JPH089302A - 画像表示装置 - Google Patents

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JPH089302A
JPH089302A JP13709394A JP13709394A JPH089302A JP H089302 A JPH089302 A JP H089302A JP 13709394 A JP13709394 A JP 13709394A JP 13709394 A JP13709394 A JP 13709394A JP H089302 A JPH089302 A JP H089302A
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JP
Japan
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pwm
electron beam
circuits
electrode
threshold voltage
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JP13709394A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Kitahara
敏明 北原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】平板形陰極線管において輝度を制御するパルス
幅変調回路の素子のばらつきによって発生する輝度むら
を補正することを目的とする。 【構成】PWM回路37a〜37nに供給する電源電圧
Vcc1〜Vccnを個々の回路毎に調整する補正回路
53a〜53nを設けることにより、回路内のしきい値
電圧を強制的に変化させ、出力波形の幅のばらつきを補
正し、輝度のばらつきを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラーテレビジョン受信
機、計算機の端末ディスプレイなどに用いられる平板形
陰極線管におけるPWM回路または複数のPWM回路を
有するPWMICの個々のばらつきによって発生する輝
度むらを各々に供給する電源電圧を個々に調整すること
により補正することを特徴とした画像表示装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビジョン画像を映出する装置
の偏平化が各種提案されている。
【0003】従来この種の偏平型カラー受像管としての
画像表示装置は、たとえば、特開昭57−135590
号公報に示すような構成となっている。以下、その構成
について図面を参照しながら説明する。
【0004】図5に示すようにこの画像表示装置は後方
から順に背面電極1、電子ビーム放出源としての線陰極
2、ビーム引出電極3、ビーム制御電極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、これらが真空容器の内部に
収納されている。
【0005】以上のように構成された偏平型画像表示装
置について、以下その動作を説明する。図5に示すよう
に、電子ビーム放出源としての線陰極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一定間隔をも
って複数本(図5では2a〜2gの7本のみ示す)設け
られている。本構成では線陰極の間隔は4.4mm、本数
は19本設けられているものとして、前記線陰極を2a
〜2s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。前記線陰極は後述するよう
に、上方の線陰極2aから下方の2s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。
【0006】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ともに、電子ビー
ムをスクリーン板8方向のみに押し出す作用もしてい
る。図5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。ビーム引出電極3は線陰極2a〜2sの各々と対向
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】次にビーム制御電極4は線陰極2a〜2s
の各々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
ビーム制御電極用導電板15a〜15nが設けられてい
る(図5では8本のみ示す)。ビーム制御電極4は前記
ビーム引出電極3により水平方向に区分された電子ビー
ムの各々の通過量を、映像信号の画素に対応して、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、ビーム制御電極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の各々
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
た一対の導電板18、18′で構成され、各々の導電板
には水平偏向用電圧が加えられている。各画素ごとの電
子ビームは各々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。
【0010】垂直偏向電極7は、前記貫通孔16の各々
垂直方向の中間の位置に水平方向に複数本配置された一
対の導電板19、19′で構成され、垂直偏向用電圧が
加えられ、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12ライン分偏向し
ている。そして20個の前記導電板で構成された垂直偏
向電極7によって、19本の線陰極の各々に対応する1
9対の垂直偏向導電体対が構成され、スクリーン板8の
面上に垂直方向に228本の水平走査ラインを描いてい
る。
【0011】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を各々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の面
上に照射させることが可能となる。これにより水平、垂
直とも偏向歪みを少なくすることが出来る。
【0012】スクリーン板8は図5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
ーボンも塗布されている。蛍光体20はビーム制御電極
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。図5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の各々に対応し
て表示される垂直方向の区分を示す。1つの区画は図6
の拡大図に示すように、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。
【0013】なお図6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、垂直偏向波形の電圧を加える必要があ
る。なお図6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。
【0014】また本構成では、ビーム制御電極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。
【0015】つぎにこの画像表示素子を駆動するための
駆動回路の動作を、図7を参照しながら説明する。
【0016】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は画像
表示素子の各電極に所定のバイアス電圧を加えるための
回路で、背面電極1にはV1、ビーム引出電極3にはV
3、収束電極5にはV5、スクリーン板8にはV8の直
流電圧を加える。
【0017】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8にそのタイミングの一例を示す。
【0018】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、線陰極2を加熱す
る。このとき、加熱されている線陰極は、背面電極1と
ビーム引出電極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ほうが高くなるため、線陰
極からは電子が放出されない。
【0019】また一方、駆動パルスが低電位の間、線陰
極2は電子を放出する。このときの線陰極2は、背面電
極1とビーム引出電極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ほうが低くなるた
め、線陰極2から電子が放出される。
【0020】以上の説明から明らかなように19本の線
陰極2a〜2sより、各々低電位の駆動パルス(a〜
s)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、上方の線陰極2aから下方
の線陰極2sまで順次12走査期間ずつ電位を切り替え
て行けば良い。
【0021】つぎに偏向部分の説明を行う。図7に示す
ように、偏向電圧発生回路40は、DMAコントローラ
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などによって構成され、垂直偏向信号v、
v′および水平偏向信号h、h′を発生する。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。また各々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フィールドに分け各々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。
【0022】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水平走査期間ごとにほぼ規則性のある
データで構成され、偏向信号に変換された波形もほぼ1
2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、各水平走査線ごとに
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
平走査ごとに偏向位置を微調整可能なようにメモリを有
している。したがって1フレーム間に456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。
【0024】以上を要約すると、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ツのうち
の低電位の駆動パルスが加えら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
分ごとにビーム制御電極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のち、図8
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′などに
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などの蛍光体に順次、水平
表示期間/6ずつ照射される。
【0025】かくして、各水平ラインのラスターは11
4個の各区分ごとに電子ビームを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の面上にカラー画像を表
示することができる。
【0026】つぎに電子ビームの変調制御部分について
説明する。まず図7において、信号入力端子23R、2
3G、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〜31nに加
えられる。各サンプルホールド組31a〜31nは各々
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。
【0027】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5
0μsec)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684個(114×6)のサンプリングパルスRa
1〜Rn2を順次発生する。前記684個のサンプリン
グパルスが各々114組のサンプルホールド回路組31
a〜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
ときの各々の2画素分の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。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。
【0028】スイッチング回路35a〜35nは各々が
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、g
1、b1、r2、g2、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、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、PWM回路37a〜37
n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、R1、G1、B1、R2、G2、B2の各映像信
号の大きさに応じてPWM変調され出力される。このP
WM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1
14本の導電板15a〜15nに各々個別に加えられ
る。
【0029】各導電板15a〜15nに加えられるパル
スが一定の電圧を越えた場合電子が通過する事になり、
このパルスの幅を調整する事により即ちPWM変調する
事により、輝度を調整する事になる。
【0030】本構成の場合、上記水平同期(63.5μ
sec)において、フルカラー(R,G,B各色256
階調)を実現する場合1階調の有するパルス幅は最大約
41nsecとなる。
【0031】つぎ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、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、その電子ビームの照射量
がR1制御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、各画素の
R1、G1、B1、R2、G2、B2各蛍光体の発光が
その画素のR1、G1、B1、R2、G2、B2の映像
信号によって各々制御されることなり、各画素が入力の
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画素ずつ)分同時に
実行されて、1ライン228画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、スクリーン板8の面上に画像が表
示される。さらに上記の諸動作が入力映像信号の1フィ
ールドごとに繰り返されて、テレビジョン信号などがス
クリーン板8に表示される。
【0032】なお、本構成に必要な基本クロックは図7
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。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
す従来技術では、ディスプレイなどの水平走査周波数の
高い機器へ展開した場合に1階調の有するパルス幅が狭
くなることによりICのばらつきによって生じる輝度む
らが無視できなくなることとなる。
【0034】図5に示すビーム制御電極4の1つの貫通
孔14に対してR,G,Bの蛍光体が3トリオ設けられ
ており、またディスプレイの走査モードの1つであるV
ESAモード(水平走査周波数37.9kHz)の場合
においては水平同期(26.4μsec)となるため、
フルカラー(256階調)を実現する場合1階調の有す
るパルス幅は最大で約11.4nsecとなる。
【0035】現実の回路構成においてはPWM回路及び
PWMICについて、素子のばらつきにより回路及びI
C内のしきい値電圧が異なり、PWM回路における出力
パルス幅のばらつきとなって現れることになる。
【0036】図4に出力回路数37回路を有するPWM
ICにおける基準パルス入力からのPWM変調波形の立
ち上がり遅延時間の測定結果の一例を示す。
【0037】サンプルによっては2nsec程度のばら
つきがあり、これは1階調の約20%であり、これが輝
度差となって管面に現れることとなる。
【0038】またPWMICにおいては図4に示すよう
に、PWM出力波形のばらつきはIC内のPWM回路個
々によっても異なるが、そのばらつきの傾向は、ICが
異なった場合においても回路毎に同様の傾向を示してい
る。
【0039】複数のPWMICを使用した画像表示装置
においては、IC毎の輝度むらも管面に発生することに
なる。
【0040】
【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑
み、PWM回路またはPWMICの電源電圧について外
部に可変電圧源を設け、PWM回路またはPWMICの
出力波形のばらつきに応じて回路への供給電圧を可変す
る事により、PWM回路及びICの出力波形の遅延ばら
つきをPWM回路またはIC毎に補正し、素子ばらつき
によって生じるPWM出力波形の幅のばらつきによる輝
度むらを補正することを特徴とした画像表示装置に関す
るものである。
【0041】
【作用】本件の発明では上記補正手段を有する事で、P
WM回路及びPWMIC内のしきい値電圧を強制的に変
化させることにより、素子のばらつきによって生じる回
路のしきい値電圧の差によって生じるPWM出力波形の
遅延ばらつきを補正する事によって、PWM出力波形の
遅延ばらつきによる輝度むらを補正することができる。
【0042】
【実施例】以下本件発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0043】図1は本件発明の第1の実施例を示す補正
回路のブロック図である。図1においてPWM回路37
a〜37nの各回路に供給する電源について、制御回路
51により制御されるDAC52を用い、可変レギュレ
ータ53a〜53nに対する比較電圧VREF1〜VREFnを
変化させることにより、電源電圧VCC1〜VCCnを変化
させ、PWM回路37a〜37n内のしきい値電圧を強
制的に変化させることにより、PWM回路内のしきい値
電圧の差によって発生するPWM出力波形の遅延ばらつ
きをPWM回路毎に補正することによって、PWM出力
波形の幅のばらつきによる輝度むらを補正することがで
きる。
【0044】図2は本件発明の第2の実施例を示す補正
回路のブロック図である。図2において第1の実施例と
異なる点は調整対象が複数のPWM回路を有するPWM
IC54a〜54nであることで、各ICに供給する電
源について制御回路51により制御されるDAC52を
用い、可変レギュレータ53a〜53nに対する比較電
圧VREF1〜VREFnを変化させることにより、電源電圧V
CC1〜VCCnを変化させ、PWMIC54a〜54n内
のしきい値電圧を強制的に変化させることにより、PW
MIC内のしきい値電圧の差によって生じるPWM出力
波形の遅延ばらつきをIC毎に補正することによって、
IC単位でPWM出力波形の幅のばらつきによる輝度む
らを補正することができる。
【0045】図3に上記実施例における可変レギュレー
タの一実施例を示す。図3において比較電圧VREF(0
〜5V)に対し電源電圧VCC(5±0.25V)を出力
する場合の1例として、基準電圧VDET(2.5V)に対
し、RREF1:RREF2=19:1、RDET1:RDET2=1:
1とすることで要求される電圧が出力される。
【0046】
【発明の効果】以上のように、本発明によればPWM回
路及びPWMICの電源電圧について、外部に可変電圧
源を設け、ばらつきに応じて供給電圧を変化させること
により、PWM回路及びPWMIC内のしきい値電圧を
強制的に変化させ、素子のばらつきによって生じる回路
のしきい値電圧の差によるPWM出力波形の遅延ばらつ
きを補正する事によって、PWM出力波形の遅延ばらつ
きによる輝度むらを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例で用いられる補正回路の
ブロック図
【図2】本発明の第2の実施例で用いられる補正回路の
ブロック図
【図3】本発明の第1及び第2の実施例で用いられる可
変レギュレータの回路図
【図4】PWMICのばらつきに関する一測定例を示し
たグラフ
【図5】本発明で用いられる画像表示装置の分解斜視図
【図6】同画像表示素子の蛍光面の拡大図
【図7】同画像表示装置の駆動回路のブロック図
【図8】同画像表示装置の動作説明のための波形図
【符号の説明】
37a〜37n PWM回路 51 制御回路 52 DAC 53 可変レギュレータ 54a〜54n PWMIC

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビーム源としての線陰極と、電子ビ
    ームの放出を制御する背面電極及びビーム引出電極と、
    前記電子ビームの流量を制御するビーム制御電極と、前
    記電子ビームを集束する集束電極と、前記電子ビームを
    水平方向に偏向する水平偏向電極と、垂直方向に偏向す
    る垂直偏向電極と、前記電子ビームが衝突するスクリー
    ンとを有し、PWM変調した信号を前記ビーム制御電極
    に印加することで電子ビームを制御する画像表示素子に
    おいて、PWM回路のしきい値電圧の差による出力信号
    のパルス幅のばらつきによって発生するスクリーン上の
    輝度むらを、前記PWM回路に供給する電源電圧を調整
    し、しきい値電圧を強制的に変化させることにより、、
    前記PWM回路の出力信号パルス幅のばらつきを小さく
    することによって補正することを特徴とした画像表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記画像表示素子は、複数のPWM回路
    を有する少なくとも2個以上のICを用いて構成されて
    おり、IC毎のしきい値電圧の差によるスクリーン上の
    IC毎の輝度むらについて各々のICに供給する電源電
    圧を個別に調整することにより、各々のICからの出力
    信号のパルス幅のばらつきをIC単位で小さくすること
    を特徴とした請求項1記載の画像表示装置。
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