流制御電極４を駆動するパルス幅変調
信号および水平偏向電圧信号は、映像信号の水平同期信
号Ｈに同期しているために、パルス幅変調信号による電
磁妨害波が映像信号に輻射し、画像に複数本の縦線がで
るという問題を有していた。

ここで、上記問題を第６図を用いてさらに詳しく説明
する。第６図はビーム流制御電極４の120本の導電板15a
〜15nそれぞれに加える120組のパルス幅変調信号P₁〜P_n
および水平偏向電圧信号h,h′と水平同期信号Ｈとのタ
イミングを示している。第６図に示すように、パルス幅
変調信号P₁〜P_nは映像信号の大きさによつてパルス幅を
変え画像を表現しているが、パルス幅変調信号P₁〜P_nの
立ち下がりは必ず水平同期信号Ｈに同期し、ある一定の
ところで立ち下がる。このとき、120組のパルス幅変調
信号P₁〜P_nが同時に立ち下がるため、瞬間的に大電力を
消費し、電磁妨害波として輻射する。これは、上記パル
ス幅変調信号P₁〜P_nが加わるビーム流制御電波４と、ビ
ーム引出し電極3,集束電極５がそれぞれ本画像表示素子
の内部にて、容量を有し、充放電が行なわれる為であ
る。上記パルス幅変調信号P₁〜P_nを出力するPWM回路37a
〜37nあるいは上記ビーム流制御電極４が前記RGB映像信
号の処理回路に近い場合、電磁妨害波が映像信号に影響
し、本実施例では６本の縦線が画像に出てしまう。これ
を防ぐためには、シールドケースやコンデンサ、コイル
等を用いたフイルタを使う必要がある。しかし、その効
果は低く、満足のいく効果を出すには多大な部品数の増
加をまねく。

本発明は上記問題を解決するもので、少ない一定の部
品を用いた回路を使うだけで、上記電磁妨害波の画像へ
の影響をなくし、美しい画像を表示できる画像表示装置
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、水平非同期信号発生手段を設けて、ビーム流制御電
極を駆動するパルス幅変調信号の開始を映像信号の水平
同期信号の位相に同期させないように構成したものであ
る。

作用上記した構成によつて、120組のパルス幅変調信号の
開始をランダムにし、同時に立ち下がるときに発生する
大電力の電磁妨害波をなくすようにし、このことにより
映像信号への影響をおさえるものである。

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。

第１図および第２図は本発明の一実施例の画像表示装
置における水平非同期信号発生器のブロック図およびタ
イミング図である。第１図において、51〜56はフリツプ
フロツプ（FF）、57は加算器、58はカウンタで、FF51〜
55は縦続接続され、FF55のＱ端子はカウンタ58のDATA I
NPUT（データ入力）端子に接続される。また、加算器57
はFF51とFF55のＱ端子に接続され、その出力端はFF51の
Ｄ端子に接続される。さらに、FF56のＤ端子とカウンタ
58の▲▼端子は水平同期信号Ｈが入力される水平
同期信号入力端子59に接続され、FF56のＱ端子はカウン
タ58の▲▼端子に接続される。また、FF51〜5
6、カウンタ58のCK端子はクロツク入力端子60に接続さ
れる。このクロツク入力端子60には第４図のパルス発生
回路39で発生するクロツクが入力され、カウンタ58のDA
TA OUT（データ出力）端子はENABLE端子に接続される。
FF51〜55、加算器57からなる一点差線で囲んだ部分は３
ビツトの乱数発生回路50であり、クロツクを入力すると
３ビツトの乱数が出力される。上記乱数発生回路50の動
作は周知の回路のため、説明を省略する。

いま、カウンタ58には74LS163等の汎用のクロツク同
期型カウンタが使用され、このカウンタ58のDATA INPUT
端子に上記３ビツトの乱数を入力し、▲▼、▲
▼端子にはそれぞれ水平同期信号ＨおよびFF56に
より１クロツク分遅延した信号を入力する。またカウン
タ58のDATA OUT端子から出力される桁上り信号RCをENAB
LE端子に入力し、同時に水平非同期信号RHとして水平非
同期信号出力端子61から出力する。これら信号のタイミ
ングは第２図に示す通りである。

第２図において、まず、▲▼端子がローレベル
にあるため、DAT状 OUT端子はローレベルであり、桁上
り信号RCはローレベルで出力される。次に▲▼端
子がハイレベルになり、▲▼端子がローレベル
であると（Ａポイント）、データをロードし、DATA OUT
端子には、そのときのDATA IN PUT端子の内容が出力さ
れる（この例では001）。次に▲▼、▲
▼端子がともにハイレベルになるため（Ｂポイント）、
カウンタ58はカウントを開始する。DATA OUT PUT端子が
111になると、桁上り信号RCがハイレベルとなり、同時
にENABLE端子がハイレベルになるためにカウントが停止
する（Ｃポイント）。この状態は次に▲▼端子が
ローレベルになるまで（Ｄポイント）保持され、再び▲
▼端子がローレベルになるとDATAOUT端子はロー
レベルになり、桁上り信号RCはローレベルになる。上記
内容を1Hごとに繰返すが、DATA INPUT端子には乱数が入
力されているために、毎回異なつたタイミングで水平非
同期信号RHが発生することとなる。したがつて、この水
平非同期信号RHをビーム流制御電極を駆動するパルス幅
変調信号の開始パルスとして用いることにより、120組
のパルス幅変調信号が同時に立ち下がることはなくな
り、従来のような大電力の電磁妨害波をなくすことがで
きる。

なお、本実施例において乱数は３ビツトとしたが、ビツ
ト数を増やすことにより効果がより一層増えることとな
る。

また、乱数はデジタル回路によつて発生させたが、ホ
ワイト雑音等のアナログ信号を用いてA/D変換すること
も可能である。

発明の効果本発明によれば、ビーム流制御電極を駆動するパルス
幅変調信号の開始を映像信号の水平同期信号の位相に同
期させないことにより、従来のように、パルス幅変調信
号が同時に立ち下がるときに発生する電磁妨害波を弱
め、映像信号への影響をなくし、美しい画像を表示でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像表示装置における水平
非同期信号発生器のブロツク図、第２図は同水平非同期
信号発生器のタイミング図、第３図は画像表示素子の基
本的な一構成例の分解斜視図、第４図および第５図は上
記画像表示素子に画像を表示するための駆動回路の基本
構成図および各部の波形図、第６図はビーム流制御電極
に加える水平偏向電圧信号とパルス幅変調信号と水平同
期信号とのタイミングを示した波形図である。 50……乱数発生回路、51〜56……フリツプフロツプ、57
……加算器、58……カウンタ、59……水平同期信号入力
端子、60……クロツク入力端子、61……水平非同期信号
出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画面を垂直および水平方向に複数の区分に
分割されたスクリーンと、上記各垂直区分毎に水平方向
に張架された線陰極と、上記線陰極から発生した電子ビ
ームを上記水平方向の区分毎に分割する分割手段と、上
記分割手段で分割された電子ビームの通過量をそれぞれ
独立に映像信号にもとづいて制御するビーム流制御電極
と、通過量の制御を受けた電子ビームを各垂直および水
平区分毎にそれぞれ水平および垂直方向に偏向する水平
偏向電極および垂直偏向電極とを備え、上記電子ビーム
を上記垂直偏向電極によって各垂直区分毎に複数のライ
ンを表示するように偏向し、上記スクリーン上に塗布さ
れた赤，緑，青色の蛍光体を順次照射して発光させ、全
体として画像を表示するように構成するとともに、さら
に上記映像信号の水平同期信号と周波数が同じで、位相
が不定に異なる水平非同期信号発生手段を備え、ビーム
流制御電極を駆動するパルス幅変調信号の開始を上記映
像信号の水平同期信号の位相に同期させないように構成
した画像表示装置。
【請求項２】水平非同期信号発生手段は、水平同期信号
より周波数の高いクロックと、上記クロックを基準に乱
数を発生する乱数発生回路と、上記水平同期信号を上記
クロックで遅延するフリップフロップと、上記乱数発生
回路の出力する乱数を入力データとし、上記水平同期信
号をクリア端子に、上記遅延した水平同期信号をロード
端子に接続し、上記クロックをカウントするカウンタを
備え、上記カウンタの出力を上記水平非同期信号とし
て、ビーム流制御電極を駆動するパルス幅変調信号の開
始パルスに用いたことを特徴とする請求項１記載の画像
表示装置。