JPS6227595B2 - - Google Patents

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
としてテレビジヨ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、カラーテレビジヨ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、薄形のテレビジヨン受像
機を作成することは不可能であつた。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、実用化されるに至つてい
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ヨン画像を表示する
ものが考案された。

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、後方から前方に向つて順に、
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、電子ビーム加束電極８およびスクリーン板９
が配置されて構成されており、これらが扁平なガ
ラスバルブ（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り、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ニの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、前述の一定時間電子ビ
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はガラスバ
ルブの後壁の内面に付着された導電材料の塗膜に
よつ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とのかわりに、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ツト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
ビームをそのスリツト１０を通して取り出し、か
つ、垂直方向に集束させる。スリツト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（ほとんど接する程
度の間隔）で多数個並べて設けられた貫通孔の列
で実質的にスリツ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は上記スリツト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′によつて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によつて15
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５はそれぞれが垂直方向に長い
スリツト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本の制御電極用導電
板１５ａ〜１５ｍ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５は、それぞれ
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
を表示するための映像信号に従つて制御する。従
つて、制御電極５を320本設ければ水平１ライン
分当り320絵素を表示することができる。また、
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５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５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５のスリツト１４と
相対向する垂直方向に長い複数本（320本）のス
リツト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。

水平偏光電極７は上記スリツト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，Ｂ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に衝突さ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つて発光
される螢光体２０がガラス板２１の裏面に塗布さ
れ、また、メタルパツク層（図示せず）が付加さ
れて構成されている。螢光体２０は制御電極５の
〓〓〓〓〓
１つのスリツト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、
Ｒ、Ｇ、Ｂ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２０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
mm、垂直方向が16mm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されたい。

また、この実施例では１本の制御電極５すなわ
ち１本の電子ビームに対してＲ、Ｇ、Ｂの螢光体
２０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５には２つ以上の絵
素のためのＲ、Ｇ、Ｂ映像信号が順次加えられ、
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15個の画面区分をもつているがこの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２５は垂直帰線パルス
によつてリセツトされて水平パルスをカウントす
るカウンタ等によつて構成され、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240H分の期間とする）に順次16H期間ずつ
の長さの15個の駆動パルス〔イ，ロ……ヨ〕を発
生する。この駆動パルス〔イ，ロ……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〔イ′，ロ′……ヨ′〕に変換され、各線陰極
２イ，２ロ，……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、15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つ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ヨに向つて順に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
リツト１０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は垂直駆動パルス
〔イ〜ヨ〕のそれぞれによつてリセツトされ水平
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つて構
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V₄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ライン分ずつ描く
ように偏向される。

以上の結果、１５の線陰極２イ〜２ヨの上方の
ものから順に16H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１５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
ことによつて、スクリーン９上では上端の第１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れる。

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２５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２５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つたり、また同
図ｂ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
現象となつて現われ、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〕
を出力するための15本の出力端子がICに必要に
なる。

ところが、一般にICのピン数の増加はICのパ
ツケージの大型化や高価格化を招き不利である。

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させる動作
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５図に示
す。ここで、水平パルスカウンタ３７はテレビジ
ヨ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ツト
数のデイジタル計数信号として出力する。また垂
直偏向駆動回路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
生さ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４０
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４
１は線陰極選択回路３９に線陰極選択パルスを発
生させるた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、さ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
ずるが、以下に述べるように、非常に簡単な回路
によつて実現できる。

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によつてリセ
ツトされ、垂直同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ビツトのデイジタル計数信号〔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変換することによつて垂
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
信号のデイ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16H期間の周期をもつクロツク
信号αと、有効垂直走査期間を示すクリア信号β
と、さらに計数出力が「０」〜「15」（ただし10
〓〓〓〓〓
進表示）の期間のみ“１”でその他の期間では
“０”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ツク端子、
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。
これらの出力〔イ〜ヨ〕を線陰極駆動回路４０で
増幅してそれぞ駆動信号〔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
いているために、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つのパツケージ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〜く〕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３
８が不要で選択回路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ツク図、第４
図ａ，ｂはその動作を説明する波形図、第５図、
第６図は本発明の一実施例における画像表示装置
の要部のブロツク図、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、５…
…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、２０……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、
３０……色復調回路、３１ａ〜３１ｎ……サンプ
ルホールド回路組、３２ａ〜３２ｎ……メモリ
組、３４……サンプリングパルス発生回路、３５
ａ〜３５ｎ……スイツチング回路、３６……スイ
ツ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、４０……線陰極駆動回路。 〓〓〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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ヨン画像を表示させる垂直偏
   向手段とを有するとともに、上記テレビジヨン画
   像を表示するためのテレビジヨン信号から作成し
   た水平パルスを垂直期間内に計数するカウンタ手
   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。