JPS58182972A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スクリーン上の画面を垂直方向に複数の区分
に分割して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、全体としてテレビジョン画像を
表示する装置に関するものであり、電子ビームの各区分
毎の発生のタイミングと各区分毎の偏向動作のタイミン
グとを厳密に一致させることができて画像を正確に表示
することができ、しかも構成も簡易な装置を提供しよう
とするものである。

従来、カラーテレビジョン画像表示用の表示素子として
は、ブラウン管が主として用いられているが、従来のブ
ラウン管では画面の大きさに比して奥行きが非常に長く
、薄形のテレビジョン受像機を作成することは不可能で
あった。また、平板状の表示素子として最近ＥＬ表示素
子、プラズマ表示装置、液晶表示素子等が開発されてい
るが、いずれも輝度、コントラスト、カラー表示等の性
能の面で不充分であり、実用化されるには至っていない
。

そこで、電子ビームを用いて平板状の表示装置を達成す
るものとして、スクリーン上の画面を垂直方向に複数の
区分に分割して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、全体としてテレビジョン画
像を表示するものが考案された〇 まず、ここで用いられる画像表示素子の基本的な一構成
例を第１図に示して説明する。

この表示素子は、後方から前方に向って順に、背面電極
１、電子ビーム源としての線陰極２、垂直集束電極３　
、３’、垂直偏向電極４、電子ビーム流制御電極５、水
平集束電極６、水平偏向電極７、電子ビーム力ｎ速電極
８およびスクリーン板９が配置されて構成きれておシ、
これらが扁平なガラスパルプ（図示せず）の真空になさ
れた内部に収納されている。電子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架されておシ、かかる線陰極２が適
宜間隔を介して垂直方向に複数本（ここでは２イ〜２二
の４本のみ示している）設けられている。この実施例で
は１５本設けられているものとする。２イ〜２ヨとする
。これらの線陰極２はたとえば１０〜２０μφのタング
ステン線の表面に酸化物陰極材料が塗着されて構成され
ている。そして、後述するように、上方の線陰極２イか
ら順に一定時間づ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、後述の垂直集束電極３との間で電
位勾配を作り出し、前述の４定時間電子ビームを放出す
べく制御される線陰極２以外の他の線陰極２からの電子
ビームの発生を抑止し、かつ、発生された電子ビームを
前方向だけに向けて押し出す作用をする。この背面電極
１はカラスバルブの後壁の内面に付着された導電材料の
塗膜によって形成されていてもよい。また、これらの背
面電極１と線陰極２とのかわυに、面状の電子ビーム放
出陰極を用いてもよい。

垂直集束電極３は線陰極２イ〜３ヨのそれぞれと対向す
る水平方向に長いスリット１Ｑ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スリット
１ｏ全通して取り出し、かつ、垂直方向に集束させる。

スリット１０は途中に適宜の間隔で桟が設けられていて
もよく、あるいは、水平方向に小さい間隔（はとんど接
する程度の間隔）で多数個並べて設けられた貫通孔の列
で実質的にスリットとして構成されていてもよい。

垂直集束電極３′も同様のものである。

垂直偏向電極４は上記スリット１０のそれぞれの中間の
位置に水平方向にして複数個配置されており、それぞれ
、絶縁基板１２の上面と下面とに導電体１３　、１３’
が設けられたもので構成されている。そして、相対向す
る導電体１３　、１３’の間に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する。この構成例では
、一対の導電体１３　、１３’によって１本の線陰極２
からの電子ビームを垂直方向に１６ライン分の位置に偏
向する。

そして、１６個の垂直偏向電極４によって１６本の線陰
極２のそれぞれに対応する１５対の導電体対が構成され
、結局、スクリーン９上に２４０本の水平ラインを描く
ように電子ビームを偏向する。

次に、制御電極６はそれぞれが垂直方向に長いスリット
１４を有する導電板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。この構成例で
は３２０本の制御電極用導屯板１５ａ〜１５ｎが設けら
れている（図では１０本のみ示している）。この制御電
極６は、それぞｔｌが電子ビームを水平方向に１絵素分
ずつに区分して取り出し、かつ、その通過量をそれぞれ
の絵素を表示するだめの映像信号に従って制御する。

従って、制御電極６を３２０２０本設ば水平１ライン分
当り３２０絵素を表示することができる。

まだ、映像をカラーで表示するために、各絵素はＲ，Ｇ
、Ｂの３色の螢光体で表示することとし、各制御電極６
にはそのＲ，Ｇ、Ｂの各映像信号が順次加えられる。ま
た、３２０本の制御電極６には１ライン分の３２０組の
映像信号が同時に加えられ、１ライン分の映像が一時に
表示される。

水平集束電極６は制御電極６のスリット１４と相対向す
る垂直方向に長い複数本（３２ｏ本）のスリット１６を
有する導電板１７で構成され、水平方向に区分されたそ
れぞれの絵素毎の電子ビームをそれぞれ水平方向に集束
して細い電子ビームにする。

水平偏向電極７は上記スリット１６のそれぞれの中間の
位置に垂直方向にして複数本配置された導電板１８で構
成されており、それぞれの間に水平偏向用電圧が印加さ
れて、各絵素毎の電子ビームをそれぞれ水平方向に偏向
し、スクリーン９上でＲ，Ｇ、Ｈの各螢光体を順次照射
して発光させるようにする。その偏向範囲は、この実施
例では各電子ビーム毎に１絵素分の幅である。

加速電極８は垂直偏向電極４と同様の位置に水平方向に
して設けられた複数個の導電板１９で構成されており、
電子ビームを充分なエネルギーでスクリーン９に衝突を
せるように加速する。

スクリーン９は電子ビームの照射によって発光される螢
光体２ｏがガラス板２１の裏面に塗布され、また、メタ
ルバック層（図示せず）が付加されて構成されている。

螢光体２ｏは制御電極６のべつのスリット１４に対して
、すなわち、水平方向に区分された各１本の電子ビーム
に対して、Ｒ７Ｇ、Ｈの３色の螢光体が１対づつ設けら
れており、垂直方向にストライプ状に塗布されている。

第１図中でスクリーン９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での区分
を示し、２点鎖線は複数本の制御電極５のそれぞれに対
応して表示される水平方向での区分を示す。これら両者
で仕切られた１つの区画には、第２図に拡大して示すよ
うに、水平方向では１絵素分のＲ，Ｇ、Ｂの螢光体２ｏ
があり、垂直方向では１６ライン分の幅を有している。

１つの区画の大きさは、たとえば、水平方向が１敲、垂
直方向が１６ｍである。

なお、第１図においては、わかり易くするために水平方
向の長さが垂直方向に対して非常に大きく引き伸ばして
描かれている点に注意てれたい。

また、この実施例では１本の制御電極６すなわち１本の
電子ビームに対してＲ，Ｇ、Ｈの螢光体２ｏが１絵素分
の１対のみ設けられているが、２絵素以上分の２対以上
設けられていてももちろんよく、その場合には制御電極
６には２つ以上の絵素のためのＲ，Ｇ、Ｂ映像信号が順
次別えられ、それと同期して水平偏向がなされる。

この表示装置はここでは１５本の線陰極とそれに対応す
る１６個の画面区分をもっているがこの１５本の線陰極
の選択および垂直偏向駆動は以下のようにして行なわれ
る。

垂直駆動パルス発生回路２６は垂直帰線パルスによって
リセットをれて水平パルスをカウントするカウンタ等に
よって構成され、垂直周期のうちの垂直帰線期間を除い
た有効垂直走査期間（ここでは２４ＯＨ分の期間とする
）に順次１６Ｈ期間ずつの長さの１６個の駆動パルス〔
４９口・・・・・・ヨ〕を発生する。この駆程パルス〔
４２口・・・・・・ヨ〕は線陰極駆動回路２６に加えら
れ、ここで反転されて、各パルス期間のみ低電位になさ
れそれ以外の期間には約２０ボルトの高電位になされた
線陰極駆動パルス〔４１２口′・・・・・・ヨ′〕に変
換され、各線陰極２イ、２０．・・・・・・２ヨに加え
られる。各線陰極２イ、・・・・・・２ヨはその駆動パ
ルス〔イ′〜ヨ′〕の高電位の間に電流が流されており
、駆動パルス〔イ′〜ヨ′〕の低電位期間にも電子を放
出しうるように加熱状態が保持される。これにより、１
６本の線陰極２イ〜２ヨからはそれぞれに低電位の駆動
パルス〔イ′〜ヨ′〕が加えられた１６Ｈ期間にのみ電
子が放出される。高電位が加えられている期間には、背
面電極１と垂直集束電極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の位置における電位よ
りも線陰極２イ〜２ヨに加えられている高電位の方がプ
ラスになるために、線陰極２イ〜２ヨからは電子が放出
されない。かくして、線陰極２においては、有効垂直走
査期間の間に、上方の線陰極２イから下方の線陰極２ヨ
に向って順に１６Ｈ期間づつ電子が放出される。放出さ
れた電子は背面電極１により前方の方へ押し出され、垂
直集束電極３のうち対向するスリット１ｏを通過し、垂
直方向に集束されて、平板状の電子ビームとなる。

次に、垂直偏向駆動回路２７は垂直駆動・くルス〔イ〜
ヨ〕のそれぞれによってリセットされ水平同期信号をカ
ウントするカウンタと、そのカウント出力をＤ／Ａ変換
する変換回路と等によって構成されており、各垂直駆動
パルス〔イ〜ヨ〕の１６Ｈ期間の間に１Ｈずつ１６段階
に変化する一対の垂直偏向信号ｖ　、　ｖ’を発生する
。垂直偏向信号ＶとＶ′とはともに中心電圧が■４のも
ので、Ｖは順次増加し　ｖ／は順次減少してゆくように
、互いに逆方向に変化するようになされている。これら
垂直偏向信号ＶとＶ′はそれぞれ垂直偏向電極４の電極
１３と１３′に加えられ、その結果、それぞれの線陰極
２イ〜２ヨから発生された電子ビームは垂直方向に１６
段階に偏向され、先に述べたようにスクリーン９上では
１つの電子ビームで１６ライン分のラスターを上から順
に順次１）イン分ずつ描くように偏向される。

以上の結果、１６の線陰極２イ〜２ヨの上方のものから
順に１６１（期間ずつ電子ビームが放出され、かつ各電
子ビームは垂直方向の１６の区分内で上方から下方に順
次１ライン分ずつ偏向されることによって、スクリーン
９上では上端のｔｇ１ライン目から下端の第２４０ライ
ン目まで順次１ライン分ずつ電子ビームが垂直偏向され
、合計２４０ラインのラスターが描かレル。

以上の駆動方式から明らかなように、垂直駆動パルス発
生回路２６と垂直偏向駆動回路２７との動作は常に同期
していなければならない。もし雑音その他の原因で垂直
駆動パルス発生回路２６内のカウンタと垂直偏向駆動回
路２７内のカウンタとの間に計数動作のずれが生じた場
合には、たとえば第４図ａに示すように垂直偏向信号Ｖ
が正しく１Ｈずつ１６段階に変化しなくなったり、まだ
同図すに示すように垂直偏向信号Ｖが１Ｈずつ１６段階
に正しく変化していても垂直駆動パルス〔イ′〜ヨ′〕
と位相のずれを発生したりして、画面上では走査線のと
びやあるいはクロストークという現象となって現われ、
画質の劣化を招く。

また、第３図に示すような表示装置駆動回路のうちの小
信号部分をＩＣ化することを考慮した場合、線陰極駆動
回路２７へ与える信号〔イ〜ヨ〕を出力するだめの１５
本の出力端子がＩＣに必要になる。

ところが、一般にＩＣのビン数の増加はＩＣのパッケー
ジの大型化や高価格化を招き不利であるＱそこで、本発
明はかかる点に鑑み、垂直方向の複数の区分毎に電子ビ
ームを順次発生きせる動作と、その各区分内で電子ビー
ムを垂直偏向する動作とを厳密に同期化させることがで
きてそれらのずれを生じることがなく正確に画像を表示
することができ、しかも、回路をＩＣ化するときにその
ＩＣの出力端子数を少なくできるような回路構成とし、
さらに外付けの回路も簡単にできるようにした装置を提
供することを目的とするものである。

以下、本発明につき、その一実施例を示す図面を参照し
て詳細に説明する。

まず、その特徴とする゛電子ビームの発生制御部分と垂
直偏向の制御部分の構成例を第６図に示す。

ここで、水平パルスカウンタ３７はテレビジョン信号か
ら作成した水平周期のパルスを計数するカウンタで、垂
直期間内の一定範囲期間（有効垂直期間）に水平パルス
を計数して適当なビット数のディジタル計数信号として
出力する。また垂直偏向１駆動回路３８は、その水平パ
ルスカウンタ３７の計数出力に応じて、垂直偏向駆動信
号ｖ　、　ｖ’を発生する。線陰極選択回路３９は、各
々の区分の線陰極２イ〜２ヨを選択して電子ビームを発
生きせるかどうかを決定するパルス（選択パルス）を発
生する回路であり、線陰極駆動回路４ｏは線陰極２イ〜
２ヨを駆動するために必要な電圧の信号〔イ′〜ヨ′〕
に選択パルスを変換する回路である。

一方、線陰極選択駆動パルス発生回路４１は線陰極選択
回路３９に線陰極選択パルスを発生させるだめの駆動パ
ルスを発生する回路である。

垂直偏向駆動回路３８と線陰極選択駆動パルス発生回路
４１とは、入力信号として共に水平パルスカウンタから
の同一の計数出力を用いるようにしているため、垂直偏
向信号ｖ、ｖ’と線陰極選択駆動パルス、をらには線陰
極駆動信号イ′〜ヨ′の間には同期のずれ及び位相のず
れは起こらない。

さらに、上記の画像表示装置の駆動回路をＩＣ化する場
合でも、選択駆動パルス回路４１までを小信号ＩＣとし
て１つのＩＣ素子にまとめれば、線陰極選択パルスより
も線陰極選択駆動パルスの方が数が少ないから、線陰極
選択回路３９への出力端子数を減少することができる。

このとき、線陰極選択回路３９は外付回路となるから、
簡単な回路でないとＩＣ化した利点が減するが、以下に
述べるように、非常に簡単な回路によって実現できる。

その具体的な実施回路例を第６図に示す。水平パルスカ
ウンタ３７はこの例では８ビツトのカウンタで構成され
ていて、垂直パルスＶによってリセットされ、垂直周期
のうちの垂直帰線期間を除いた有効垂直走査期間の間に
水平パルスを計数して８ビツトのディジタル計数信号〔
あ〜く〕として出力する。

垂直偏向、駆動回路３８では、この８ビツトの計数出力
〔あ〜く〕のうちの下位４ビツト〔あ〜え〕を用いて直
接Ｄ／Ａ変換することによって垂直偏向駆動信号ｖ、ｖ
’を得ることができる。別の手段としては、図示したよ
うに、８ビツトの計数出力〔あ〜く〕をアドレスデータ
として用いてメモリ４２をアドレス制御し、このメモリ
〔あ〜く〕の各アドレスに予め記憶されている垂直偏向
駆動信号のディジタルデータを直接アクセスして読み出
し、これをＤ／Ａ変換回路４３でアナログ信号に変換し
て垂直駆動信号ｖ　、　ｖ”を発生するようにすること
もできる。

一方、線陰極選択駆動パルス発生回路４１は、カウンタ
３７からの８ビツトの計数出力〔あ〜く〕　□を用いて
、第７図に示すように、有効垂直走査期間に同期した１
６Ｈ期間の周期をもつクロック信号αと、有効垂直走査
期間を示すクリア何カβと、さらに計数出力がｒＯＪ〜
Ｉ’１ｓＪ（ただし１゜進表示）の期間のみ”１”でそ
の他の期間でばｏ”となるパルス信号γとを発生するよ
うに、ゲート回路を用いて構成する。

線陰極選択回路３９は、単純なシフトレジスタで構成し
ており、α、β、γの３つの選択駆動パルスをそれぞれ
シフトレジスタのクロック端子。

クリア端子、入力端子に加え、そのシフトレジスタの出
力としてγの信号を１６Ｈ期間づつシフトした線陰極選
択パルス出力〔イ〜ヨ〕を発生するーこれらの出力〔イ
〜ヨ〕を線陰極駆動回路４ｏで増幅してそれぞれ線陰極
駆動信号〔イ′〜ヨ′〕として線陰極２イ〜２ヨに供給
する。

このように、垂直偏向駆動回路３８と線陰極選択駆動パ
ルス発生回路はともに入力信号としてカウンタ３７かう
の同一の計数出力〔あ〜く〕を用いているため、垂直偏
向信号ｖ、ｖ’と線陰極駆動信号〔イ′〜ヨ′〕との間
には同期のずれや位相のずれは全く起こらない。

第６図に示す駆動回路部分をＩＣ化する場合には、線陰
極選択駆動パルス発生回路４１までを小信号ＩＣ４４と
して１つのパッケージ４４に組み込めば、線陰極選択回
路３９への出力端子はα。

β、γ用の３つのみですむことになる。

他の実施例として、線陰極選択駆動パルス発生回路の出
力信号として水°平パルスカウンタの計数出力のうちの
上位４ビツト〔お〜〈〕を用いてデコードして線陰極選
択パルスを得るようにしてもよい。この場合は、線陰極
選択パルス発生回路３８か不要で線陰極選択回路３９と
して４ビツトデコーダを用いる。この場合は２つの回路
を結ぶ信号路は４本となる。

さらに、線陰極選択駆動パルス出力として、αとβ、あ
るいはαだけとし、γ、あるいはγとβ信号を線陰極選
択回路内で合成してもよい。

このように、本発明によれば、垂直方向の複数の区分毎
の電子ビーム源の制御とその電子ビームの偏向とを厳密
に同期させて正確に行なうことができて画像を正しく表
示することができ、しかも構成も簡単でＩＣ化に適した
ものとすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像表示装置に用いられる一例の画像
表示素子の基本構成を示す分解斜視図、第２図はそのス
クリーンの拡大図、第３図は同装置の駆動回路の基本構
成を示すブロック図、第４図ａ、ｂはその動作を説明す
る鼓形図、第６図。 第６図は本発明の一実施例における画像表示装置の要部
のブロック図、第７図はその動作を説明する波形図であ
る。 ２・・・・・・電子ビーム源としての線陰極、３，３′
・・・・・・垂直集束電極、４・・・・・・垂直偏向電
極、６・・・・・・電子ビーム流制御電極、６・・・・
・・水平集束電極、７・・・・・・水平偏向電極、８・
・・・・・電子ビーム加速電極、９・・・・・・スクリ
ーン、２ｏ・・・・・・螢光体、２３・・・・・・入力
端子、２４・・・・・・同期分離回路、２５・・・・・
−垂直駆動パルス発生回路、２６・・・・・・線陰極駆
動回路、２７・・・・・・垂直偏向駆動回路、２８・・
・・・・水平駆動パルス発生回路、２９・・・・・・水
平偏向駆動回路、３ｏ・・・・・・色復調回路、３１ａ
〜３１ｎ・・・・・拳サンプルホールド回路組、３２ａ
〜３２ｎ・・・■・メモリ組、３４−・ｌ拳−サンプリ
ングパルス発生回路、３６ａ〜３５ｎ・・・・・・スイ
ッチング回路、３６・・・・−・スイッチングパルス発
生回路、３７・・・・・・水平パルスカウンタ、３８・
・・・・・垂直偏向駆動回路、３９・・・・・・線陰極
選択回路、４ｏ・・・・・・線陰極駆動回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠２
図 １に平方向の１区分 第　４　ｍ ＆１−ｆＥＨ− ）−一へ　哨 派

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   それぞれの区分毎に電子ビームを発生する電子ビーム発
   生手段と、上記各区分毎に上記電子ビームを垂直方向に
   偏向して上記スクリーンの画面上にテレビジョン画像を
   表示感せる垂直偏向手段とを有するとともに、上記テレ
   ビジョン画像を表示するためのテレビジョン信号から作
   成した水平パルスを垂直期間内に計数するカラ／り手段
   と、上記カウンタ手段からの計数出力に応じて上記複数
   の区分毎に順次上記電子ビームを発生させるように上記
   電子ビーム発生手段を制御する電子ビーム発生制御手段
   と、上記カウンタ手段からの計数出力に応じて上記垂直
   偏向手段に上記電子ビーム偏向用信号を印加する偏向制
   御手段とを有することを特徴とする画像表示装置。