JP2543065B2

JP2543065B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2543065B2
Application number: JP62029068A
Authority: JP
Inventors: 力渡辺; 稔上田; 豊宏岩尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPS63196183A

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、カラーテレビジョ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、薄形のテレビジョン受像機を作製することは不可能
であった。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
能の面で不充分であり、実用化されるには至っていな
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ョン
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４図に示して説明する。

この表示素子は、後方から前方に向って順に、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（ここでは２イ〜２ニの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２イ〜２ヨとする。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２イ〜２ヨは電流が流
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２イから順
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２以外の他の線陰極２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
膜によっ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２イ〜２ヨのそれぞれと対向
する水平方向に長いスリット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ット
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。スリット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ットとして構成されて
いてもよい。垂直集束電極３′も同様のものである。

垂直偏向電極４は上記スリット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′によって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によって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ッ
ト14を有する導電板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。この実施例では
180本の制御電極用導電板15a〜15n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って制御する。従って、制御電
極５用導電板15a〜15n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色の螢光体
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15a〜15n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のスリット14と相対向す
る垂直方向に長い複数本（180本）のスリット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は上記スリット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の各螢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って発光される
螢光体20がガラス板21の裏面に塗布され、また、メタル
バック層（図示せず）が付加されて構成されている。螢
光体20は制御電極５の１つのスリット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色の螢光体が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４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５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の螢光体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10mmである。

なお、第４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の螢光体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ョン映像を表示するた
めの駆動回路の基本構成を第６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にはテレビジョ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ー25,垂
直偏向信号記憶用のメモリ27,ディジタル−アナログ変
換器39（以下Ｄ−Ａ変換器という）によって構成され
る。垂直偏向駆動回路40の入力パルスとしては、第７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
偏向用カウンター25（８ビット）は、垂直同期信号Ｖに
よってリセッ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ー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ビット）が出力さ
れ、Ｄ−Ａ変換器39で第７図に示す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
向用カウンター25の出力を用いて線陰極駆動パルス〔イ
−ヨ〕を作成する。第８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ー25の下位５ビッ
トの関係を示す。第８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〔イ′−ヨ′〕をつくる方
法を示す。第８図で、LSBは最低ビットを示し、（LSB＋
１）はLSBより１つ上位のビットを意味する。

最初の線陰極駆動パルス〔イ′〕は、垂直同期信号Ｖ
と垂直偏向用カウンター25の出力（LSB＋４）を用いて
Ｒ−Ｓフリップフロップなどで作成することができ、線
陰極駆動パルス〔ロ′〜ヨ′〕はシフトレジスタを用い
て、線陰極駆動パルス〔イ′〕を垂直偏向用カウンター
25の出力（LSB＋３）の反転したものをクロックとし転
送することにより得ることができる。この駆動パルス
〔イ′〜ヨ′〕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〔イ〜ヨ〕に変換され、各線陰極２イ
〜２ヨに加えられる。

各線陰極２イ〜２ヨはその駆動パルス〔イ〜ヨ〕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
〔イ〜ヨ〕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２イ〜２
ヨからはそれぞれに低電位の駆動パルス〔イ〜ヨ〕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って定められた線陰
極２の位置における電位よりも線陰極２イ〜２ヨに加え
られている高電位の方がプラスになるために、線陰極２
イ〜２ヨ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
２イから下方の線陰極２ヨに向って順に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ット10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〔イ〜ヨ〕と垂直偏向信号v,
v′との関係について、第９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〔イ〜ヨ〕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２イ〜２ヨから発生さ
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２イ〜２ヨの上方のものか
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って、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とによって水平方向に180の区分に分割
されて取り出される。第４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によって通過量が制御され、水平集束電極６によっ
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って水平方向に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各螢光体20
に順次照射される。第５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15a〜15nに対応する
螢光体は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
ー（11ビット）と、水平偏向信号を記憶しているメモリ
29と、Ｄ−Ａ変換器38と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10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ー28は垂直同期信号Ｖによってリ
セットされて水平の６倍パルス6Hをカウントする。この
水平偏向用カウンター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2
9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ビット）が出
力され、Ｄ−Ａ変換器38で、第10図に示す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10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）の螢光体に順次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R
₁,G₁,B₁,R₂,G₂,B₂の各螢光体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の映像信号によっ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ョン画像を表示する
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、テレビジョン信号入力端子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
プルホールド回路組31a〜31nに加えられる。各サンプル
ホールド回路組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。それらのサンプルホールド出力は各々保持用のメモ
リ組32a〜32nに加えられる。

一方、基準クロック発振器33はPLL（フェーズロック
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_scの６倍の基準クロック６_scと２倍の
基準クロック２_scを発生する。その基準クロックは水
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。基準クロック２_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のパルスを得
ている。一方基準クロック６_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、
クロック１周期ずつ遅延される等して、水平周期（63.5
μsec）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R_a1〜B_n1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R_a1〜B_n2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R_a1〜B_n2がそれぞれ
180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31a〜3
1n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32a〜32nに
転送パルスｔによって一斉に転送され、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,B₁,R
₂,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。

各スイッチング回路35a〜35nの出力は180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、1:10〜1:10
0程度のものが用いられる。

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５の
180本の導電板15a〜15nにそれぞれ個別に加えられる。
各スイッチング回路35a〜35nは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によって同時に切換制御される。スイッチングパ
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によって制御されて
おり、各水平期間を６分割してH/6ずつスイッチング回
路35a〜35nを切換え、R₁,G₁,B₁,R₂,G₂,B₂の映像信号を
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。

ここで注意すべきことは、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の螢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螢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映像信号によって制御され、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,B
₂各螢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
入力の映像信号に従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180組（各２絵素ずつ）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ョン信号の
１フィールド毎にくり返され、その結果、通常のテレビ
ジョン受像機と同様にスクリーン９上に動画テレビジョ
ン映像が映出される。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のような構成の画像表示装置で
は、線陰極２の電子ビーム発生能力の経時的な劣化によ
り、線陰極２の電子ビーム発生能力が、背面電極１、線
陰極２、垂直集束電極3,3′の幾何学的位置関係と電位
分布、さらに線陰極２から発生し線陰極２の周囲に分布
している空間電荷電子によって制限される電子ビーム源
からの放出量を上まわる状態（以後これを空間電荷制限
領域と呼ぶ）から、線陰極の電子ビーム発生量が、空間
電荷電子で決まる量より低下し、線陰極の温度と線陰極
の酸化物塗布膜の状態とで決まる状態、すなわち線陰極
で発生した電子ビームをすべて放出してしまう状態（以
後これを温度制限領域と呼ぶ）に変化する。このため、
線陰極の局部的な電子ビーム発生能力のばらつきが画面
に表われ、画面の輝度の均一性を損なうようになる。

本発明は上記問題点に鑑み、線陰極の電子ビーム発生
状態が温度制限領域から空間電荷制限領域に変化したと
きに電源投入時のスクリーン上に現われる画像の出画状
態を安定した輝度となるようにすることのできる画像表
示装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段この目的を達成するために本発明の画像表示装置は、
垂直集束電極に流入する電子ビーム量を検出する等して
温度制限領域で電子ビームが発生されたことを検知する
手段と、この検知出力により制御されて、スクリーンに
照射する電子ビーム量を制御する等して空間電荷制限領
域にいたるまでの期間は出画を遅延させる手段とから構
成されている。

作用この構成によって、線陰極からの電子ビームの発生量
を、たとえば垂直集束電極に流入する電子ビーム量で検
出し、その電子ビーム流入量によって、線陰極の動作状
態が空間電荷制限領域か温度制限領域かを判別し、この
判別結果に基づき、温度制限領域の場合は、スクリーン
に照射する量を制御して発光強度を制御する制御電極を
制御する等して、空間電荷制限領域と判別されるまでス
クリーン上に現われる画像の出画時間を遅延させるよう
にしたことにより、スクリーン上に現われる画像は電源
スイッチ投入直後も常に画質の優れた画像を得ることが
できるものである。

実施例以下本発明の一実施例について、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構
成図を示すものである。第１図において、51は垂直集束
電極３′に流入する電子ビーム量を検出する回路、電子
ビーム量を検出する垂直集束電極３′は第４図で示す
３′で、ビーム流制御電極５と同じ形状で一体化されて
おり、垂直集束電極３で垂直に集束され、垂直偏向電極
４で垂直に偏向された電子ビームが、水平に集束されな
い状態で入射するため、電子ビームの放出量を精度良く
検出できる。

線陰極２よりの電子ビームは垂直集束電極３′に流入
し、回路51中の垂直集束電極電源端子52に入る。

この時ビーム電流の大小により、抵抗53の電極端54
（垂直集束電極電子ビーム電流）×R53の電圧が発生す
る（R53は抵抗53の抵抗値を示す）。これをコンデンサ5
5でレベルシフトし、クランプ回路56で垂直帰線期間ク
ランプする。サンプルホールド回路57はクランプされた
電流検出波形の前端部分を、サンプルホールド回路58は
同波形の後端をおのおの第２図c,dに示すようにサンプ
ルホールドする。A/D変換器59は、サンプルホールドし
た前端と後端の電子ビーム放出量をデジタル信号に変換
し、変換された信号はマイクロプロセッサ（以下CPUと
略す）60を経由してメモリ回路61に蓄えられる。

CPU60は前端，後端の電子ビーム量の差により、温度
制限領域であるか、空間電荷制限領域かを判断し、空間
電荷制限領域の場合には、スクリーン９に照射する量を
制御して発光強度を制御するビーム流制御電極５を制御
駆動する回路63の駆動を制御する信号を出力する。この
信号はD/A変換器62でアナログ信号に変換され、制御駆
動回路63に印加される。

制御駆動回路63はビーム流制御電極駆動電源端子64か
ら供給される電圧をD/A変換器62からの信号で制御し、
線陰極２の動作状態が空間電荷制限領域になるまで、ビ
ーム流制御電極５への駆動電圧を制御し、スクリーン上
に現われる画像の出画時間を遅延させる。

以上のように構成された画像表示装置について、以下
その動作について説明する。基本的な動作は、上述した
が実際の詳しい動作について説明する。第２図でａは線
陰極２の駆動原理、ｂ〜ｅは線陰極２の動作状態の検出
法を示す。

線陰極２は従来例の部分で詳細に述べたように、電子
ビームがエミッションしない高い電位の時間に加熱し、
低い電位の時間にエミッションする。垂直ブランキング
時間に線陰極２を駆動すると、垂直集束電極３′に電子
が流入するため、抵抗端の電位は低下し第２図ｃのよう
な電子ビーム検出波形を得る。線陰極２の動作状態がエ
ミッション能力が高く、電子放出量が空間電荷で決まっ
ている場合は、エミッションの期間は安定して一定量の
電子ビームを放出するが、エミッション能力が劣化する
と線陰極２の温度で制限される量しかエミッションしな
くなる。線陰極２はエミッション期間の間は加熱され
ず、温度が低下し、エミッション量も低下する。

すなわち、空間電荷制限領域で動作している場合は
（ｉ）の検出波形、温度制限領域で動作している場合は
（ii）の検出波形となる。この波形を前端のタイミング
でサンプルホールドパルスＡにより、後端のタイミング
でサンプルホールドパルスＢによりサンプルホールドす
るとｅのような検出電圧を得る。空間電荷制限領域の動
作では検出電圧は一定（ｉ）で差を生じないが、温度制
限領域の動作では（ii），（Ａ）と（ii），（Ｂ）のよ
うに前端と後端で差を生じる。この差が生じたことを空
間電荷制限領域の検出に使用する。CPU60からの信号はD
/A変換器62によりアナログ信号に変換され制御駆動回路
63に印加される。

第１図中の制御駆動回路63は抵抗65,66,67,68とトラ
ンジスタ67,70とシリコン制御整流素子71とで構成され
ている。

垂直集束電極３′に流入する電子ビーム量検出回路51
よりの出力はトランジスタ69のベースに入力される。

温度制限領域ではトランジスタ69のベースには入力が
ないため、トランジスタ69はオフとなり、トランジスタ
70もオフとなるため、シリコン制御整流素子71のゲート
入力もないのでシリコン制御整流素子71はオフ状態を保
つ。

空間電荷制限領域ではトランジスタ69のベースに入力
電圧が印加されるため、トランジスタ69はオンとなり、
トランジスタ70もオンしてシリコン制御整流素子71のゲ
ートには入力電圧が印加されシリコン制御整流素子71は
オン状態となり、ビーム流制御電極駆動電源端子64から
供給された電圧は制御駆動回路63より出力され、ビーム
流制御電極５に印加される。

この結果、線陰極２が空間電荷制限領域で動作して始
めてビーム流制御電極５に電圧が印加されることにな
る。第３図に本実施例を実施した場合の、電源スイッチ
投入後の時間経過における動作を示す。

電子ビーム放出量は第３図ａのように劣化しており、
電源スイッチ投入後時間Ｔ（秒）において、動作状態が
温度制限領域から空間電荷制限領域にはいる。

この時、空間電荷制限領域にはいったことを検出し
た、垂直集束電極に流入する電子ビーム量の検出回路51
からの出力は第４図ｂのように導出される。

検出回路51からの出力（第４図ｂ）によって制御駆動
回路63よりの出力は第４図ｃのように導出され、ビーム
流制御電極５に印加される。

以上のように、本実施例によれば、線陰極２の電源ス
イッチ投入後の動作状態が、空間電荷制限領域であるこ
とを検出し、制御駆動回路63を制御し、ビーム流制御電
極５に印加される入力電源のタイミングコントロールを
行うので、スクリーン上に現われる画像は常に安定した
輝度状態となる。

発明の効果以上のように本発明は、複数の線陰極を電子ビーム源
とする画像表示装置において、線陰極のエミッション能
力が経時的に劣化し、電源スイッチ投入後、温度制限領
域で動作し始めた時にこれを検知し、空間電荷制限領域
に動作状態が変わるまでビーム流制御電極への印加電圧
を停止させる等して出画を遅延させるようにしたことに
より、スクリーン上に現われる画像を最初から安定した
輝度状態とすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像表示装置のブロ
ック図、第２図及び第３図はその経時動作を説明する波
形図、第４図は従来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５図はスクリーン上での本画像
表示装置の最小単位構成を示す螢光体面の拡大正面図、
第６図は同装置における駆動回路のブロック図、第７図
は垂直偏向電圧と水平同期信号との相関を示す波形図、
第８図は各種タイミングを示す波形図、第９図は線陰極
駆動パルス，垂直偏向信号，水平偏向信号の関係を示す
波形図、第10図は水平偏向電圧と水平同期信号との相関
を示す波形図である。 51……電子ビーム量検出回路、52……垂直集束電極電源
端子、53……抵抗、54……電極端、55……コンデンサ、
56……クランプ回路、57……サンプルホールド回路Ａ、
58……サンプルホールド回路Ｂ、59……A/D変換器、60
……CPU、61……メモリ、62……D/A変換器、63……制御
駆動回路、64……ビーム流制御電極駆動電源端子、65…
…抵抗、66……抵抗、67……抵抗、68……抵抗、69……
トランジスタ、70……トランジスタ、71……シリコン制
御整流素子。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の線陰極よりなる電子ビーム発生源
と、上記電子ビームが照射されることにより発光する螢
光体を有するスクリーンと、上記電子ビーム発生源で発
生された電子ビームを集束する垂直，水平集束電極と、
上記電子ビームを上記スクリーンに至るまでの間で備向
する静電形の偏向電極と、上記電子ビームを上記スクリ
ーンに照射する量を制御して発光強度を制御する制御電
極とを有した画像表示素子と、電源投入時に線陰極が温
度制限領域で電子ビームが発生されたことを検知する検
知手段と、この検知手段の検知出力により制御され、上
記線陰極が空間電荷制御領域に到達するまでの期間上記
制御電極を制御してスクリーン上に現われる画像の出画
状態を安定した輝度になるまで出画時間を遅らせる出画
遅延手段とを有することを特徴とする画像表示装置。