JPH05174737A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線陰極から電子放出させる電位を作る回路の
部品点数を減らし、エミッション電源を必要とせず、な
おかつダイオードの短絡時、線陰極の保護を可能にす
る。 【構成】 駆動パルスが低電位の間、線陰極駆動回路26
のスイッチをＬに接続し、線陰極はツェナーダイオード
54の電位にされ、電子を放出する。このとき、ツェナー
ダイオード54の電圧よりカットオフ電源52の電圧の方が
高いため、ダイオード51イ〜50ツによって、カットオフ
電源52から線陰極２イ〜２ツの方向には電流が流れな
い。ダイオード50イ〜50ツが何らかの原因により短絡破
壊したとき、カットオフ電源52から線陰極２イ〜２ツに
流れる電流によってヒューズ53は瞬時に切れ、電流を止
めて線陰極切れを防止する。

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、
全体として画像を表示する画像表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像表示素子の基本的な構造を図
３を参照して説明する。

【０００３】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、さらに垂直方向に間隔をもって複数本
(図は２イ〜２トの７本だけ示している)設けられている
が、具体的な構成では、線陰極２の間隔は4.4mm、本数
は19本設けらているものとして、線陰極２を２イ〜２ツ
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のタングテン棒の表面に酸化物陰極材料を
塗布している。

【０００５】前記線陰極２は後述するように、上方の線
陰極２イから下方の線陰極２ツ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。図３では図示してないが、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。

【０００６】ビーム引き出し電極３は、線陰極２イ〜２
ツ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貫通孔10を通して
取り出す。

【０００７】制御電極４は、線陰極２イ〜２ツのそれぞ
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。具体的には114本の制御電極用
導電板が設けられている(図３では８本だけ図示してい
る)。さらに制御電極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。

【０００８】収束電極５は、制御電極４に設けらた各貫
通孔14と対向する位置に貫通孔16を有する導電板17であ
り、電子ビームを収束している。

【０００９】水平偏向電極６は、前記貫通孔16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18，18′で構成されており、それぞれの導電
板18，18′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。具体的には、電子ビームごとに２トリオ分
偏向している。

【００１０】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。具体的
には、一対の導電板19，19′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12ライン分偏向してい
る。そして20個で構成された垂直偏向電極７によって、
19本の線陰極のそれぞれに対応する19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228本の
水平走査ラインを描いている。

【００１１】上記の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。

【００１２】スクリーン板８は図３に示すように、ガラ
ス板21の裏面の蛍光体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。

【００１３】図３において、スクリーン板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。
破線と２点鎖線で仕切された１つの区画の拡大図を図４
に示す。

【００１４】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12ライン分の幅
を有している。１区画の大きさは本実施例では水平方向
１mm、垂直方向4.4mmである。なお図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よい。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。なお、図４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。また上記の構成では、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
ていてもよい。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。

【００１５】次に上記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
をスクリーン板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
ーン板８にはＶ８の直流電圧を印加する。

【００１６】パルス発生回路39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を作成する。図
６にそのタイミング図を示す。図２に示すように、線陰
極駆動回路26は、線陰極駆動パルスを受けて駆動パルス
が高電位の間は、スイッチをＨに接続し、線陰極加熱電
源51により線陰極を加熱する。このとき、線陰極はカッ
トオフ電源により、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ツに加え
られている電位の方が高くなるため、線陰極からは電子
が放出されない。

【００１７】駆動パルスが低電位の間、スイッチをＬに
接続し、線陰極はツェナーダイオード57とダイオード56
による電位にされ電子を放出する。このとき、ツェナー
ダイオード57とダイオード56による電圧よりカットオフ
電源52の電圧の方が高いため、ダイオード50イ〜50ツに
よって、カットオフ電源52から線陰極の方には電流が流
れない。抵抗器55は、ダイオード50イ〜50ツが何からの
原因により短絡破壊したとき、カットオフ電源52から線
陰極に流れる電流を抑制し、線陰極切れを防止する働き
をする。エミッション電源59と抵抗器58はツェナーダイ
オード57と、駆動パルスが低電位の間線陰極に電子放出
電位を与える電流を供給する。

【００１８】これにより19本の線陰極２イ〜２ツより、
それぞれ低電位の駆動パルス(イ〜ツ)が加えられた12水
平走査期間だけ電子が放出される。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ツまで順次12
走査期間ずつ電位を切り替えて行けばよい。

【００１９】次に偏向部分に説明を行う。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、水平偏向信号発生
器43h、垂直偏向信号発生器43v等によって構成され、垂
直偏向信号ｖ，ｖ′および水平偏向信号ｈ，ｈ′を発生
する。

【００２０】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228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フィールドおよび第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、垂直偏向信号発
生器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。

【００２１】偏向メモリ42に記憶された垂直偏向位置情
報は、12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、偏向信号に変換された波形もほぼ12段階
の垂直偏向信号となっているが、上記のように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。したがって１フレーム間に45
6水平走査期間表示するとして、456×６＝2736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1368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偏向メモリ42から読み出して、水
平偏向信号発生器43h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。

【００２２】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ツのうちの低電
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によって水平方向に
114区分に分割され、114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のち、図６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
の蛍光体に水平表示期間／６ずつ順次照射される。かく
して、各水平ラインのラスターは114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ことができる。

【００２３】次に電子ビームの変調制御部分について説
明する。

【００２４】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、114
組のサンプルホールド回路31a〜31nに加えられる。各サ
ンプルホールド回路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(63.5μsec)のうちの水平
表示期間(約50μsec)に、前記114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Ｒ
２用，Ｇ２用，Ｂ２用のサンプルホールド回路に対応す
る684個(114×６）のサンプリングパルスＲa１〜Ｂn２
を順次発生する。

【００２５】前記684個のサンプリングパルスがそれぞ
れ114組のサンプルホールド回路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には、１
ラインを114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114組のＲ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ
２の映像信号は１ライン分のサンプルホールド終了後に
114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。

【００２６】保持された信号は114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，ｒ２，ｇ２，ｂ２によって同時に切
り替え制御される。

【００２７】スイッチングパルスｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ
２，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(ＰＷＭ)回路37
a〜37nに供給している。各スイッチング回路35a〜35nの
出力は、114組のＰＷＭ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、表示素子の制御電極４の114本の導電板15a
〜15nにそれぞれ個別に加えられる。

【００２８】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，Ｇ
１，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，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。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，Ｒ２，
Ｇ２，Ｂ２についても同様に制御されて、各絵素のＲ
１，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。

【００２９】上記の制御が１ライン分の114組(各２絵素
ずつ)分同時に実行されて、１ライン228絵素の映像が表
示され、さらに１フィールド228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。

【００３０】なお、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、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。

【００３１】

【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、ダイオード50イ〜50ツが何らかの原因に
より短絡破壊したとき、カットオフ電源52から線陰極に
流れる電流を抵抗器55によって抑制して線陰極切れを防
止し、線陰極駆動パルスが低電位の時、エミッション電
源59と抵抗器58、ツェナーダイオード57とダイオード56
によって線陰極に電子放出電位を与えているため、部品
点数が多く、エミッション電源を必要とするという課題
を有していた。

【００３２】本発明の目的は、上記課題に鑑み、線陰極
から電子放出させる電位を作る回路の部品点数を減ら
し、エミッション電源を必要とせず、なおかつダイオー
ド短絡時、線陰極を保護することができる画像表示装置
を提供することにある。

【００３３】

【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、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、
この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複数の線陰極と、この線陰極
にそれぞれ加熱を行う線陰極加熱期間と電子放出を行う
電子放出期間とを交互に与える線陰極駆動パルスを発生
するパルス発生回路と、前記線陰極を加熱したり、電子
放出されるために回路を切り換える線陰極駆動回路と、
前記線陰極に接続されて線陰極加熱期間だけに導通する
ダイオードと、このダイオードに接続され、線陰極加熱
期間だけ線陰極を加熱する線陰極加熱電源と、線陰極加
熱期間中に線陰極から電子放出させないようカットオフ
電位を与えるカットオフ電源と、電子放出期間中に線陰
極の電子を決めるツェナーダイオードと、前記ダイオー
ドの短絡時、カットオフ電源から線陰極に流れる電流を
切るヒューズとを備えたものである。

【００３４】

【作用】上記の手段によって、線陰極駆動パルスが低電
位の間、ビーム引き出し電極から線陰極に流れて来る電
流とツェナーダイオードによって、線陰極は電子放出電
位に保たれる。ダイオードの短絡時、カットオフ電源か
ら線陰極に流れる電流をヒューズが切れることによって
遮断し、線陰極を保護する。よって、エミッション電源
は必要なくなり、ヒューズとツェナーダイオードにより
実現できる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００３６】図１は、本発明の一実施例における画像表
示装置の線陰極駆動回路と線陰極保護回路の回路図を示
すものである。

【００３７】図１において、２イ〜２ツは線陰極、26は
線陰極２イ〜２ツを加熱と電子放出とに切り換える線陰
極駆動回路、39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を作成するパルス発生回路、50イ
〜50ツはダイオード、51は線陰極加熱電源、52は線陰極
２の加熱期間中、電子を放出させないような電位を与え
るカットオフ電源、53はヒューズ、54は電子放出期間
中、線陰極２に電子が放出できる電位をつくるツェナー
ダイオードである。

【００３８】以上のように構成された線陰極駆動回路と
線陰極保護回路について、その動作を図１および図３を
用いて説明する。

【００３９】線陰極駆動回路26は、線陰極駆動パルスを
受けて駆動パルスが高電位の間は、スイッチをＨに接続
し、線陰極加熱電源51により線陰極２を加熱する。この
とき、線陰極２はカットオフ電源52により、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に加えられている電位の方が高くなるた
め、線陰極２からは電子が放出されない。駆動パルスが
低電位の間、線陰極駆動回路26のスイッチをＬに接続す
ると、線陰極２はツェナーダイオード54の電位にされ電
子を放出する。

【００４０】このとき、ツェナーダイオード54の電圧よ
りカットオフ電源52の電圧の方が高いため、ダイオード
50イ〜50ツによって、カットオフ電源52から線陰極２イ
〜２ツの方向には電流が流れない。ダイオード50イ〜50
ツが何らかの原因により短絡破壊したとき、カットオフ
電源52から線陰極２イ〜２ツに流れる電流によってヒュ
ーズ53は瞬時に切れ、電流を止めて線陰極切れを防止す
る働きをする。

【００４１】以上のように本実施例によれば、線陰極２
を保護しながら部品点数を減らすことができると共に、
エミッション電源を必要としないため電源数を減らすこ
とができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、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、この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複数の線陰極と、この線
陰極にそれぞれ加熱を行う線陰極加熱期間と電子放出を
行う電子放出期間とを交互に与える線陰極駆動パルスを
発生するパルス発生回路と、前記線陰極を加熱したり、
電子放出させるために回路を切り換える線陰極駆動回路
と、前記線陰極に接続されて線陰極加熱期間だけに導通
するダイオードと、このダイオードに接続され、線陰極
加熱期間だけ線陰極を加熱する線陰極加熱電源と、線陰
極加熱期間中に線陰極から電子放出させないようカット
オフ電位を与えるカットオフ電源と、電子放出期間中、
線陰極の電位を決めるツェナーダイオードと、前記ダイ
オードの短絡時、カットオフ電源から線陰極に流れる電
流を切るヒューズとを設けることにより、従来装置より
部品点数を減らすことができると共に、エミッション電
源を必要としないため電源数を減らすことができ、実用
上の効果が大なる画像表示装置を提供できる。

【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線陰
極駆動回路と線陰極保護回路の回路図である。

【図２】従来の線陰極駆動回路と線陰極保護回路の回路
図である。

【図３】本実施例で用いられる画像表示素子の分解斜視
図である。

【図４】同画像表示素子の蛍光面の拡大図である。

【図５】同画像表示装置の駆動回路ブロック図である。

【図６】同画像表示装置の動作説明のための波形図であ
る。

【符号の説明】

２イ〜２ツ…線陰極、 26…線陰極駆動回路、 39…パ
ルス発生回路、 50イ〜50ツ…ダイオード、 51…線陰
極加熱電源、 52…カットオフ電源、 53…ヒューズ、
54…ツェナーダイオード。

Claims (1)

【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、このスクリーン
   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
   を発生する複数の線陰極と、この線陰極にそれぞれ加熱
   を行う線陰極加熱期間と電子放出を行う電子放出期間と
   を交互に与える線陰極駆動パルスを発生するパルス発生
   回路と、前記線陰極を加熱したり、電子放出されるため
   に回路を切り換える線陰極駆動回路と、前記線陰極に接
   続されて線陰極加熱期間だけに導通するダイオードと、
   このダイオードに接続され、線陰極加熱期間だけ線陰極
   を加熱する線陰極加熱電源と、線陰極加熱期間中に線陰
   極から電子放出させないようカットオフ電位を与えるカ
   ットオフ電源と、電子放出期間中に線陰極の電位を決め
   るツェナーダイオードと、前記ダイオードの短絡時、カ
   ットオフ電源から線陰極に流れる電流を切るヒューズと
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。