JP3118873B2 - 画像表示装置 - 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
垂直方向に複数に分割したときのそれぞれの区分毎の電
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
体として画像を表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像表示装置の基本的な構造を図
３に示して説明する。

【０００３】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、集束電極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。

【０００４】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所定の間隔を
もって複数本（本説明では２イ〜２ニの４本のみ示して
いる。）設けられている。本構成では線陰極の間隔は３
mm、本数は３０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なる。前記の線陰極２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。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を有し、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。

【０００５】ビーム流制御電極４は、映像信号の絵素に
対応して、線陰極２から発生する電子ビームの量を、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】水平偏向電極６は、前記ビーム流制御電極
４の貫通孔１４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電板１８，１８′で構成
されており、それぞれの導電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。

【０００７】垂直偏向電極７は、前記貫通孔１４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
た導電板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
で電極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、垂直の各偏向歪みを少なくする
ことが出来る。

【０００８】スクリーン８は硝子板の裏面に蛍光体をス
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
はビーム流制御電極４の電極一本分の電子ビームを水平
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。

【０００９】図３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点鎖線は複数本のビーム制御
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
図４に示す。図４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１m
m、垂直方向３mmである。

【００１０】尚図４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。

【００１１】尚図３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。

【００１２】また本構成では、ビーム流制御電極４のそ
れぞれの電極に対して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。ただしビーム制御電極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。

【００１３】次にこの表示素子を駆動するための駆動回
路の動作を、図５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。

【００１４】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、ビーム引き出し
電極３にはＶ３、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。図６にそのタイミング図を示す。各線陰極２イ〜
２マは図６（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、ビーム制御電極４とビーム引き出し電
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えば良い。

【００１５】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ントローラ
（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。

【００１６】本構成においては垂直偏向信号にかんし
て、オーバースキャンを考慮して、１フィールドで２４
０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からデータを読み出して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、各水平走査毎に位置を
微調整できるようにしている。

【００１７】また水平偏向信号に対しては、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
直期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、ビーム引き出し電極３によって水
平方向に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
各区分毎にビーム制御電極４によってビーム量が制御さ
れ、図４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７イ，７ロ
等により、各水平表示期間にスクリーン８のＲ１，Ｇ
１，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Ｒ
１，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。

【００１８】次に電子ビームの変調制御部分について説
明する。まず図５において、信号入力端子２３Ｒ、２３
Ｇ，２３Ｂに加えられたＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号は、１
２０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，Ｇ２用，
Ｂ２用の６個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１
２０組のサンプルホールド回路３１ａ〜３１ｎの各々Ｒ
１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１２
０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３
５ａ〜３５ｎはそれぞれがＲ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ
２，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
イッングパルスｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２に
よって同時に切り替え制御される。

【００１９】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３５ａ〜３
５ｎ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３
５ａ〜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、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制御電極４の１２０
本の導電板にそれぞれ個別に加えられる。

【００２０】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Ｒ
１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２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，Ｇ
１，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，Ｇ
２，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
から順次行われて、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図５
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。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された画像表示装置では、パルス幅変調され
た信号が隣のビーム流制御電極の信号と時間差が生じた
とき、隣のビーム流制御電極がＯＮであるかＯＦＦであ
るかによって、ビーム流の軌道が変化してしまい画質を
劣化させるという問題点を有していた。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の画像表示装置は、ビーム流制御電極の駆
動方式を、偶数電極と奇数電極と交互に駆動し、偶数電
極に映像信号電圧が加わっているときは、奇数電極に
は、シールド電圧を加えるようにし、次のタイミング
で、偶数と奇数電極に加えられる電圧が上記と反転する
ような駆動回路を備えたものである。

【００２３】

【作用】本発明は、上記のような構成にすることによっ
て、ビーム流制御電極の隣り合った電極で起こる相互影
響を大幅に減らすことが可能となり、画質の劣化を少な
くすることができる。

【００２４】

【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。

【００２５】図１は、本発明の一実施例における画像表
示装置の基本駆動回路の回路図、図２は、本発明の一実
施例における画像表示装置の各種タイミングの波形を示
すものである。

【００２６】図１において、２２は電源回路、３１ａ〜
３１ｎはサンプルホールド回路、３２ａ〜３２ｎはメモ
リ、３４はサンプリングパルス発生回路、３５ａ〜３５
ｎはスイッチ、３７ａ〜３７ｎはＰＷＭ回路、３９はパ
ルス発生回路、４１はＤＭＡコントローラ、４２は偏向
メモリ、４３ｈ，４３ｖはディジタルアナログ変換器
（Ｄ／Ａ）、２６は線陰極駆動回路、３６はスイッチン
グパルス発生回路、５０ａ，５０ｂ〜５０ｎは各ＰＷＭ
回路、３７ａ〜３７ｎの出力端に接続されて、スイッチ
ングパルスｓによって切り替えが制御されるスイッチ回
路である。

【００２７】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、図１，図２を用いてその動作を説明する。

【００２８】図１の本発明の一実施例における画像表示
装置の基本駆動回路において、端子２３Ｒ，２３Ｇ，２
３Ｂから入力されたＲ，Ｇ，Ｂの映像信号は、サンプリ
ングパルス発生回路３４によって制御されたサンプルホ
ールド回路３１ａ〜３１ｎでサンプルホールド後、メモ
リ３２ａ〜３２ｎに転送される。この場合、メモリ３２
ａ〜３２ｎ全体で、１ライン分をメモリし、スイッチン
グパルス発生回路３６から出力される図２に示すような
スイッチングパルスｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ
２によってスイッチ３５ａ〜３５ｎがスイッチングさ
れ、ＰＷＭ回路３７ａ〜３７ｎに送られて、スイッチン
グパルス発生回路３６から出力される第２図に示すよう
なスイッチングパルスｓによってスイッチ５０ａ〜５０
ｎがスイッチングされて、ビーム流制御電極４に信号が
印加される。

【００２９】そのときのスイッチングパルスのタイミン
グについて詳しく説明する。まず、スイッチ３５ａ〜３
５ｎに図２で示すスイッチングパルスｒ１のハイレベル
期間、ディジタル化されたＲ信号がＰＷＭ回路３７ａ〜
３７ｎに送られる。そこで、ＰＷＭ回路３７ａ，３７
ｃ，３７ｅ，・・・は、スイッチングパルスｓのハイレ
ベル期間ではＰＷＭ回路は動作せずスイッチ５０ａ，５
０ｃ，５０ｅ，・・・はグランド側に切り替わり、そこ
に接続されているビーム流制御電極はシールド電極とし
て働く。また、同じスイッチングパルスｓのハイレベル
期間にＰＷＭ回路３７ｂ，３７ｄ，・・・はＰＷＭ動作
を行ないスイッチ５０ｂ，５０ｄ，・・・はＰＷＭ回路
側に切り替わり、そこと接続されているビーム流制御電
極は信号電極として働く。

【００３０】スイッチングパルスｓのロウレベル期間で
は、上記とは逆にスイッチ５０ａ，５０ｃ，５０ｅ，・
・・が信号側、スイッチ５０ｂ，５０ｄ，・・・がシー
ルド側になる。

【００３１】スイッチングパルスｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ
２，ｂ２についても上記と同様の動作をし、となり同士
のビーム流制御電極に同時に信号が加わらなくなりビー
ム流制御電極間の相互の影響を大幅に減らすことができ
る。

【００３２】また、線陰極駆動回路２６によって垂直同
期信号Ｖと水平同期信号Ｈを用いてつくられた線陰極駆
動パルス２イ〜２ホによって、ビーム流制御電極４イ〜
４リのそれぞれに対応した線陰極が電子を放出し、それ
と同時に上記電子ビームは、ビーム引き出し電極３の垂
直方向に複数の貫通孔を通過するようにＤＭＡコントロ
ーラ４１と偏向メモリ４２によって出力されたディジタ
ルデータをＤ／Ａ変換器でアナログに変換したｖ１，ｖ
１′信号を増幅し、垂直偏向電極１に印加することによ
って偏向される。

【００３３】ビーム引き出し電極３を通過した電子ビー
ムは、ＤＭＡコントローラ４１と偏向メモリ４２によっ
て出力されたディジタルデータをＤ／Ａ変換器でアナロ
グに変化した後、ｈ，ｈ′およびｖ２，ｖ２′は増幅さ
れてそれぞれ、水平偏向電極６、垂直偏向電極７に印加
され、水平偏向、垂直偏向を受けた後、スクリーン８に
照射され発光する。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、画像表示素子そ
のものの構造を変えることなく、駆動回路の変更のみで
ビーム流制御電極のとなり同士で起こる相互影響による
画質劣化を大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像表示装置の基本
駆動回路図

【図２】本発明の一実施例における画像表示装置の各種
タイミングの波形図

【図３】従来の画像表示装置の基本的な構造を示す分解
斜視図

【図４】スクリーンの拡大図

【図５】画像表示装置の基本駆動回路図

【図６】各種波形のタイミング図

【符号の説明】

２ 線陰極 ３ ビーム引き出し電極 ４ ビーム流制御電極 ５ 集束電極 ６ 水平偏向電極 ７ 垂直偏向電極 ８ スクリーン ２２ 電源回路 ２３ 入力端子 ２６ 線陰極駆動回路 ３１ サンプルホールド回路 ３２ メモリ ３４ サンプルリングパルス発生回路 ３５ スイッチング回路 ３６ スイッチングパルス発生回路 ３７ ＰＷＭ回路 ３９ パルス発生回路 ４０ 偏向信号発生回路 ４１ ＤＭＡコントローラ ４２ 偏向メモリ ４３ Ｄ／Ａ変換器 ５０ スイッチ

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
   上画面を垂直方向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せられた電子
   ビームを、垂直方向に偏向するための垂直偏向電極と、
   上記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照射する分離手段と、上記電子
   ビームを上記スクリーンに至るまでの間で水平方向に複
   数段階に偏向する水平偏向電極と、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を備え、ビーム流制御電極に加
   える信号をビーム流制御電極の偶数電極と奇数電極に交
   互に信号電圧とシールド電圧を加えることによって、ビ
   ーム流制御電極に加えられる信号電圧の時間差によって
   起こる電子ビームの軌道ずれをなくしたことを特徴とす
   る画像表示装置。