JPH05281919A

JPH05281919A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH05281919A
Application number: JP8180992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Taniguchi; 啓成谷口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】水平偏向波形の変化期間をＰＷＭ期間として
使用できるようにし、画面輝度を高める。【構成】水平偏向電極を画面の上側と下側に分割し、
走査を画面の上側、下側と交互に行ない、それぞれ画面
のオフの期間に水平偏向波形を変化させる。

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
垂直方向に複数に分割した時のそれぞれ区分毎の電子ビ
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に用いられる画像表
示素子の基本的な構造を（図６）に示して説明する。

【０００３】この表示素子は後方からアノ−ド側に向か
って順に背面電極１、電子ビ−ム源としてのカソード
２、電子ビーム引き出し電極３、信号変調電極４、集束
電極５、水平偏向電極６、垂直偏向電極７、スクリ−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】電子ビ−ム源としてのカソード２は水平方
向に線状に分布する電子ビ−ムを発生するように水平方
向に張られており、カソード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本のみ示し
ている。）設けられている。本構成ではカソードの間隔
は４．４mm、本数は１９本設けられているものとして、
前記カソードを２イ〜２ツとする。前記カソードの間隔
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−ン８の間隔により規制されている。これ
らのカソード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
のカソードは後述するように、上方のカソード２イから
下方の２ツまで順番に一定時間ずつ電子ビ−ムを放出す
るように制御される。背面電極１は該当するカソード以
外のカソードからの電子ビームの発生を抑止すると共
に、電子ビ−ムをアノード方向のみに押し出す作用もし
ている。（図６）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。電子ビーム引き出し電極３はカソード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、カソード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。次に信号変調電極４はカソード
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。本構成
では１１４本の信号変調電極用導電板１５ａ〜１５ｎが
設けられている。（図６では８本のみ図示している）。
信号変調電極４は前記電子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。集束電極５
は、信号変調電極４に設けられた各貫通孔１４と対向す
る位置に貫通孔１６を有する導電板１７で、電子ビ−ム
を集束している。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−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
のカソード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本のカソード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、スクリーン上
８に垂直方向に２２８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（図６）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−ボンも塗布されている。蛍光体２０は
信号変調電極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。（図６）にお
いて、スクリーン８に記入した破線は複数本のカソード
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点鎖線は複数本の信号変調電極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７）に示す。

【０００５】（図７）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区画の大きさは本例では水平方
向１mm、垂直方向４．４mmである。尚（図７）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。また（図７）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、信号変調電極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。ただし信号変調電極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。

【０００６】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８）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Ｖ
１、電子ビーム引き出し電極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。

【０００７】パルス発生回路３９は、垂直同期信号Ｖと
水平同期信号Ｈを用いてカソード駆動パルスを作成す
る。（図９）にそのタイミング図を示す。各カソード２
イ〜２ツは（（図８（イ〜ツ））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〜ツ）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。

【０００８】これにより１９本のカソード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水平走査期間のみ電子が放出される。１画面を構
成するには、上方のカソード２イから下方のカソード２
ツまで順次１２走査期間ずつ電位を切り替えて行けば良
い。

【０００９】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、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’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−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。前記の偏向メモリ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−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４５６水平走査期間表示するとして、４５
６×６＝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
前記偏向メモリ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。

【００１０】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、カソード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カソードから放出さ
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
分毎に信号変調電極４によってビ−ムの通過量が制御さ
れ、集束電極５によって集束された後、（図９）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−
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
示する事ができる。

【００１１】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８）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、１１４組のサンプルホールド回路組、３１ａ〜３１
ｎに加えられる。各サンプルホールド回路組３１ａ〜３
１ｎ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 50μse
c）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Ｒ２用、
Ｇ２用、Ｂ２用のサンプルホールド回路に対応する６８
４個（１１４×６）のサンプリングパルスＲａ１〜Ｒｎ
２を順次発生する。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１１４個に区分したとき
のそれぞれの２絵素分のＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ
２、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、Ｇ
１、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１１４組のメモリ３２ａ〜３
２ｎ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。この保持されたＲ１、Ｇ
１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の信号は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、ｇ
２、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、ｇ２ｂ２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、１１
４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、Ｂ
２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信号として表示素子の信号
変調電極４の１１４本の導電板１５ａ〜１５ｎにそれぞ
れ個別に加えられる。

【００１２】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、水平偏向信号発生器４３ｈによる電子ビームＲ
１、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−ムの照射量
がＲ１変調信号によって制御され、以下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。

【００１３】尚、本構成に必要な基本クロックは（図
８）に示すパルス発生回路３９から供給されており、し
かしながら上記のような構成では、素子に画像を表示す
る駆動回路が基本クロックを基にすべてつくられてお
り、特に電子ビームの変調制御にはパルス幅変調信号を
用いているため、基本クロックの高調波による妨害を他
のテレビジョンやラジオに与えるという課題を有してい
た。

【００１４】そこで駆動回路の回路プリント板上の配線
パターンから妨害波が飛ばないように２枚の金属板で回
路プリント板をシールドしていた。しかし回路プリント
板のシールドだけでは不十分であり、画像表示素子の内
部にある信号変調電極および背面電極板からの妨害波も
無視できないレベルにあった。

【００１５】本発明は、上記課題に鑑み、簡単な手法に
よってシールド効果を上げ、他のテレビジョンやラジオ
に妨害を与えず、自らも美しい画像を表示する画像表示
装置を提供するものである。

【００１６】

【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、水平走査周波数、垂直走査周波数が高く
なるに従い水平偏向波形の立ち上がり、立ち下がりの期
間が相対的に増加しＰＷＭ期間が減り、すなわち画面輝
度の低下が起きるという問題点を有していた。

【００１７】

【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水平偏向電極を上下に分割
し、上記信号変調電極の数を増やさずに輝度を上げたも
のである。

【００１８】

【作用】本発明は上記した構成によって、水平偏向電極
を上下に分割し、信号変調電極の数を増やさずに上下に
分割された画面を交互に走査することによって水平偏向
波形の立ち上がり、立ち下がりの時間を、信号変調期間
として使用することによって画面輝度を上げることとな
る。

【００１９】

【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１から図３）を用いて説明する。（図１）は画
像表示装置の分解斜視図、（図２）は基本駆動回路、
（図３）は各種波形タイミング図を示すものである。

【００２０】（図１）において、１は背面電極、２はカ
ソード、３は電子ビーム引き出し電極、４は信号変調電
極、５は集束電極、７は垂直偏向電極、８はスクリー
ン、２０は蛍光体、２１はガラス板で、以上は従来の
（図６）の構成と同様のものである。

【００２１】６、６’は水平偏向電極で、画面の上下で
分割されている。（図２）において、５０はアナログー
ディジタル変換器（以下Ａ／Ｄ）、５１はフィールドメ
モリ、５２はスイッチ、５３は２ラインメモリ、５４は
スイッチ、５５はＰＷＭ回路、５６はパルス発生回路、
５７はスイッチングパルス発生回路５８は偏向電圧発生
回路、５９は偏向用メモリ、６０はＤＭＡコントロー
ラ、６１はディジタルーアナログ変換器（以下Ｄ／
Ａ）、６２はカソード駆動回路である。

【００２２】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下（図１から図３）を用いてその動作を説明す
る。

【００２３】まず（図２）において、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞ
れに入力されたアナログビデオ信号はＡ／Ｄ５０によっ
てディジタル信号に変換されフィールドメモリ５１に送
られる。フィールドメモリ５１に書き込まれた信号は、
書き込み時の半分のスピードでフィールドメモリ５１の
前半用メモリ１、後半用メモリ２の先頭より同時に読み
だし、その後スイッチ５２によりマルチプレクスされ
る。スイッチ５２によりマルチプレクスされたＲ，Ｇ，
Ｂそれぞれの信号は、画面上部の先頭のＲ信号Ｒ１ａ
１、画面下部の先頭のＲ信号Ｒ２ａ１、画面上部のＧ信
号Ｇ１ａ１、画面下部のＧ信号Ｇ２ａ１・・・の順に
（図２）のように２ラインメモリ５３に書き込まれる。

【００２４】スイッチングパルス発生回路５７によって
発生された２水平走査期間に１２等分されたパルスによ
ってスイッチ５４でスイッチングされＰＷＭ回路５５に
送られた信号はＰＷＭされる。

【００２５】次に偏向メモリ５９より画面上側、下側用
の２種類の水平偏向データと１種類の垂直偏向データを
ディジタルデータとして出力しその後Ｄ／Ａ変換器６１
を通ってそれぞれ水平偏向電極６、６’垂直偏向電極７
に加えられる。

【００２６】またカソード駆動回路６２では、パルス発
生回路５６、スイッチングパルス発生回路５７に同期し
てカソードパルスを発生する。

【００２７】上記のように構成された画像表示装置の基
本駆動回路の各種波形タイミングを（図３）を用いて説
明する。

【００２８】画面上側の先頭カソード駆動パルス”イ”
と画面下側の先頭カソード駆動パルス”ニ”とはお互い
に１６Ｈ期間は逆極性になりカソード”イ”がＬＯＷレ
ベルのときエミッションし、そのときカソード”ニ”は
ＨＩＧＨレベルでカットオフとなる。すなわち画面の上
側、下側と交互にカソードがオンすることになる。

【００２９】従来はＰＷＭ期間を削り水平偏向波形が変
化する立ち上がり、立ち下がり期間を設けていたが、本
発明の一実施例ではカソード”イ”がＨＩＧＨレベルで
オフの期間に画面上側の水平偏向波形が変化し、カソー
ド”イ”がＬＯＷとなりカソード”ニ”がＨＩＧＨとな
ったとき画面下側の水平偏向波形が変化するため、水平
偏向波形の変化時の立ち上がり、立ち下がりのための期
間をとる必要がなくなり、全ての期間をＰＷＭ期間に使
用できるため画面輝度を上げることができる。

【００３０】なお、（図１）の図面の都合上実施例にお
いてはカソード”ニ”を画面の真ん中のカソードとして
説明をしたが、水平偏向電極の分割もカソードも実際の
画面の真ん中である。

【００３１】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。（図４）は本発明の第２の実施
例を示す画像表示装置の分解斜視図、（図５）は本発明
の第２の実施例を示す画像表示装置の基本駆動回路であ
る。

【００３２】（図４）において７、７’は垂直偏向電極
で画面の上下で分割されている。第２の実施例では上記
第１の実施例の垂直偏向電極を画面上側、下側に分割し
第１の実施例と同様に垂直偏向波形の立ち上がり、立ち
下がりをそれぞれカソードのオフの期間に変化させるこ
とによってＰＷＭ期間を増やすことができ、画面輝度を
上げることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の画像表示装置によ
れば、水平偏向電極を上下に分割し、上下に分割された
画面を交互に走査することによって水平偏向波形の立ち
上がり、立ち下がりの時間を、信号変調期間として使用
することにより、信号変調電極の数を増やさずに画面輝
度を上げることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における画像表示装置の
分解斜視図

【図２】本発明の第一の実施例における画像表示装置の
基本駆動回路図

【図３】本発明の第一の実施例における画像表示装置の
各種波形タイミング図

【図４】本発明の第二の実施例における画像表示装置の
分解斜視図

【図５】本発明の第二の実施例における画像表示装置の
基本駆動回路図

【図６】従来例の画像表示装置の分解斜視図

【図７】従来例の画像表示装置のスクリーンの拡大図

【図８】従来例の画像表示装置の基本駆動回路

【図９】従来例の画像表示装置の各種波形タイミング図

【符号の説明】

５０Ａ／Ｄ５１フィールドメモリ５２スイッチ５３２ラインメモリ５４スイッチ

Claims

【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
上の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カソードと、上記カソードより放出
される電子ビームの量を制御する背面電極と、上記カソ
ードで発生された電子ビームを水平方向に区分した各水
平区分毎に電子ビームを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、上記電子ビームを上記スクリーンに至る垂直方向
に複数段階に偏向する垂直偏向電極と、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
制御する信号変調電極とを備える画像表示装置におい
て、上記水平偏向電極が上下に分割していることを特徴
とする画像表示装置。
【請求項２】上記垂直偏向電極を上下に分割した特許
請求項の範囲第１項記載の画像表示装置。