JP3054877B2 - パルス幅変調回路の誤動作防止回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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電子
ビームを垂直方向に偏向して複数の走査線を表示し、全
体としてテレビジョン画像を表示する装置のパルス幅変
調回路の誤動作防止回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像表示素子の基本的な構成例を
図２に示し、この画像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、等々が適切な間隔をもって配置されており、これら
が真空容器(図略)の内部に収納されている。

【０００３】上記、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、該線陰極２はさらに垂直方向に間隔
をもって複数本(図２では２イ〜２トの７本のみを図示
している。)設けられている。本構成例では線陰極２の
間隔は３mm、本数は30本設けられているものとして、線
陰極２を２イ〜２マとする。線陰極２の間隔は自由に大
きくとることはできず、後述する垂直偏向電極７とスク
リーン板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。また、線陰極２は図
４で後述するように、上方の線陰極２イから下方の線陰
極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。

【０００４】次に、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。
図２では真空容器は図示されていないが、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。また、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３aを有する導電板３Ａ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３aを通
して取り出す。

【０００５】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４aを有する垂直
方向に長い導電板４Ａ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。本構成例では12
0本の制御電極用導電板４Ａ₁〜４Ａ_nが設けられている
(図２では８本のみを図示している)。また、ビーム流制
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。

【０００６】次に収束電極５は、前記ビーム流制御電極
４に設けられた各貫通孔４aと対向する位置に貫通孔５a
を有する導電板５Ａであり、線陰極２から放出された、
電子ビームを収束している。

【０００７】次に水平偏向電極６は、前記貫通孔５aの
ぞれぞれ水平方向の両サイドに沿って垂直方向に複数本
配置された導電板６Ａ，６Ａ′で構成されており、それ
ぞれの導電板６Ａ，６Ａ′には水平偏向用電圧が印加さ
れている。この結果、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、スクリーン板８上でＲ，Ｇ，Ｂ
の各蛍光体を順次照射して発光しており、本構成例で
は、電子ビームごとに２トリオ分偏向している。

【０００８】次に垂直偏向電極７は、前記集束電極５の
貫通孔５aに対して、それぞれ垂直方向の中間の位置に
あって、かつ水平方向に複数本配置された導電板７Ａ，
７Ａ′で構成されており、垂直偏向用電圧が印加され、
線陰極２から放出された電子ビームを垂直方向に偏向し
ている。本構成例では、一対の導電板７Ａ，７Ａ′によ
って１本の線陰極２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対の垂直偏向導電体対が構成され、スクリーン板８
に垂直方向に240本の水平走査ラインを描いている。

【０００９】上述した水平偏向電極６及び垂直偏向電極
７は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
板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板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
ることができる。

【００１０】また、スクリーン板８は図２に示すよう
に、ガラス板９の裏面の蛍光体10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10はビーム流制
御電極４の１つの貫通孔４a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。

【００１１】上記スクリーン板８に示す破線は複数本の
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点鎖線は複数本のビーム流制御電極４の各
々に対応して表示される水平方向の区分を示す。これら
破線、２点鎖線で仕切られた１つの区画の拡大図を図３
に示す。

【００１２】即ち、図３に示すように、水平方向ｘでは
２トリオ分のＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体、垂直方向ｙでは８ラ
イン分の幅を有している。１区画の大きさは本構成例で
は水平方向１mm、垂直方向３mmである。

【００１３】上述したスクリーン板８におけるＲ，Ｇ，
Ｂの各々３色の蛍光体10はストライプ状に図示している
が、デルタ状に配置した構成のものもある。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。

【００１４】なお、図２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。

【００１５】また本構成例では、制御電極４の１つの貫
通孔４a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
成されたものもある。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。

【００１６】次に図２に示す画像表示素子を駆動するた
めの駆動回路の一例を図４に示し、図５は各回路のタイ
ミングチャートを示す。まず、電子ビームをスクリーン
板８に照射して表示する駆動部分の説明を行う。

【００１７】電源回路11は画像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、収束電極５には
Ｖ５、スクリーン板８にはＶ８の直流電圧をそれぞれ印
加する。

【００１８】線陰極駆動回路12は、図５の(1)に示す垂
直同期信号Ｖと水平同期信号Ｈをパルス発生回路14に入
力し、この両信号Ｖ，Ｈを用いて図５の(2)に示す線陰
極駆動パルス(イ〜マ)を作成する。各線陰極２イ〜２マ
は図４の12Ａで示す(イ〜マ）のように、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。

【００１９】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ビームが放出される。また、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方が高くなるため、線陰極からは
電子ビームが放出されない。この場合、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マまでの
順次８走査期間ずつ電位を切り替えて行う。

【００２０】次に偏向部分の説明を行う。偏向電圧発生
回路13は、ダイレクトメモリアクセスコントローラ(以
下、ＤＭＡコントローラと称す)13Ａ、偏向電圧波形記
憶用メモリ(以下、偏向メモリと称す)13Ｂ、デジタル−
アナログ変換器(以下、Ｄ／Ａ変換器と称す)13h,13v等
によって構成され、図５の(3)及び(4)に示す水平偏向信
号ｈ，ｈ′及び垂直偏向信号ｖ，ｖ′を発生する。

【００２１】本構成例においては垂直偏向信号ｖ，ｖ′
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13Ｂからデータを読み出してＤ／
Ａ変換器13vでアナログ信号に変換して、垂直偏向電極
７(導電極７Ａ，７Ａ′)に垂直偏向信号ｖ，ｖ′を加え
ている。

【００２２】また、偏向メモリ13Ｂ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変換器13vでアナログ信号
に変換された波形もほぼ８段階の垂直偏向信号ｖ，ｖ′
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。

【００２３】また水平偏向信号ｈ，ｈ′に関しては、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
モリをもっている。したがって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。

【００２４】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13Ｂから読み出して、Ｄ／Ａ変
換器13hでアナログ信号に変換して、水平偏向電極６(導
電板６Ａ，６Ａ′)に水平偏向信号ｈ，ｈ′を加えてい
る。

【００２５】これを要約すると、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が印加され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ｘに120区分に分割され、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
毎にビーム流制御電極４によって電子ビームの通過量が
制御され、収束電極５によって収束された後、図５の
(3)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６(導電板６
Ａ，６Ａ′)等により、各水平表示期間にスクリーン板
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
ン板８の上にカラー画像を表示することができる。

【００２６】次に電子ビームの変調制御部分について説
明する。

【００２７】信号入力端子15Ｒ，15Ｇ，15Ｂ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16a〜16nに加えられる。各サンプルホールド回路
１６ａ〜１６ｎは、それぞれＲ１用，Ｇ１用，Ｂ１用，
およびＲ２用，Ｇ２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。

【００２８】サンプリングパルス発生回路19は、パルス
発生回路14からの水平偏向信号Ｈを入力として動作し、
その水平周期(63.5μs)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16a〜16n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〜Ｂn２(19Ａで示す)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1
20組のサンプルホールド回路16a〜16n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Ｒ
１，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。

【００２９】このサンプルホールドされた120組のＲ
１，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17a〜17
nに転送パルス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(ＳＷ)18a〜18nに加えられる。スイッチ
ング回路18a〜18n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20から加えられ
るスイッチングパルスｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，
ｂ２(20Ａで示す)よって同時に切り替え制御される。

【００３０】前記スイッチングパルスｒ１，ｇ１，ｂ
１，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18a〜18n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21a〜2
1nに供給している。

【００３１】これらの各スイッチング回路18a〜18nの出
力は、120組のパルス幅変調(以下、ＰＷＭと称す)回路2
1a〜21nに加えられ、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ＰＷＭ回路21a〜21nの出力は電子ビーム
を変調するための制御信号として画像表示素子のビーム
流制御電極４の120本の制御電極用導電板４Ａ₁〜４Ａn
にそれぞれ個別に加えられる。

【００３２】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18a〜18nにおけるＲ１，Ｇ
１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の映像信号の切り替えと、
偏向電圧発生回路13による電子ビームＲ１，Ｇ１，Ｂ
１，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。

【００３３】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、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ
２，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。

【００３４】このような制御が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て、スクリーン板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
がスクリーン板８に表示される。

【００３５】なお、本構成例に必要な基本クロックは図
４に示すパルス発生回路14から供給されており、水平同
期信号Ｈ、および垂直同期信号Ｖでタイミングをコント
ロールしている。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の画像表示素
子からなる画像表示装置において、図４に示すパルス幅
変調(ＰＷＭ)回路21a〜21nには、従来、ＣＭＯＳのＩＣ
を用いて構成している。

【００３７】このＣＭＯＳＩＣの場合、サージが入力し
たとき誤動作するという本質的な問題点を有し、誤動作
発生前にＩＣに過大電流が流れる。

【００３８】本発明は、この過大電流がＩＣに流れるこ
とに着目し、この過大電流を検出したときにパルス幅変
調回路の電源供給を一定期間止め、誤動作を防止するこ
とを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】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各垂直区分毎に線陰極が
設けられ、この線陰極から発生された電子ビームが垂直
及び水平方向に偏向されてスクリーン上に垂直方向にス
トライプ状に塗布されたカラー蛍光体に照射されること
によりカラー画像を形成する画像表示装置において、Ｃ
ＭＯＳのＩＣからなりかつ前記電子ビームを変調するた
めの制御信号を出力するパルス幅変調回路の電源ライン
に流れる過大電流を検出する手段と、この過渡的な電流
変化を電圧に変換する手段と、この電圧変化をパルスに
変換する手段と、この変換されたパルスにより前記電源
ラインへの電源供給を一定期間止める手段とにより構成
され、前記パルス幅変調回路の電源ラインに過大電流が
流れる期間は前記パルス幅変調回路に電源を供給しない
ことを特徴とする。

【００４０】

【作用】本発明によれば、パルス幅変調回路の誤動作発
生前に、電源ラインに過大電流が流れた場合、過大電流
検出手段により過大な電流を検出し、その過渡的な電流
変化を電圧変換手段により電圧変換し、その過渡的な電
圧変化をパルス変換手段によりパルス変換し、この発生
パルスを電源供給停止手段に入力し電源供給を一定期間
止める。

【００４１】その結果、パルス幅変調回路のＩＣの誤動
作発生前に、電源ラインに過大電流が流れても、電源供
給が一定期間止められるために、誤動作の発生しないパ
ルス幅変調回路が得られる。

【００４２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例によるパルス幅変
調回路の誤動作防止回路図である。図中、22は図４に示
すパルス幅変調(ＰＷＭ)回路21a〜21nのＩＣ電源入力側
接続端子、23は同ＩＣ電源出力側接続端子である。24は
電源ラインに流れる過大電流の検出用抵抗、25は電源ラ
インに過大電流が流れた場合にＯＮする第１のＰＮＰト
ランジスタ、26は該第１のＰＮＰトランジスタのコレク
タに一端が接続され、他端がＧＮＤされた電圧変換用抵
抗、27は該電圧変換用抵抗による過渡的な電圧変化を若
干鈍らせるコンデンサ、28は過渡的な電圧変化を入力と
して、Ｑ端子にパルスを発生する単安定マルチバイブレ
ータ、29及び30は前記単安定パルスバイブレータからの
パルスにより動作が制御される第１及び第２のＮＰＮト
ランジスタ、31は前記ＩＣ電源入力側及び出力側の両接
続端子22，23間にエミッタ，コレクタが夫々接続された
第２のＰＮＰトランジスタで、前記第１及び第２のＮＰ
Ｎトランジスタ29，30により、電源供給を一定期間止め
る動作をする。なお、32は本誤動作防止回路の電源端子
である。

【００４３】次に本実施例の動作を説明すると、電源ラ
イン、つまりＩＣ電源入力側接続端子22から過大電流検
出用抵抗24に過大電流が流れると、第１のＰＮＰトラン
ジスタ25がＯＮする。このとき、電圧変換用抵抗26によ
り単安定マルチバイブレータ28のＢ入力端子には過渡的
な電圧変化が入力される。

【００４４】ここでコンデンサ27は、過渡的な電圧変化
を若干鈍らせる働きをし、ノイズに対する誤動作を防
ぐ。また、単安定マルチバイブレータ28のＡ入力端子は
ＧＮＤにおとしている。このとき、単安定マルチバイブ
レータ28のＱ出力端子には一発のパルスが発生する。こ
こで通常状態では、単安定マルチバイブレータ28のＱ出
力端子の出力はＬである。第１のＮＰＮトランジスタ29
および第２のＮＰＮトランジスタ30は通常状態ではＯＮ
であるが、単安定マルチバイブレータ28のＱ出力端子の
出力がＨになると、ＯＦＦになる。第２のＮＰＮトラン
ジスタ30がＯＦＦになれば、第２のＰＮＰトランジスタ
31はＯＦＦとなる。

【００４５】つまり、単安定マルチバイブレータ28のＱ
出力端子に一発のパルスが出力された場合、第２のＰＮ
Ｐトランジスタ31がＯＦＦとなることにより一定期間、
出力側接続端子23には電源の供給が停止される。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のパルス幅変
調回路の誤動作防止回路は、その電源ラインにおいて、
誤動作発生前にＩＣに過大電流が流れ、過大電流を検出
した場合、パルス幅変調回路の電源供給を一定期間止め
ることにより、パルス幅変調回路のＩＣの誤動作を防止
でき、その実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるパルス幅変調回路の
誤動作防止回路の回路図である。

【図２】従来の画像表示素子の基本的な構成例を示す図
である。

【図３】図２のスクリーン板における１つの区画の拡大
図である。

【図４】図２の画像表示素子を駆動する回路の一例を示
す図である。

【図５】図４の各回路のタイミングチャートを示す図で
ある。

【符号の説明】

22…パルス幅変調回路のＩＣ電源の入力側接続端子、
23…パルス幅変調回路のＩＣ電源の出力側接続端子、
24…過大電流検出用抵抗、 25…第１のＰＮＰトランジ
スタ、 26…電圧変換用抵抗、 27…コンデンサ、 28
…単安定マルチバイブレータ、 29…第１のＮＰＮトラ
ンジスタ、 30…第２のＮＰＮトランジスタ、 31…第
２のＰＮＰトランジスタ、 32…電源端子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン上の画面を垂直方向に複数の
   区分に分割した各垂直区分毎に線陰極が設けられ、この
   線陰極から発生された電子ビームが垂直及び水平方向に
   偏向されてスクリーン上に垂直方向にストライプ状に塗
   布されたカラー蛍光体に照射されることによりカラー画
   像を形成する画像表示装置において、 ＣＭＯＳのＩＣからなりかつ前記電子ビームを変調する
   ための制御信号を出力する パルス幅変調回路の電源ライ
   ンに流れる過大電流を検出する手段と、この過渡的な電
   流変化を電圧に変換する手段と、この電圧変化をパルス
   に変換する手段と、この変換されたパルスにより前記電
   源ラインへの電源供給を一定期間止める手段とにより構
   成され、前記パルス幅変調回路の電源ラインに過大電流
   が流れる期間は前記パルス幅変調回路に電源を供給しな
   いことを特徴とするパルス幅変調回路の誤動作防止回
   路。