JP2800402B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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 従来の画像表示素子の基本的な構造を第２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、スクリーン板８、等々が配置さ
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
（本説明では２イ〜２トの７本のみを示している。）設
けられている。本構成では線陰極の間隔は3mm、本数は3
0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。前記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。前記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
止すると共に、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。第２図では真空容器は記してない
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。次に制御電極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（第２図では
８本のみ図示している）。制御電極４は前記ビーム引き
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、電子ビ
ームを収束している。

水平偏向電極６は、前記貫通孔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
18,18′で構成されており、それぞれの導伝板には水平
偏向用電圧が印加されている。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、前記貫通孔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19,19′で構
成されており、垂直偏向用電圧が印加され、電子ビーム
を垂直方向に偏向している。本構成では、一対の電極1
9,19′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７によって、30本の線陰極のそれぞれ
に対応する30対の垂直偏向導伝体が構成され、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。

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
なくすることが出来る。

スクリーン８は第２図に示すように、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いる。
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。

第２図において、スクリーン８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
の区分を示し、２点鎖線は複数本の制御電極４の各々に
対応して表示される水平方向の区分を示す。破線、２点
鎖線で仕切られた１つの区画の拡大図を第３図に示す。
第３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。
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。

尚、第３図では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。

尚、第３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ージと異なっている。

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。

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４図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。

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）を作成する。第５図にそのタイミング図を示
す。各線陰極２イ〜２マは第４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、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。

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,43v等によって構成され、垂直偏向
信号v,v′及び水平偏向信号h,h′を発生する。

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
ィールド及び第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。前記の偏向メ
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。

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。従って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43v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成分に分割さ
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、第５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h,h′を加えられた水平偏向電極18,18′
等により、各水平表示期間にスクリーン８のR1,G1,B1お
よびR2,G2,B2等の蛍光体に順次、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事ができる。

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４図において、信号入力端子23R,23G,23B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
ルド回路組、31a〜31nに加えられる。各サンプルホール
ド組31a〜31nはそれぞれR1用,G1用,B1用、およびR2用,G
2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（63.5
μｓ）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,B2用のサンプルホールド回路に対
応する720個（120×６）のサンプリングパルスRa1〜Rn2
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
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。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
〜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たもので、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,r
2,g2,b2によって同時に切り替え制御される。

前記スイッチングパルスr1,g1,b1,r2,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
〜37nに供給している。

各スイッチング回路35a〜35n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、R
1,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〜3
7n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15a〜15n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,G1,B1,R2,G2,B
2の映像信号の切り替えと、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となり、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240本のラインについて上方のラインか
ら順次行われで、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、テレビジョン信号等がスクリーン８に表
示される。

尚、本構成に必要な基本クロックは第４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、及
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。

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、ビーム流制御電
極駆動信号を発生するICの出力特性にバラツキがある
為、低輝度時、画面にムラが発生するという課題を有し
ていた。

本発明は、上記課題に鑑み、上記ビーム流制御電極駆
動ICの出力特性がバラツイてもムラのない画面を供給す
る画像表示装置を提供するものである。

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、
ビーム流制御電極駆動信号を発生するICの出力特性に応
じて、値を変えた抵抗をICの出力端子とビーム流制御電
極間に挿入した構成にしたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、ビーム流制御電極駆
動信号を発生するICの特性がばらついてもICの出力端子
とビーム流制御電極間に挿入された複数種類の値の抵抗
により、特性が揃えられムラのない画面を供給できるこ
ととなる。

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図は本発明の実施例に
おける画像表示装置のビーム流制御電極駆動信号の発生
回路を示すものである。

第１図において、11a〜11cはビーム流制御電極駆動信
号を発生するためのICで、出力端子を各々19本持ち、内
部レイアウト上の問題で出力の１〜10の応答特性が悪
く、11〜19が良いという傾向がある。12a〜12fは上記IC
の出力１〜10とそれに対応するビーム流制御電極間に挿
入した抵抗で、上記ICの出力11〜19に対応する抵抗13a
〜13fに比較して小さな値となっている。

以上のように構成された画像表示装置について、以下
第１図を用いてその動作を説明する。

まず、第１図は本実施例の画像表示装置のビーム流制
御電極駆動信号の発生回路を示すものであって、ビーム
流制御電極駆動信号の発生IC11a〜11cは、各々出力１〜
10は応答特性が悪く、出力11〜19は良いという傾向を有
しているので、各ICの出力１〜10に対応する抵抗12a〜1
2fの値を出力11〜19に対応する抵抗13a〜13fに比較して
小さく選べば、ビーム流制御電極の容量値とで決定され
る時定数により、応答特性を揃えることができ、ムラの
ない画面を供給できることとなる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ビーム流制御電極駆動
信号の発生ICの出力端子とビーム流制御電極間にICの出
力特性に応じて値を変えた抵抗を挿入することにより、
ムラのない画面を供給することができる。

【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ビー
ム流制御電極駆動信号発生回路を示すブロック図、第２
図は従来の画像表示装置に用いられる画像表示素子を示
す分解斜視図、第３図は同画像表示素子の拡大正面図、
第４図は同画像表示素子の駆動回路の基本構成を示すブ
ロック図、第５図は第４図の駆動回路の動作説明のため
の波形図である。 11a〜11c……ビーム流制御電極駆動信号発生用IC、12a
〜12f,13a〜13f……抵抗。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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毎に分離
   して上記スクリーンに至るまでの間で垂直方向及び水平
   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
   制御するビーム流制御電極と、各絵素において電子ビー
   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、上記線陰極からの電子ビーム量を制御する背面電極
   と、上記ビーム流制御電極の駆動信号を発生するICとか
   らなり、上記ICの複数の出力端子とそれに接続される上
   記ビーム流制御電極の間に、上記ICの出力特性に応じて
   値を変えた抵抗を挿入したことを特徴とした画像表示装
   置。