JP2871703B2

JP2871703B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2871703B2
Application number: JP33052388A
Authority: JP
Inventors: 倫生大杉; 桂一大竹; 豊宏岩尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JPH02174384A

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
ン画像を表示する画像表示装置に関する。

従来の技術まず、ここで用いられる画像表示装置の基本的な一構
成を第５図に示して説明する。この表示装置は、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、ビーム引出し電極３、ビーム流制御電極４、集束
電極５、水平偏向電極６、垂直偏向電極７およびスクリ
ーン８が順次配置されて構成されており、これらが扁平
な真空容器（図示せず）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さ
れ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が適宜の間隔を介して垂直方向に
複数本（ここでは２イ〜２トの７本のみ示している）設
けられている。この実施例では線陰極の間隔は3mm、本
数は30本設けられているものとし、上記線陰極を２イ〜
２マとする。線陰極２の間隔は自由に大きくとることは
許されず、垂直偏向電極７とスクリーン８との間隔によ
り規制されている。これらの線陰極２は、たとえば10〜
30μｍΦのタングステン線の表面に酸化物陰極材料が塗
着されて構成されている。そして、後述するように、上
方の線陰極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、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は真空容器の後壁の内面を用いて構成さ
れていてもよい。

ビーム引出し電極３は線陰極２イ〜２マのそれぞれと
対向する水平方向に所定間隔で多数個並べて設けられた
貫通孔10を有する導電板11で構成され、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、ビーム流制御電極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
導電板15で構成され、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120本の制御電極用
導電板15a〜15nが設けられている（図では８本のみ示し
ている）。このビーム流制御電極４は、ビーム引出し電
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
の通過量をそれぞれの絵素を表示するための映像信号に
したがって制御する。120本のビーム流制御電極４に
は、１ライン分の映像が一時に表示される。

集束電極５はビーム流制御電極４に設けられた各貫通
孔14に対向する位置に貫通孔16を有する導電板17で構成
され、ビーム流制御電極４に設けられた貫通孔14を通過
した電子ビームを集束させる。

水平偏向電極６は集束電極５の貫通孔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1
8,18′で構成され、それぞれの導電板18,18′に水平偏
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８上でR,G,Bの各蛍光
体20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。

垂直偏向電極７は集束電極５の貫通孔16のそれぞれの
中間の位置に水平方向にして複数本配置された導電板1
9,19′で構成され、それぞれの導電板19,19′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、一対の導電板19,19′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
分の位置に偏向する。そして31個の垂直偏向電極７によ
って、３本の線陰極のそれぞれに対応する30対の導電板
対が構成され、結局、スクリーン８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。電子ビームは
主に水平および垂直偏向電極6,7とスクリーン８との間
の空間において曲げられるが、大きな偏向歪が発生しな
いようにこの空間の距離に比べて十分小さな偏向量で画
面全体が構成できるように画面分割が行なわれている。

スクリーン８は電子ビームの照射によって発光する蛍
光体20がガラス板21の裏面に塗布されて、また、必要に
応じてメタルパック層（図示せず）が付加されて構成さ
れている。蛍光体20はビーム流制御電極４の１つの貫通
孔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20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５図中でスクリーン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
方向での区分を示し、２点鎖線は複数本のビーム流制御
電極４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。それら両者で仕切られた１つの区画には、第
６図に拡大して示すように、水平方向では２絵素分の
R₁,G₁,B₁およびR₂,G₂,B₂の蛍光体20があり、垂直方向で
は８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3mmである。
R,G,Bの３色の蛍光体は垂直ストライプ状以外の配列、
たとえばデルタ状配列に塗布されていてもよい。なお、
第６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２倍程度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本のビーム流制御電極４、
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２対設けられているが、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４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。さらに、R,G,Bの３色の蛍光体は垂直ストライ
プ状以外の配列、たとえばデルタ状配列に塗布されてい
てもよく、その場合には、蛍光体配列に適合した水平及
び垂直偏向電圧を印加する。

次に、この表示装置に画像を表示するための駆動回路
の基本構成を第７図に示して説明する。最初に、電子ビ
ームをスクリーン８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。

第７図（ａ）において、電源回路22は表示装置の各電
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、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。

線陰極駆動回路26は垂直同期信号Ｖと水平同期信号Ｈ
を用いて第７図（ｂ）のＣに示すような線陰極駆動パル
ス（イ）〜（マ）を作成する。第８図は垂直同期信号
Ｖ、水平同期信号Ｈと線陰極駆動パルス（イ）〜（マ）
の関係を表わす。すなわち、第４図に示すように、パル
ス発生回路39からの線陰極スタートパルス44により線陰
極駆動回路26は線陰極駆動パルス（イ）〜（マ）を発生
し、線陰極２イ〜２マは、高電位用電源45により作られ
た駆動パルス（イ）〜（マ）の高電圧の間に高電位用電
源45とヒーティング電源48との間に流れる電流により加
熱されており、低電位用電源46により作られた駆動パル
ス（イ）〜（マ）の低電位期間にダイオード47で通電流
を流さないようにすることで電子を放出し得るように加
熱状態が保持される。これにより30本の線陰極２イ〜２
マからはそれぞれに低電位の駆動パルス（イ）〜（マ）
が加えられた8H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
た線陰極の電位よりも他の線陰極２イ〜２マに加えられ
ている高電位の方がプラスになるために、線陰極２イ〜
２マからは電子が放出されない。かくして、線陰極２イ
〜２マにおいては、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マに向って順に8H期間ずつ
電子が放出される。

偏向電圧波形発生回路40はダイレクトメモリアクセス
コントローラ（DMAコントローラ）41と偏向電圧波形記
憶用メモリ（偏向メモリ）42とデジタルアナログ変換器
（D/A変換器）43hおよび43vとによって構成され、水平
偏向信号h,h′および垂直偏向信号v,v′を発生する。本
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フィ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。

上述のように、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）に線陰極２イ
〜２マのうち低電位の駆動パルスを印加されている１本
の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の区分に分割され、120本の
電子ビーム列として取り出される。この電子ビームは各
区分毎に後述するようにビーム流制御電極４によってそ
の通過量が制御され、集束電極５によって集束された
後、第８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,h′を加えられた水平偏向電極６の導電板18,1
8′により、各水平期間の間にスクリーン８のR₁,G₁,B₁,
R₂,G₂,B₂（ビーム流制御電極４のそれぞれの導電板15a
〜15n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）の蛍光体20に順次H/6ずつ照射される。かくし
て、各ラインのラスターにおいては水平方向120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８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、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映像信号という）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おり、
R,G,B映像信号はＲ用,G用,B用の各サンプルホールド回
路にそれぞれ加えられる。サンプリングパルス発生回路
34は、水平期間（63.5μsec）のうち有効水平走査期間
（約50μsec）に上記120組のサンプルホールド回路組31
a〜31nの各R₁用,G₁用,B₁用,R₂用,G₂用,B₂用のサンプル
ホールド回路に対する第７図（ｂ）のＡに示すような12
0×６＝720個のサンプリングパルスRa ₁〜Bn ₂を順次発
生する。この720個のサンプリングパルスRa ₁〜Bn ₂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
サンプルホールド終了後に120組のメモリ組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の映像信号は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。各スイッチング回路35a〜35nはスイッ
チング発生回路36から加えられる第７図（ｂ）のＢに示
すような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r₁,g₁,
b₁,r₂,g₂,b₂は、各水平期間を６分割してしてH/6ずつス
イッチング回路35a〜35nを切換え、R₁,G₁,B₁,R₂,G₂,B₂
の各映像信号を時分割して順次出力し、パルス幅変調回
路（以下PWM回路という）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。各スイッチング
回路35a〜35nの出力は120組の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,B
₂の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PWM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ビーム流制御電極４の120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、水平偏向電極６の導電板18,18′に電子ビームR₁,
G₁,B₁,R₂,G₂,B₂の蛍光体20への照射切換えのために加え
られる水平偏向信号h,h′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,B₂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絵素づつ）について同時に行
なわれて１ライン240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フィ
ールド毎に繰り返され、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８上に動画の画像が映出され
る。なお、この画像表示装置の制御に必要なクロック
は、水平同期信号Ｈと垂直同期信号Ｖによってタイミン
グを制御されているパルス発生回路39から供給されてい
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、線陰極駆動回路で低電位期間に電子を放出し
得るようにするため、ダイオード47を用いて逆電流を流
さないようにしているが、ダイオードが何らかの原因に
より過大電流が流れ短絡した場合、ヒーティング電源48
と低電位用電源46の間の電位差が大きいために過大な電
流が流れ、結果として線陰極２イ〜２マが切れてしまう
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、ダイオードが何
らかの原因により過大電流が流れ短絡した場合、線陰極
を保護するために、線陰極駆動パルスを高電位にしたま
まの状態に保持し、電子放出を止めることができる画像
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
記スクリーンに向かう電子ビームを発生する線陰極と、
前記線陰極に加熱を行う高電位期間と電子放出を行う低
電位期間とを交互に与える線陰極駆動パルスを発生する
線陰極駆動回路と、上記線陰極に接続されて上記高電位
期間のみに導通するダイオードと、上記ダイオードに接
続され上記高電位期間のみに上記ダイオードを通して上
記線陰極を加熱するヒーティング電源と、上記ダイオー
ドの短絡を流れ込む電流によって検出しダイオード短絡
検出パルスを発生する短絡検出回路と、上記ダイオード
短絡検出パルスの発生により上記線陰極駆動パルスを高
電位に保持し電子放出を止める線陰極駆動パルス変更回
路とを備えたことを特徴とする。

作用上記構成により、ダイオードが何らかの原因により過
大電流が流れ短絡した場合、ダイオード検出回路はダイ
オードが短絡したことを電流により検出し、線陰極駆動
パルス変更回路はその検出結果から線陰極駆動パルスを
高電位にしたままの状態に保持することにより電子放出
が行われず、このため線陰極に過大な電流が流れるのを
防止する。その結果、ダイオードが短絡しても、線陰極
が断線することはない。

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（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の画像表示装
置における線陰極駆動回路のブロック図および波形図を
示す。第１図において従来例と共通する回路構成につい
ては同一番号を付し、その説明は省略する。

第１図（ａ）において、パルス発生回路39により線陰
極スタートパルス44が出力されて線陰極駆動回路26に入
力され、線陰極駆動パルス（イ）〜（マ）が作成され
る。線陰極駆動パルス（イ）〜（マ）が高電位期間の場
合は線陰極２イ〜２マをヒーティングする。低電位期間
の場合には、ダイオード47により逆電流を流さないよう
にされ、線陰極２イ〜２マの電位を低電位として電位を
放出し得る状態にする。

51はダイオード短絡検出回路で、ダイオード47が短絡
したことを電流により検出する。52は線陰極パルス変更
回路で、ダイオード短絡検出回路51がダイオード47の短
絡を電流から検出したときに、線陰極駆動パルスを高電
位にしたままの状態に保持し、エミッションを止める。

このときの動作波形は第１図（ｂ）のようになる。第
１図（ｂ）において、Ａは正常動作のときの線陰極スタ
ートパルス44の波形を示し、Ｂはダイオード短絡検出回
路41の検出出力波形を示し、Ｃは検出出力が入力された
線陰極駆動パルス変更回路52が駆動パルスを高電位にし
たままの状態に保持するために出力する新線陰極スター
トパルスの波形を示す。

第２図はダイオード短絡検出回路51の具体的な回路例
を示す。第２図において、53は電源端子、54は線陰極２
に接続されるエミッション電位検出端子、55,56はダイ
オード短絡を検出するトランジスタ、57はダイオードの
短絡検出信号を出力する検出出力端子、58は検出抵抗、
59はエミッション電位検出端子54に接続された平滑コン
デンサ、60はトランジスタ55のベースに抵抗61を介して
接続された平滑コンデンサ、62はトランジスタ56のベー
スに接続された平滑コンデンサ、63,64は定電圧ダイオ
ード、65は出力コンデンサである。エミッション電位検
出端子54の電位は、ダイオード47が短絡した場合、抵抗
61に流れ込む電流が増加するため、非常に高くなる。一
方、ダイオード47が正常な場合は、トランジスタ55のベ
ース電位はトランジスタ56のベース電位よりも低く、ト
ランジスタ55はON状態、トランジスタ56はOFF状態にな
っている。したがってダイオード47が短絡した場合、ト
ランジスタ55のベース電位は抵抗61に流れ込む電流によ
りトランジスタ56のベース電位よりも高くなり、トラン
ジスタ55はOFF状態、トランジスタ56はON状態になる。
この場合、抵抗58に電流が流れ、電圧を持つため、ダイ
オード短絡検出出力端子57から出力される検出出力は第
１図（ｂ）のＢのように低電位から高電位へと変わる。

第３図は線陰極駆動パルス変更回路52の具体例を示
す。第３図において、66は電源端子、67はダイオード短
絡検出出力入力端子、68はＪフリップフロップＩ、69
はＪフリップフロップII、70は線陰極スタートパルス
入力端子、71は新線陰極スートパルス出力端子、72は線
陰極クロック端子である。ダイオード短絡検出出力入力
端子67に入力されるダイオード短絡検出出力が高電位に
なった場合、ＪフリップフロップI68のＪ端子がＬか
らＨになり、、PR,およびCLR端子がＨであるので、
_１端子はＬになり、出力はＪフリップフロップII69
のPR端子に入力される。一方、ＪフリップフロップII
69のJ,端子には線陰極スタートパルスが入力され、CL
R端子はＨであるので、ＪフリップフロップII69のＱ
端子はＨとなり、新線陰極スタートパルスは第１図
（ｂ）のＣのように変化する。そのため、線陰極駆動パ
ルスは高電位の状態に保持される。

上記の実施例では、複数の線陰極の夫々に対して短絡
検出回路と線陰極駆動パルス変更回路が設けられている
のか、複数の線陰極に対して共通に一組が設けられてい
るのかが区別されていないが、何れの構成を採用するこ
ともできる。複数の線陰極の夫々に対して短絡検出回路
と線陰極駆動パルス変更を設けた場合には、回路規模が
大きくなる反面、複数の線陰極に対して共通に一組を設
けた場合に必要になる切り替え回路が必要でない。複数
の線陰極に対して共通に一組を設けた場合には回路規模
が小さくて済むが、切り替え回路が必要である。

発明の効果以上のように本発明によれば、線陰極駆動回路では、
線陰極パルスの低電位の期間に電子を放出しうるように
するために、ダイオードを用いて逆電流を流さないよう
にしているが、ダイオードが何らかの原因による過大電
流が流れ短絡した場合、線陰極駆動パルス変更回路によ
り線陰極駆動パルスを高電位にしたままの状態に保持
し、エミッションを止めることにより、線陰極に過大な
電流が流れて断線することはなくなり、線陰極を保護す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の画像表示装置
の要部ブロック図および波形図、第２図は同画像表示装
置のダイオード短絡検出回路の具体例を示す回路図、第
３図は同画像表示装置の線陰極駆動パルス変更回路の具
体例を示す回路図、第４図は従来の線陰極駆動回路の構
成図、第５図は本発明が適用される画像表示装置の分解
斜視図、第６図は同従来の画像表示装置のスクリーンの
拡大正面図、第７図（ａ）（ｂ）は同画像表示装置の駆
動回路図および波形図、第８図はその動作説明のための
波形図である。２……線陰極、26……線陰極駆動回路、39……パルス発
生回路、47……ダイオード、48……ヒーティング電源、
51……ダイオード短絡検出回路、52……線陰極駆動パル
ス変更回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、上記スクリーンに
向かう電子ビームを発生する線陰極と、前記線陰極に加
熱を行う高電位期間と電子放出を行う低電位期間とを交
互に与える線陰極駆動パルスを発生する線陰極駆動回路
と、上記線陰極に接続されて上記高電位期間のみに導通
するダイオードと、上記ダイオードに接続され上記高電
位期間のみに上記ダイオードを通して上記線陰極を加熱
するヒーティング電源と、上記ダイオードの短絡を流れ
込む電流によって検出しダイオード短絡検出パルスを発
生する短絡検出回路と、上記ダイオード短絡検出パルス
の発生により上記線陰極駆動パルスを高電位に保持し電
子放出を止める線陰極駆動パルス変更回路とを備えた画
像表示装置。