JPH11273595A

JPH11273595A - サイクロトロンディスプレイ

Info

Publication number: JPH11273595A
Application number: JP11026762A
Authority: JP
Inventors: Herng-Er Horng; ホーンハーン−エア; Wai-Bong Yeung; ユンワイ−ボン; Kai Yang; ヤンカイ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 1999-10-08
Also published as: KR19990072401A; US6144143A; CN1237872A; TW439079B; EP0933800A3; EP0933800A2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＲＴディスプレイの代替物となるサイクロ
トロンディスプレイを提供すること。【解決手段】スクリーン上に画像を表示する装置であ
って、１つ以上の電子ビームを生成する１つ以上のサイ
クロトロンと、該サイクロトロンから出射される該電子
ビームを方向づける、１つ以上の偏向ユニットと、該電
子ビームが衝突することにより該画像を形成するスクリ
ーンとを含む装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン上に画
像を表示する装置に関する。サイクロトロンディスプレ
イは、１つ以上のサイクロトロンを含み、これを用いて
電子ビームを生成および加速する。その後、偏向機構に
よって、電子を蛍光体でコーティングされたスクリーン
に指向して、スクリーンに画像を映し出す。本発明は、
陰極線管（ＣＲＴ）の代替物となることを意図してお
り、例えばオシロスコープ、コンピュータモニタおよび
テレビスクリーンを含む、ＣＲＴが用いられている一連
の機器において使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＲＴは、遍在するデバイスであ
り、様々な機器において画像を表示するために使用され
ている。ＣＲＴは、電子源として陰極を含む。陰極を加
熱すると、陰極は低エネルギー電子の雲(cloud)を放出
する。集束電極はこの雲を細めて１本のビームとし、制
御電極はこのビームが適切な速度でデバイス中を流れる
ようにし、そして、加速電極は電子を必要なエネルギー
レベル（低電圧蛍光体スクリーンの場合、約５００ｅＶ
〜約１５００ｅＶ）にまで加速する。一般に、上記の陰
極および陰極に付随する電極をまとめて「電子銃」と呼
ぶ。この電子ビームが、蛍光体でコーティングされたス
クリーンに衝突して、蛍光体を発光させる。この光は、
コヒーレントな画像を生成する。なぜなら、電子は、ス
クリーンに衝突する前に偏向電極によって適切に偏向さ
れるからである。

【０００３】電子ビームの偏向は、２組の直交偏向板に
よって生じる。一方の偏向板は、ビームを水平方向に偏
向し、他方の偏向板は、ビームを垂直方向に偏向する。
達成可能な偏向角は、偏向電極に印加される電圧に比例
し、ビームのエネルギーに反比例する。ＣＲＴ技術のよ
り詳細な説明については、ＲｏｂｅｒｔＡ．Ｍｅｙ
ｅｒｓ編集の”ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｈ
ｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ，ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．
５”、第６９５頁−第７０１頁、ＡｃａｄｅｍｉｃＰ
ｒｅｓｓ（ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ，１９９２）、な
らびにＪｅｒｒｙＣ．Ｗｈｉｔａｋｅｒ編集の”Ｔ
ｈｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＨａｎｄｂｏｏｋ”、
第３６７頁−第３８６頁、ＣＲＣＰｒｅｓｓ，Ｉｎ
ｃ．（Ｂｅａｖｅｒｔｏｎ，ＯＲ，１９９６）等を参照
されたい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】表示デバイスとして成
功を収めてはいるが、ＣＲＴには、消費電力、コストお
よびサイズの見地から大きな限界がある。電子を生成す
る陰極は、高電圧且つ高電力なデバイスであるが、低い
エネルギーで電子を拡散雲(diffuse cloud)として放出
する。この電子の雲を使用するためには、集束および加
速することによって高速で密なビームにしなければなら
ない。これを行うために、集束電極および加速電極を使
用する必要がある。これらの電極、特に加速電極は、Ｃ
ＲＴの高消費エネルギー化の原因となる。さらに、偏向
電極により与えられる偏向角を有効活用するためには、
長いＣＲＴ管が必要である（管が長い程、電子が偏向さ
れる絶対距離が大きくなる）。この問題は、偏向電極の
電圧を高くすることによって解消され得るが、無論、こ
れは理想的な解決策ではない。

【０００５】上記および他の課題のために、当該分野に
おいて、従来のＣＲＴディスプレイの代替物が必要とさ
れている。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は上記のような問題点を克服して、Ｃ
ＲＴディスプレイの代替物となるサイクロトロンディス
プレイを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】スクリーン上に画像を表
示する装置であって、１つ以上の電子ビームを生成する
１つ以上のサイクロトロンと、該サイクロトロンから出
射される該電子ビームを方向づける、１つ以上の偏向ユ
ニットと、該電子ビームが衝突することにより該画像を
形成するスクリーンとを含む装置が提供される。

【０００８】前記装置は、前記サイクロトロンの各々が
２つのＤ字型部材（ｄｅｅ）と１つ以上の電子源とを含
んでもよい。

【０００９】前記装置は、前記偏向ユニットの各々が前
記電子ビームを方向付ける能力を有する、少なくとも２
つの偏向板を含んでもよい。

【００１０】前記装置は、前記偏向板の１つが水平軸に
沿って前記電子ビームを偏向し、該偏向板の別の１つが
垂直軸に沿って該電子ビームを偏向してもよい。

【００１１】前記装置は、前記スクリーンがモノクロー
ムスクリーンであってもよい。

【００１２】前記装置は、１つの前記電子ビームを生成
する１つの前記サイクロトロンを有してもよい。

【００１３】前記装置は、複数の前記サイクロトロンを
有し、該サイクロトロンの各々が、前記スクリーンのそ
れぞれの一部分に方向づけられた１つの前記電子ビーム
をしてもよい。

【００１４】前記装置は、前記スクリーンがカラースク
リーンである、請求項４に記載の装置。

【００１５】前記装置は、３つの前記電子ビームからな
る束を生成する、１つの前記サイクロトロンを有しても
よい。

【００１６】前記装置は、３つの前記サイクロトロンか
らなる組を更に含んでもよい。

【００１７】前記装置は、前記組内の前記サイクロトロ
ンの各々が単一の前記電子ビームを生成し、該組が３つ
の前記電子ビームからなる束を生成してもよい。

【００１８】前記装置は、複数の前記サイクロトロンを
有してもよい。

【００１９】前記装置は、前記サイクロトロンの各々
が、３つの前記電子ビームからなる束を生成し、該束の
各々が前記スクリーンのそれぞれの一部分に方向付けら
れてもよい。

【００２０】前記装置は、各々が３つの前記サイクロト
ロンからなる複数の組をさらに有してもよい。

【００２１】前記装置は、前記サイクロトロンの各々が
１つの前記電子ビームを生成し、前記組の各々が、前記
スクリーンのそれぞれの一部分に方向付けられた、３つ
の前記電子ビームからなる束を生成してもよい。

【００２２】前記装置は、複数の前記電子源からなる１
つの前記サイクロトロンを有し、該電子源の各々が前記
スクリーンのそれぞれの一部分に方向づけられた前記電
子ビームを生成してもよい。

【００２３】前記装置は、複数の前記電子源からなる１
つの前記サイクロトロンを有し、該サイクロトロンが、
各々が３つの前記電子ビームからなる複数の束を生成
し、該束の各々が前記スクリーンのそれぞれの一部分に
方向づけられてもよい。

【００２４】前記装置は、複数の前記サイクロトロンを
有し、該サイクロトロンの各々が、複数の前記電子源を
含み、該電子源の各々が前記スクリーンのそれぞれの一
部分に方向づけられた前記電子ビームを生成してもよ
い。

【００２５】前記装置は、複数の前記サイクロトロンを
有し、該サイクロトロンの各々が、複数の前記電子源を
含み、該サイクロトロンの各々が、３つの前記電子ビー
ムからなる複数の束を生成し、該束の各々が前記スクリ
ーンのそれぞれの一部分に方向づけられてもよい。

【００２６】スクリーン上に画像を表示する装置であっ
て、集束され、加速された電子ビームの複数の源と、電
子銃から出射される１つ以上の電子ビームを方向づける
１つ以上の偏向ユニットと、該電子ビームが衝突するこ
とにより該画像を形成するスクリーンとを含む装置が提
供される。

【００２７】以下、作用について説明する。

【００２８】本発明は、ＣＲＴにおける電子銃アセンブ
リの代わりに、電子銃の陰極よりも低電圧且つ低エネル
ギーで電子を生成し得る１つ以上のサイクロトロンを使
用することによって、従来のＣＲＴ技術における上記お
よび他の課題を克服する。さらに、初めから十分な速度
で電子がサイクロトロンから出射するので、これらの電
子を加速電極によってさらに加速する必要がない。ま
た、電子が電子ビームとして出射するので、集束電極に
よる集束がほとんどあるいは全く不要となる。さらに、
１枚のスクリーンに必要な電子ビームを与えるために、
１つだけでなく、複数のサイクロトロンアレイを使用す
ることができる。このようなアレイを用いると、個々の
サイクロトロンはそのスクリーンの一部分に割り当てら
れることになるので、必要な偏向距離が低減され、これ
により、デバイスの長さが低減される。従来のＣＲＴに
おいても、そのデバイスの長さを低減するために、複数
の電子ビーム源アレイを用いることが可能であることに
留意されたい。従って、本明細書に開示される発明は、
経済的で低エネルギーな大きいスクリーン寸法のフラッ
トパネルディスプレイを提供する。

【００２９】

【発明の実施の形態】従来のＣＲＴのようなサイクロト
ロンディスプレイは、エネルギーの分裂（disruption）
および損失を最小限にして電子ビームを送達することを
促進するために真空にされる。

【００３０】サイクロトロンサイクロトロンディスプレイのすべての実施形態は少な
くとも１つのサイクロトロンを含む。サイクロトロン
は、亜原子および原子粒子を加速するために用いられる
一般的な装置である。サイクロトロン１は平坦な金属円
盤に類似する（図１を参照）。この金属円盤は、文字Ｄ
の形状に似ているためＤ字型部材２と呼ばれる２つの金
属半部を備える。Ｄ字型部材２は小さな空洞スペースま
たは隙間によって隔てられている。この空洞スペースの
近辺に電界が生成され、隙間を横断して電圧降下が生じ
る。サイクロトロンおよびそのＤ字型部材２の平面に垂
直な方向の均一磁界が、Ｄ字型部材の両側に配置される
一対の磁石３（永久磁石またはヘルムホルツコイルのい
ずれか）によって生成される（図１を参照）。

【００３１】熱電子金属酸化物で覆われた陰極または先
端放電陰極を備えた小さな電子源４が、サイクロトロン
の中心部に配置される。電子源から放出される電子は、
Ｄ字型部材の周囲方向に循環する。何故なら、垂直方向
の磁界により電子がこの方向に流れるのが維持されるか
らである。電子がＤ字型部材間の隙間に現れ出ると、隙
間を横断する電圧降下に曝され、これにより他方のＤ字
型部材へと加速され、この結果、速度およびエネルギー
が増大する。次にこの電子は、再び隙間に現れ出るま
で、Ｄ字型部材の金属壁によって電界から防護され得
る。この時点で、Ｄ字型部材間の電位差が意図的に反転
され、これにより、電子は他方のＤ字型部材へと加速す
る。このプロセスは、電子が十分に速く移動して、サイ
クロトロン開口部５から現れ出るまで繰り返される。こ
の時点で、電子は「終端半径」に到着している（図１を
参照）。

【００３２】電子がサイクロトロン内で１回の軌道を完
了する時間は、

【００３３】

【数１】

【００３４】であり、ここで、ｍは電子の質量、ｑは電
子の電荷、およびＢは磁界強度である。τは電子の速度
から独立していることに留意されたい。これは、軌道の
周波数、従ってＤ字型部材間の電位が反転される周波数
が一定であることを意味する。

【００３５】任意の瞬間での電子の軌道半径は、

【００３６】

【数２】

【００３７】であり、これは、反対に、電子の速度ｖに
依存する。電子は、軌道半径がサイクロトロン開口部の
半径に一致する、終端半径（ｒ_term）および終端速度
（ｖ_term）に達するまで、サイクロトロンを通って、常
に広がっていく円周内で加速を続ける。

【００３８】

【数３】

【００３９】この時点での電子のエネルギーＴ_reqは以
下によって決定され得る。

【００４０】

【数４】

【００４１】１つのサイクロトロン内に多数の電子源が
配置され得る。電子源は、数個の熱電子陰極または先端
放電陰極、もしくは多数の先鋭突出部を有する単一の長
い陰極を備え得る。電子源４は、Ｄ字型部材２の平面に
垂直な方向の１つの次元に沿って突き出ている（図２参
照）。このタイプのサイクロトロン１は円筒状であり、
多数の電子ビームを生成する。このタイプのサイクロト
ロン１は、単一の電子源を有する多数のサイクロトロン
に置き換わり、従ってサイクロトロンアレイのすべてま
たは一部に置き換わり得る（以下の実施例７〜１０参
照）。

【００４２】サイクロトロン技術のさらに詳細な記述に
ついては、例えば、ＲｏｂｅｒｔＡ．Ｍｅｙｅｒｓ編
集の”ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｈｙｓｉｃ
ａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ，２ｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１２”、
ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ（ＳａｎＤｉｅｇｏ，
ＣＡ，１９９２）、第２０５頁〜第２２１頁、特に第２
０５頁〜第２０６頁、第２１１頁〜第２１２頁、第２１
９頁〜第２２１頁を参照されたい。

【００４３】偏向板サイクロトロン開口部から出射した後、電子ビームは、
磁界偏向板または電界偏向板のいずれかにより、電子ビ
ームがまるで従来の電子銃から出射しているかのように
偏向される。磁界偏向板は単に、磁気コイルである。電
界偏向板６は、間に電圧を有する一対の電界プレート７
である（図３参照）。開示された発明は、その最も単純
な実施形態では、電子銃の代わりにサイクロトロンを使
用して電子ビームを生成することを除いて、ちょうど従
来のＣＲＴと類似しており、ＣＲＴにおいて入力信号か
らビデオ画像を生成するために使用される原理がまた、
開示される発明にも適用され得る。これらの原理および
その応用は、当該分野において周知である。信号が、蛍
光体スクリーンを横切る１本または複数の電子ビームの
変調および掃引により、どのように処理されてコヒーレ
ントな画像にされるかの一般的な説明については、例え
ば、ＪｅｒｒｙＣ．Ｗｈｉｔａｋｅｒ編集の”Ｔｈ
ｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＨａｎｄｂｏｏｋ”、第
１５７５頁−第１５９８頁、ＣＲＣＰｒｅｓｓ．Ｉｎ
ｃ．（Ｂｅａｖｅｒｔｏｎ，ＯＲ，１９９６）を参照さ
れたい。

【００４４】電界偏向板の場合、プレート間の電界Ｅ
は、単にＥ＝Ｖ_def／ｄ(⊥)であり、ここで、Ｖ_defは電
圧であり、ｄ(⊥)はプレート間の距離である。偏向板
が、そこを通過する電子に与える加速度ａは、ａ＝ｑＥ
／ｍである。電子が偏向板を通過するのにかかる時間量
は、単に、偏向板の長さを電子の速度で割った値ｔ＝ｄ
(‖)／ｖ(‖)である（尚、ｖ(‖)は、ｖ_termと同じであ
る）。

【００４５】長さがｄ(‖)である、問題の偏向板が、垂
直軸に作用すると仮定する。この場合、電子の垂直方向
の速度は、偏向板によって与えられる加速度に、その電
子が偏向板を通過するのにかかる時間を掛けた値であ
る。

【００４６】

【数５】

【００４７】全体をｖ(‖)で割ると、以下の式が得られ
る。

【００４８】

【数６】

【００４９】達成される垂直方向の偏向の合計ｓ(⊥)
は、

【００５０】

【数７】

【００５１】であり、

【００５２】

【数８】

【００５３】ｓ(⊥)にｖ(⊥)／ｖ(‖)を代入すると、以
下の式が得られる。

【００５４】

【数９】

【００５５】電界偏向板の概略図が、関連する変数とと
もに、図３に示される。

【００５６】サンプル計算蛍光体スクリーンに必要とされるエネルギーが５００ｅ
Ｖであると仮定する。サイクロトロンを抜け出る電子の
終端速度は、以下の通りでなければならない。

【００５７】

【数１０】

【００５８】サイクロトンの磁界が１０^-2テスラである
と仮定する。この場合、サイクトロトンの半径（開口部
の半径と、終端半径との両方に等しい）は、以下のよう
になる。

【００５９】

【数１１】

【００６０】サイクロトンの各軌道では、τ＝３．５８
×１０^-9秒である。

【００６１】Ｄ字型部材の間に１０Ｖの加速電圧が使用
されると、５００ｅＶ（５００ｅＶ＝２５×２×１０
Ｖ）を達成するために、２５サイクル、即ち、８．９４
×１０ ^-8秒かかる。従って、電子パルスは、１０^-5秒ご
とに容易に発生され得る。明らかに、同じサイクロトロ
ン／電子源がまた、１０^-5秒以内に３つの電子パルスを
容易に生成し得、従って、単一のサイクロトロン／電子
源が、（カラースクリーン上の各色の画素に必要な３つ
のビームを生成するように）３つまたはそれ以上の電子
源を「シミュレート」し得る。カラースクリーン技術の
さらなる説明については、以下の実施例２および３を参
照されたい。

【００６２】本出願人のスクリーンについて、リフレッ
シュレートが０．１秒であると仮定すると、このサイク
ロトロンにより１０⁴個の画素がアドレシングされ得
る。各画素が２００μｍ×２００μｍであれば、２ｃｍ
×２ｃｍのスクリーン面積をアドレシングすることがで
きる。電子パルスがより高いレートで発生されると、ア
ドレシング可能なスクリーン面積と同様に、アドレシン
グされ得る画素数が増加する。

【００６３】サイクロトロンディスプレイの長さは、電
子が偏向される必要のある距離に依存する。この例示で
は、電子は、スクリーンを覆うように、１．０ｃｍ
（２．０ｃｍ／２）だけ偏向される必要があり、確実に
は、例えば１．２ｃｍだけ偏向されなければならない。
プレート間が０．１ｃｍであり、且つ、プレート長が１
ｃｍである１０Ｖの電界偏向板を使用すると、偏向速度
は、以下のようになる。

【００６４】

【数１２】

【００６５】この速度を達成するためには、偏向板とス
クリーンとの間の距離ｄは、１２ｃｍあればよい。サイ
クロトロンディスプレイユニット全体は、１５ｃｍより
も小さく作られ得る。２０Ｖの偏向板の場合、距離は６
ｃｍに低減される。これは、ディスプレイユニットの長
さが１０ｃｍに低減され得ることを意味する。フラット
スクリーンサイクロトロンディスプレイデバイスのため
の電位は、上記のサンプル計算によって明らかとなる。
上記および他のサンプル計算は、図４において表にされ
ている。

【００６６】

【実施例】実施例１単一のサイクロトロンを含み、単一の電子ビームを生成
するモノクロームディスプレイユニット本発明の本実施形態は、単一のサイクトロトロンを含む
（図５および図６を参照）。サイクロトロン１は、偏向
ユニット８によって適切に偏向される単一のビームを生
成する。電子ビームは、ちょうど従来のＣＲＴのよう
に、蛍光体スクリーン９（本実施例では、モノクローム
スクリーン）を横切って掃引し、スクリーン上の適切な
画素に衝突して画像を形成する。電子ビームの偏向を制
御してモノクロームディスプレイスクリーン上に画像を
形成する方法は、従来のＣＲＴディスプレイに使用され
るものと同じで、当該技術分野より周知である。この技
術の一般的な説明は、例えば、ＲｏｂｅｒｔＡ．Ｍｅ
ｙｅｒｓ編集の”ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰ
ｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ，ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ．Ｖｏ
ｌ．５”、第６９５頁〜第７０１頁、Ａｃａｄｅｍｉｃ
Ｐｒｅｓｓ（ＳａｎＤｉｅｇｏ，１９９２）および
ＪｅｒｒｙＣ．Ｗｈｉｔａｋｅｒ編集の”ＴｈｅＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＨａｎｄｂｏｏｋ”、第３６７
頁〜第３８６頁、ＣＲＣＰｒｅｓｓ、Ｉｎｃ．（Ｂｅ
ａｖｅｒｔｏｎ，１９９６）に含まれている。

【００６７】実施例２単一のサイクロトロンを含み、３重の電子ビームを生成
するカラーディスプレイユニット本発明の本実施形態は、単一のサイクロトロンを含む
（図７を参照）。サイクロトロン１は、３つの電子ビー
ムからなる束を（非常に近接した３つのパルスを一度に
生成する１つの電子源４、または３つの別個の電子源４
によって）生成し、この束は、単一の偏向ユニット８に
よって偏向され、次に、蛍光体スクリーン９（本実施例
では、カラースクリーン）に衝突する。蛍光体スクリー
ン９は、従来のＣＲＴに使用されるのと同じタイプであ
る。蛍光体スクリーン９上の各画素１０は、デルタ配置
または平行配置（例えば、ソニートリニトロン（商標）
ディスプレイ）のいずれかの赤、緑および青の蛍光体ド
ットを含む。電子ビームの偏向を制御してカラーディス
プレイスクリーン上に画像を形成する方法は、従来のＣ
ＲＴディスプレイに使用されるものと同じで、当該技術
分野より周知である。この技術の一般的な説明は、例え
ば、ＲｏｂｅｒｔＡ．Ｍｅｙｅｒｓ編集の”Ｅｎｃｙ
ｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅ
ｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｃｏｎｄ
Ｅｄｉｔｉｏｎ．Ｖｏｌ．５”、第６９５頁〜第７
０１頁、ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ（ＳａｎＤｉ
ｅｇｏ，１９９２）およびＪｅｒｒｙＣ．Ｗｈｉｔａ
ｋｅｒ編集の”ＴｈｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＨａ
ｎｄｂｏｏｋ”、第３６７頁〜第３８６頁、ＣＲＣＰ
ｒｅｓｓ、Ｉｎｃ．（Ｂｅａｖｅｒｔｏｎ，１９９６）
に含まれている。

【００６８】実施例３３つのサイクロトロンの組を含むカラーディスプレイユ
ニット本発明の本実施形態は、３つのサイクロトロンの組１１
を含む（図５および図６を参照）。３つのサイクロトロ
ンの組１１は共に、３つの電子ビーム（各サイクロトロ
ンから１つのビーム）からなる束を生成し、この束は、
単一の偏向ユニット８または３つの別個の偏向ユニット
（図示していない）によって偏向され、次に、カラー蛍
光体スクリーン９に衝突する。実施例２において説明し
たように、電子ビームの偏向を制御してカラーディスプ
レイスクリーン上に画像を形成する方法は、従来のＣＲ
Ｔディスプレイに使用されるものと同じで、当該技術分
野より周知である。

【００６９】実施例４それぞれが単一の電子ビームを生成するサイクロトロン
アレイを含むモノクロームディスプレイユニット本発明の本実施形態は、サイクロトロンアレイを含む
（図８および図９を参照）。各サイクロトロン１は、単
一のビームを生成し、ビームは、別個の偏向ユニット８
によって偏向され、次に、モノクローム蛍光体スクリー
ン９に衝突する。各サイクロトロン１および各ビーム
は、スクリーンの一部分１２に割り当てられる。実施例
１において説明したように、電子ビームの偏向を制御し
てモノクロームディスプレイスクリーン上に画像を形成
する方法は、従来のＣＲＴディスプレイに使用されるも
のと同じで、当該技術分野より周知である。

【００７０】入力ビデオ信号は、アレイ中のサイクロト
ロン間で適切に分布されるように、ある時点で処理され
なければならない。このプロセスは、実質的には、多重
分離の形態であるが、信号を（アナログ信号の場合に
は、ディジタル化した後）に一時的に格納するメモリチ
ップと組み合わせてなされ得る。信号多重分離は、当該
技術分野において周知である。多重分離の一般的な説明
は、例えば、ＰａｕｌＨｏｒｏｗｉｔｚおよびＷｉｎｆ
ｒｅｄＨｉｌｌ編集の”ＴｈｅＡｒｔｏｆＥｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏ
ｎ”、第４９０頁〜第５０４頁、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ（Ｃａｍｂｒｉｄｇ
ｅ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９８９）、特に、第４９６頁〜
第４９７頁、ならびにＪａｃｏｂＭｉｌｌｍａｎおよ
びＣｈｒｉｓｔｏｓＨａｌｋｉａｓ編集の”Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ：Ａｎａｌｏ
ｇａｎｄＤｉｇｉｔａｌＣｉｒｃｕｉｔｓａｎ
ｄＳｙｓｔｅｍｓ”、第６０９頁〜第６１３頁、Ｍｃ
ＧｒａｗＨｉｌｌ（ＮｅｗＹｏｒｋ，ＮＹ，１９７
２）に含まれている。開示される実施例における入力信
号の処理はまた、ビデオ壁掛けディスプレイによってな
される処理と類似している。ビデオ壁掛けディスプレイ
は、共にアレイまたは壁に積層されるいくつかのモニタ
の間にある単一のモニタを意図した画像を分割するプロ
セッサを含む。このタイプの信号処理は、例えば、米国
特許第５，１３０，７９４号、米国特許第４，６３５，
１０５号、および米国特許第４，５６３，７０３号に教
示されるように、当該技術分野において周知である。

【００７１】実施例５各々が３つの電子ビームからなる束を生成するサイクロ
トロンアレイを有するカラーディスプレイユニット本発明のこの実施形態は、サイクロトロンアレイを有す
る（図８および９を参照）。各サイクロトロン１は、３
つの電子ビームからなる束を（３つのパルスを時間的に
非常に近く生成する１つの電子源４または、３つの別個
の電子源４により）生成し、これが単一の偏向ユニット
８によって偏向された後、実施例２と同様にカラー蛍光
体スクリーン９に衝突する。ただし、実施例４と同様
に、各サイクロトロン１および各束はスクリーンの一部
分１２に割り当てられる。入力ビデオ信号は、アレイ中
のサイクロトロン間で適切に分布されるように、ある時
点で処理されなければならない。この処理は実施例４に
説明している。

【００７２】実施例６３つのサイクロトロンからなる組のアレイを有するカラ
ーディスプレイユニット本発明のこの実施形態は、３つのサイクロトロンの組１
１のアレイを有するカラーディスプレイユニットを有す
る（図８および９を参照）。各サイクロトロン組１１
は、実施例５と同様にカラースクリーン９に衝突する３
つの電子ビームからなる束を生成する。３つのサイクロ
トロンの組１１の各々および各束は、スクリーンの一部
分１２に割り当てられる。各束は、単一の偏向ユニット
８または３つの別個の偏向ユニット（図示せず）によっ
て偏向される。入力ビデオ信号は、アレイ中のサイクロ
トロン間で適切に分布されるように、ある時点で処理さ
れなければならない。この処理は実施例４に説明してい
る。

【００７３】実施例７各々が複数の電子源を有する単一の円筒状サイクロトロ
ンを有するモノクロームディスプレイユニット本発明のこの実施形態は、１つの次元に沿って複数の電
子源を有するサイクロトロンを有する（図１０を参
照）。サイクロトロン１は、サイクロトロン開口部５を
介して複数の電子ビームを放出する。次に電子ビームは
モノクロームスクリーン９に衝突し、各電子源４および
各電子ビームは、実施例４と同様にスクリーンの一部分
１２に割り当てられる。入力ビデオ信号は、サイクロト
ロン中の電子源間で適切に分布されるようにある時点で
処理されなければならない。この処理は実施例４に説明
している。

【００７４】実施例８各々が複数の電子源を有する単一の円筒状サイクロトロ
ンを有するカラーディスプレイユニット本発明のこの実施形態は、１つの次元に沿って複数の電
子源を有するサイクロトロンを有する（図１０を参
照）。サイクロトロン１は、サイクロトロン開口部５を
介して電子ビームからなる複数の束を放出する。各束
は、単一の電子源または３つの電子源によって生成され
る。次に電子ビームからなる束はカラースクリーン９に
衝突し、電子ビームからなる各束は、実施例５と同様に
スクリーンの一部分１２に割り当てられる。入力ビデオ
信号は、サイクロトロン中の電子源間で適切に分布され
るようにある時点で処理されなければならない。この処
理は実施例４に説明している。

【００７５】実施例９円筒状サイクロトロンアレイを有するモノクロームディ
スプレイユニット本発明のこの実施形態は、１つの次元に沿って複数の電
子源を有するサイクロトロンアレイを有する（図１１を
参照）。本実施形態は、ある次元に沿って１つ以上のサ
イクロトロンを有し、別の次元に沿って複数のサイクロ
トロンを有する。サイクロトロン１はそのサイクロトロ
ン開口部５を介して複数の電子ビームを放出する。次に
電子ビームはモノクロームスクリーン９に衝突し、各電
子源４および各電子ビームは、実施例４と同様にスクリ
ーンの一部分１２に割り当てられる。入力ビデオ信号
は、全てのサイクロトロン中の全ての電子源間で適切に
分布されるようにある時点で処理されなければならな
い。この処理は実施例４に説明している。

【００７６】実施例１０円筒状サイクロトロンアレイを有するカラーディスプレ
イユニット本発明のこの実施形態は、１つの次元に沿って複数の電
子源を有するサイクロトロンアレイを有する（図１１を
参照）。本実施形態は、ある次元に沿って１つ以上のサ
イクロトロンを有し、別の次元に沿って複数のサイクロ
トロンを有する。サイクロトロン１はそのサイクロトロ
ン開口部５を介して３つの電子ビームからなる複数の束
を放出する。各束は、単一の電子源または３つの電子源
によって生成される。次に電子ビームはカラースクリー
ン９に衝突し、電子ビームからなる各束は、実施例５と
同様にスクリーンの一部分１２に割り当てられる。入力
ビデオ信号は、全てのサイクロトロン中の全ての電子源
間で適切に分布されるようにある時点で処理されなけれ
ばならない。この処理は実施例４に説明している。

【００７７】本発明は、ＣＲＴの電子銃よりも低電圧且
つ低エネルギーコストで電子を生成する１つ以上のサイ
クロトロンをＣＲＴの電子銃の代わりに用いた、陰極線
管（ＣＲＴ）に似たサイクロトロンディスプレイデバイ
スを含む。これは、本明細書中に開示されているよう
に、白黒ディスプレイおよびカラーディスプレイの両方
に適用できる。さらに、電子は十分な速度でサイクロト
ロンから出射するので、加速電極は必要ない。電子が、
拡散雲としてではなくビームとしてサイクロトロンから
出射するので、電子の集束の必要性も大幅に低減される
か、あるいは全く不要となる。サイクロトロンディスプ
レイアセンブリは、従来の電子銃ＣＲＴに比べて大幅に
短く製造できる。さらに、１つだけでなく、アレイ状の
複数のサイクロトロンを使用して、各サイクロトロンが
ビデオスクリーンの一部分に割り当てられるようにする
ことも可能である。これにより、サイクロトロンディス
プレイの長さがさらに低減される。

【００７８】上記実施例は、本発明の範囲を限定するた
めではなく本発明を例示するために提供されている。本
発明の様々な他の変形例が当業者には直ちに明らかであ
り、かつ付属の請求項により包含されている。本明細書
において引用された全ての刊行物、特許、および特許出
願は、参考のために援用されている。

【００７９】

【発明の効果】ＣＲＴディスプレイの代替物となるサイ
クロトロンディスプレイが提供される。この装置では、
電子銃の代わりに、電子ビームを生成する１つ以上のサ
イクロトロンを用いた。これにより、電子を加速する加
速電極は不必要になり、さらに電子ビームを集束する必
要性も大幅に低減される。したがって、電子銃ＣＲＴに
比べて消費エネルギーが低く、大幅に短いディスプレイ
デバイスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの金属Ｄ字型部材と、２つの磁石と、電子
源とからなるサイクロトロンを示す。サイクロトロンの
終端半径位置にあるサイクロトロン開口部もまた示す。

【図２】多数の電子源を有する円筒状サイクロトロンを
示す。

【図３】垂直電界偏向板および関連する変数を示す。

【図４】サンプル計算を表形態で示す。

【図５】単一のサイクロトロンまたは３つのサイクロト
ロンよりなるセットと、単一の電界偏向メカニズムとを
有するサイクロトロンディスプレイの概略ワイヤフレー
ム部分図を示す。

【図６】単一のサイクロトロンまたは３つのサイクロト
ロンよりなるセットと、単一の電界偏向メカニズムとを
有するサイクロトロンディスプレイの上面図および側面
図を示す。

【図７】カラーサイクロトロンディスプレイを示す。

【図８】サイクロトロンディスプレイで使用されるサイ
クロトロンアレイの概略ワイヤフレーム図を示す。

【図９】サイクロトロンディスプレイで使用されるサイ
クロトロンアレイの上面図および側面図を示す。

【図１０】円筒状サイクロトロンを有するサイクロトロ
ンディスプレイ（モノクロームまたはカラー）を示す。

【図１１】円筒状サイクロトロンアレイを有するサイク
ロトロンディスプレイ（モノクロームまたはカラー）を
示す。

【符号の説明】

１サイクロトロン８偏向ユニット９蛍光体スクリーン１１サイクロトロンの組

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599016350 ４Ｆ，Ｎｏ．31，Ｌａｎｅ 57，ＴａＴｚｅＳｔｒｅｅｔ，ＴａＴｚｅ，Ｔａｉｐｅｉ 104，Ｔａｉｗａｎ (71)出願人 599016361 Ｎｏ． 49，Ｌａｎｅ 256，Ｓｅｃ. ３，ＮａｎｋｉｎｇＥ．Ｒｏａｄ，Ｔａｉｐｅｉ，Ｔａｉｗａｎ (71)出願人 599016372 カイヤンＫａｉＹａｎｇ台湾，タイペイ，ナンキンイー．ロード，セクション３，レーン 256，ナンバー 49 Ｎｏ． 49，Ｌａｎｅ 256，Ｓｅｃ. ３，ＮａｎｋｉｎｇＥ．Ｒｏａｄ，Ｔａｉｐｅｉ，Ｔａｉｗａｎ (72)発明者ハーン−エアホーン台湾，タイペイ 104，タゼ，タゼストリート，レーン 57，ナンバー 31，４エフ (72)発明者ワイ−ボンユン台湾，タイペイ，ナンキンイー．ロード，セクション３，レーン 256，ナンバー 49 (72)発明者カイヤン台湾，タイペイ，ナンキンイー．ロード，セクション３，レーン 256，ナンバー 49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリーン上に画像を表示する装置であ
って、１つ以上の電子ビームを生成する１つ以上のサイクロト
ロンと、該サイクロトロンから出射される該電子ビームを方向づ
ける、１つ以上の偏向ユニットと、該電子ビームが衝突することにより該画像を形成するス
クリーンと、を含む装置。
【請求項２】前記サイクロトロンの各々が、２つのＤ
字型部材と１つ以上の電子源とを含む、請求項１に記載
の装置。
【請求項３】前記偏向ユニットの各々が、前記電子ビ
ームを方向付ける能力を有する、少なくとも２つの偏向
板を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記偏向板の１つが水平軸に沿って前記
電子ビームを偏向し、該偏向板の別の１つが垂直軸に沿
って該電子ビームを偏向する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記スクリーンがモノクロームスクリー
ンである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】１つの前記電子ビームを生成する１つの
前記サイクロトロンを有する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】複数の前記サイクロトロンを有し、該サ
イクロトロンの各々が、前記スクリーンのそれぞれの一
部分に方向づけられた１つの前記電子ビームを生成す
る、請求項５に記載の装置。
【請求項８】前記スクリーンがカラースクリーンであ
る、請求項４に記載の装置。
【請求項９】３つの前記電子ビームからなる束を生成
する、１つの前記サイクロトロンを有する、請求項８に
記載の装置。
【請求項１０】３つの前記サイクロトロンからなる組
を更に含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】前記組内の前記サイクロトロンの各々
が単一の前記電子ビームを生成し、該組が３つの前記電
子ビームからなる束を生成する、請求項１０に記載の装
置。
【請求項１２】複数の前記サイクロトロンを有する、
請求項８に記載の装置。
【請求項１３】前記サイクロトロンの各々が、３つの
前記電子ビームからなる束を生成し、該束の各々が前記
スクリーンのそれぞれの一部分に方向付けられている、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】各々が３つの前記サイクロトロンから
なる複数の組をさらに有する、請求項１２に記載の装
置。
【請求項１５】前記サイクロトロンの各々が１つの前
記電子ビームを生成し、前記組の各々が、前記スクリー
ンのそれぞれの一部分に方向付けられた、３つの前記電
子ビームからなる束を生成する、請求項１４に記載の装
置。
【請求項１６】複数の前記電子源からなる１つの前記
サイクロトロンを有し、該電子源の各々が前記スクリー
ンのそれぞれの一部分に方向づけられた前記電子ビーム
を生成する、請求項５に記載の装置。
【請求項１７】複数の前記電子源からなる１つの前記
サイクロトロンを有し、該サイクロトロンが、各々が３
つの前記電子ビームからなる複数の束を生成し、該束の
各々が前記スクリーンのそれぞれの一部分に方向づけら
れている、請求項８に記載の装置。
【請求項１８】複数の前記サイクロトロンを有し、該
サイクロトロンの各々が、複数の前記電子源を含み、該
電子源の各々が前記スクリーンのそれぞれの一部分に方
向づけられた前記電子ビームを生成する、請求項５に記
載の装置。
【請求項１９】複数の前記サイクロトロンを有し、該
サイクロトロンの各々が、複数の前記電子源を含み、該
サイクロトロンの各々が、３つの前記電子ビームからな
る複数の束を生成し、該束の各々が前記スクリーンのそ
れぞれの一部分に方向づけられている、請求項８に記載
の装置。
【請求項２０】スクリーン上に画像を表示する装置で
あって、集束され、加速された電子ビームの複数の源と、電子銃から出射される１つ以上の電子ビームを方向づけ
る１つ以上の偏向ユニットと、該電子ビームが衝突することにより該画像を形成するス
クリーンと、を含む装置。