JPH0594785A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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
る装置において、異常高圧放電による各種駆動回路の破
壊を防止することを目的とする。 【構成】 表示装置５４の線陰極２イと接続される線陰
極駆動回路２６の出力部２イ１と電源５５、アース５６
間にダイオード５２、５３をそれぞれ逆バイアスになる
ように接続することにより、異常高電圧をバイパスし、
あわせてアース電位も上げないようにすることができ、
各種駆動回路の破壊を防止する効果が得られる。

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
２に示して説明する。

【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
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（本発明では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１８ａ、１８ｂ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１９ａ、１９ｂで構成されており、垂直偏向用
電圧が極のそれぞれに対応する３０対の垂直偏向導電体
対に印加され、スクリーン８上に垂直方向に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２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３に示す。図３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３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ぞれに適
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。ただしビーム流制御電極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４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５にそのタイミング図を示す。各線陰極２イ〜
２マは図５（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、ビーム流制御電極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けば良い。

【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ｖ₁、ｖ₂及び
水平偏向信号ｈ₁、ｈ₂を発生する。

【００１６】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４２からデータを読み出してＤ／Ａ変換器４
３ｖ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
平走査毎に偏向電位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。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
各区分毎にビーム流制御電極４によってビーム量が制御
され、図５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ｈ₁、ｈ₂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及び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４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回路組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（６
３.5μｓ）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３１ａ〜３１ｎの各
々Ｒ１用、Ｇ１用、Ｂ１用、およびＲ２用、Ｇ２用、Ｂ
２用のサンプルホールド回路に対応する７２０個（１２
０×６）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
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
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、Ｒ
２、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３５ａ〜３５ｎ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。

【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個のパルス幅変調（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４
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】

【発明が解決しょうとする課題】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、静電気による異常
電圧の放電、あるいは真空容器の破壊によるアノード電
圧のコロナ放電等により真空容器内部に収納されている
各種電極に異常高圧がかかり、それに接続されている駆
動回路等の破壊が引き起こされるという問題点を有して
いた。

【００２２】本発明は、このような異常電圧による駆動
回路等の破壊を防止することを目的とする。

【００２３】

【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、異常放電により各種電
極に加わる異常電圧を各電極を駆動する駆動回路へ直接
加わらないように、駆動回路と各電極との接続点に常時
には逆バイアスとなり、異常放電の時には、順バイアス
となるように保護ダイオードを電圧源と上記各電極との
接続点、およびアースと上記各電極との接続点にそれぞ
れ接続することにより、異常放電による上記各電極の受
ける異常電圧をダイオードを通じて逃がしてやるように
し上記駆動回路へ加わるのを防ぐものである。

【００２４】

【作用】本発明は、上記のような構成にすることによっ
て、各電極に加わる異常電圧によって発生する駆動回路
の破壊を防ぐことが可能となり、安定した受像を可能と
することができる。

【００２５】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００２６】図１（ａ）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の出力と線陰極との接続部
の回路である。図１（ｂ）は線陰極駆動回路の出力波形
である。

【００２７】図１の（ａ）において、２６は線陰極駆動
回路、２６Ａは線陰極駆動回路２６の前段駆動回路であ
り、５０、５１は線陰極駆動出力トランジスタ、５２、
５３は電源ラインと出力部および出力部と接地電位との
間におのおのの挿入された保護ダイオード、５４は図２
に示す表示素子、２イは図２に示す線陰極群の中の一線
陰極、５５は電源、５６は電源バイパスコンデンサであ
る。

【００２８】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、図１（ａ）、（ｂ）、図２、図５を用いてその動
作を説明する。

【００２９】図１（ａ）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、線陰極駆動回路２
６は出力部として２イ１のみ示している。線陰極駆動回
路出力部２イ１は表示素子５４の線陰極２イに接続され
ている。前述のように垂直同期信号Ｖと水平同期信号Ｈ
を用いて、図５に示すように線陰極駆動パルス（イ〜
マ）を作成する。各線陰極２イ〜２マは駆動パルス（イ
〜マ）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、順次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。このようにして図１（ｂ）に示されるような出力波
形が出力される。ここで、一例として電源電圧３４Ｖ、
高電位３０Ｖ、低電位５Ｖとなるようにしておけば、ダ
イオード５２、５３は図１（ａ）に示されるように、正
常時は逆バイアスされており、線陰極駆動回路としては
なんら影響を及ばさない。

【００３０】次に、真空容器より線陰極２イに静電気に
よる異常放電等の異常高圧がかかると線陰極駆動回路２
６の出力部２イ１に異常高圧がかかろうとするが、ダイ
オード５２、５３により、異常高圧が正の電位のときに
はダイオード５２を通じて電源５５へ放電され、負の電
位のときにはダイオード５３を通じてアースへと放電さ
れる。またダイオードを５２、５３と２個用いたことに
より、例えば正の異常高圧がかかったとき、ダイオード
５２により放電させると同時にアース側が高電位となる
のをダイオード５３により抑えることができ、両方の効
果により線陰極駆動回路２６へは異常高圧がかからず、
線陰極駆動回路２６の破壊を防ぐことができる。

【００３１】なお、ここでは一例として線陰極駆動回路
について説明したが、他の電極についても同様に実施す
ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、駆動回路にダイ
オードを付加させるのみで、異常高電位がかかっても回
路の破壊を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例における画像表示装
置の基本駆動回路図 （ｂ）は本発明の一実施例における線陰極駆動回路の出
力波形図

【図２】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３】スクリーンの拡大図

【図４】画像表示装置の基本駆動回路図

【図５】各種波形のタイミング図

【符号の説明図】

２ 線陰極 ３ ビーム引き出し電極 ４ ビーム流制御電極 ５ 収束電極 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 ２６Ａ 線陰極前段駆動回路 ３１ サンプルホールド回路 ３２ メモリ ３４ サンプリングパレス発生回路 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 線陰極駆動出力トランジスタ ５１ 線陰極駆動出力トランジスタ ５２ 保護ダイオード ５３ 保護ダイオード ５４ 表示素子 ５５ 電源 ５６ 電源バイパスコンデンサ

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、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、上記電極のうちい
   ずれかひとつの電極と電圧源の間及びこの電極とアース
   の間に正常時には逆バイアスとなるようにおのおのダイ
   オードを挿入したことを特徴とする画像表示装置。