JP2567584B2 - 消磁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はビデオ表示装置用の消磁装置に関するもの
であり、特に急速な回復力をもつた共振消磁装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

カラー・ビデオ表示装置は、地磁気の影響や、モータ
その他の電気機器等、近くにある電気製品によつて発生
された電磁気の影響を打消すために周期的な消磁あるい
は脱磁を必要とする。これらの磁界は、シヤドウマスク
やビデオ表示装置の他の金属部分等の陰極線管の金属部
分を磁化し、陰極線管の色純度を低下させる。このよう
な理由からテレビジヨン受像機、コンピユータ、あるい
はビデオ表示モニタ等のビデオ表示装置は、通常装置が
最初付勢されたときに動作して、陰極線管の近くあるい
は陰極線管自体の金属製部分を消磁するために０に向つ
て減衰する交流電流磁界を発生するように動作する消磁
回路を具備している。

通常の形式の消磁回路はアメリカ合衆国では60Hzの周
波数のAC線路電源によつて給電される。このような形式
の消磁回路は元々消磁電流が流れて温度が上昇するにつ
れて抵抗値が大きくなる正の温度係数の抵抗器、すなわ
ちサーミスタ、あるいは他の温度感知成分を使用してい
る。これによつて、ビデオ表示装置の金属成分の消磁を
行なうような態様で交番消磁電流を減衰させる。表示装
置が付勢されている限りサーミスタを加熱状態に維持す
るために、サーミスタには小さな残留電流が流し続けら
れる。

このような形式の消磁回路はテレビジヨン受像機用と
して極めて有効であるが、しばしば移動させたり、異な
る観察者に向けてしばしば方向転換されるコンピユータ
・モニタやビデオ表示端子と共に使用される場合は幾つ
かの欠点がある。このような移動により陰極線管の消磁
に必要とする磁界も変化する。従つて、ビデオ表示装置
をしばしば移動させると、それに伴なつて消磁動作を行
なう必要がある。サーミスタを使用した消磁回路は、電
源を切つた後このサーミスタが充分に冷えるのに比較的
長い回復時間を必要とする。この回復時間は20分程度に
なる可能性があり、表示装置をしばしば移動することを
意図した場合は好ましくない。さらにコンピユータ用モ
ニタやビデオ表示端子は直接ビデオおよびRGB信号用と
しても使用できる入力および出力を有している。これは
入力端子および出力端子をAC線路から電気的に絶縁する
必要があり、しばしば陰極線管を含めてビデオ表示装置
の殆んどの成分を入力端子および出力端子のみではなく
むしろAC線路から絶縁することによつて行なわれる。消
磁コイルはAC線路から給電されるものであり、そのため
このAC線路から絶縁されていない。従つて、陰極線管お
よび周囲回路から注意深く絶縁する必要がある。このこ
とはビデオ表示装置を複雑にしてコスト高になる原因に
もなつている。

共振またはリング・ダウン消磁回路は前述のサーミス
タ消磁回路の幾つかの欠点を解消することができる。共
振消磁回路は消磁コイルと並列に接続されたキヤパシタ
を上記コイルと共に発振するように共振して動作するも
のである。共振回路の有限のＱにより所望の態様で減衰
する消磁電流を発生させ、表示装置の金属部分の消磁を
行なうことができる。消磁回路の回復は非常に速く、キ
ヤパシタの再充電に必要な時間を必要とするにすぎず、
表示装置をターン・オフすることなく必要に応じてしば
しば消磁することができる。さらに消磁コイルおよび共
振キヤパシタはAC線路から電気的に絶縁され、絶縁のた
めの条件が簡単になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

有効な消磁を行なうためには、消磁電流が相当に減衰
する前に少なくとも所定最少数の消磁電流サイクルを発
生する必要がある。ところが、前述したような従来の消
磁装置では、共振消磁周波数は2KHz程度で非常に高い
が、消磁電流は充分の数の共振消磁電流サイクルが完了
する前に有効レベル以下に減衰する可能性があり、その
ためビデオ表示装置の金属部分に磁気が残留する可能性
があるという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のビデオ表示装置用の消磁装置は、電圧源と、
該電圧源に結合されたエネルギ蓄積手段と、該エネルギ
蓄積手段に結合されて共振回路電流ループを形成する消
磁コイルと、該消磁コイルと並列に結合されたインダク
タンス手段と、上記エネルギ蓄積手段を上記消磁コイル
および上記インダクタンス手段を経て放電させてビデオ
表示装置の消磁を行なう手段とを具備している。上記イ
ンダクタンス手段としては、このインダクタンス手段を
含む合成共振回路のＱが上記エネルギ蓄積手段と上記消
磁コイルのみによって形成される共振回路のＱに比して
大きくなるように、上記消磁コイルの抵抗よりも相当に
小さい等価直列抵抗を有するものが使用される。

〔作用〕

本発明の消磁装置によれば、上記のように消磁コイル
と並列に、この消磁コイルの抵抗よりも小さい等価直列
抵抗を有する上記インダクタンス手段が接続されている
から、このインダクタンス手段を含む合成共振回路の共
振周波数が高くなり、また上記インダクタンス手段の作
用により合成共振回路のＱが高くなり、このことにより
共振回路中を流れる消磁電流の減衰率が小さくなって、
消磁電流が例えばその初期最大値の２分の１に低下する
までの所定時間内に生じる消磁サイクル数が一層増加
し、これによって特に大型スクリーンの陰極線管をもっ
たビデオ表示装置においても完全な消磁を行なうことが
できる。

〔実施例〕

以下、図示の実施例を参照しつゝこの発明を詳細に説
明する。

第１図には、例えばコンピユータからのビデオ情報信
号を受信するビデオ表示装置の一部の概略ブロツク図が
示されている。ビデオ情報信号は、例えば、クロミナン
ス、ルミナンス、および色信号の１つあるいは別の入力
として含まれる同期情報からなる複合ビデオ信号の形式
のものである。ビデオ情報信号の形式はビデオ情報信号
源の設計に依存することは言う迄もない。説明の都合
上、第１図の回路は復調された、すなわちベースバンド
・ビデオ情報を有する各別のRGB信号に応答する形式で
示されている。

ビデオ情報信号はビデオ情報源（図示せず）から信号
処理回路11へRGB信号として供給される。同期情報を伴
つた緑ビデオ信号は同期パルス分離回路12にも供給され
る。信号処理回路は赤、緑、青駆動信号（RD、GD、BD）
を陰極線管13の電子銃構体（図示せず）に供給する。

同期パルス分離回路12は導体Ｖ上の垂直周波数同期パ
ルスを垂直すなわちフイールド周波数偏向回路14に供給
し、偏向回路14は端子VY、VY′を経て陰極線管13上に配
置された垂直偏向巻線15に偏向電流を供給する。同期パ
ルス分離回路12はまた導体Ｈ上に水平偏向回路16に供給
される水平すなわちライン周波数同期パルスを発生す
る。水平偏向回路16は端子HY、HY′を経て陰極線管13上
に配置された水平偏向巻線17に偏向電流を供給する。

水平偏向回路16はまた電源変成器21の巻線20の１つの
端子に供給される水平リトレース・パルスを発生する。
巻線20の他の端子はＢ＋電圧源（図示せず）に結合され
ている。電源変成器21は、整流ダイオード23およびフイ
ルタ・キヤパシタ24を経て＋18ボルト程度の電圧源とし
てビデオ表示装置の回路に電力を供給するために使用さ
れる巻線22をもつたものとして示されている。変成器21
は、他の電圧レベルで動作する回路に供給される他の電
圧を発生する他の巻線（図示せず）も具えている。電源
変成器21はまた端子26に陰極線管13のアルタ端子Ｕに供
給される高電圧すなわちアルタ電位を発生する高電圧巻
線25を具えている。

この発明の原理によれば、共振またはリング・ダウン
形式の消磁回路30が設けられている。ビデオ表示装置が
付勢されると、約800ボルトの振幅を有する水平リトレ
ース・パルスがキヤパシタ31を充電しはじめる。ダイオ
ード32は、キヤパシタ31の両端間の電圧を約925ボルト
に上昇させるために、キヤパシタ31の下側の端子を＋12
5ボルトの電源電圧にクランプする。それによつてキヤ
パシタ31の両端間の電圧は、５乃至10水平偏向サイクル
の期間中、整流ダイオード34を通つてキヤパシタ33を約
925ボルトに充電する。

キヤパシタ33の両端に発生する電圧は、電流制限抵抗
36を経て共振消磁キヤパシタ35を925ボルトに充電す
る。抵抗36はビデオ表示装置の金属部分を磁化する可能
性のある電磁界が発生するのを防止するために充電電流
の流れを制限する。キヤパシタ35は約２秒で完全に充電
され、このキヤパシタ35が充電されると、消磁回路30は
動作可能状態になつてSCR37がトリガされると付勢され
る。

SCR37用のトリガ・パルスは次のようにして発生され
る。例えばＢ^＋電源をターンオンすることによつてビデ
オ表示装置が付勢されはじめると、水平偏向回路16は動
作しはじめて＋18Vの電源電圧を発生する。＋18ボルト
の電源の存在はビデオ表示装置の付勢の開始を表わす信
号として作用し、消磁動作を開始させるために使用され
る信号となる。

＋18ボルトの電源はキヤパシタ40を抵抗41を通つて約
９ボルトに充電する。抵抗44を通つてフリツプ・フロツ
プ43のセツト入力42に供給されるこの電圧はフリツプ・
フロツプ43のＱ出力45を約18ボルトのレベルを有する論
理１の状態に変化させる。抵抗51を通つてトランジスタ
50のベースに供給されるこの電圧はトランジスタ50を導
通させ、それによつてキヤパシタ40を放電させる。ツエ
ナ・ダイオード46およびダイオード47は、常閉スイツチ
48を経てフリツプ・フロツプ43のセット入力42に供給さ
れるべき電圧によつてそのフリツプ・フロツプ43を論理
１状態に維持する。セツト入力42に供給される電圧はツ
エナ・ダイオード46およびダイオード47によつて生ずる
電圧降下によりＱ出力45における＋18ボルト以下の約６
ボルトになる。リセツト入力52は出力45と同じレベルに
あり、入力42における低電圧によつて、電源が一時的に
切られても、電源が再度供給されたとき消磁作用が生ず
るようにフリツプ・フロツプ43にヒステリシスを与えて
直ぐにリセツトすることができるようにしている。ヒス
テリシス作用は次のようにして生ずる。論理１状態を維
持するには、セツト入力42およびリセツト入力52は共に
約９ボルト必要とする。入力42はツエナ・ダイオード46
とダイオード47の作用によつて入力52よりも低い約６ボ
ルトに保たれているから、フリツプ・フロツプ43から電
源が取除かれるとセツト入力42は論理１状態でなくなる
が、リセツト入力52はなお論理１状態に留まつており、
これによつてフリツプ・フロツプ43はリセツトされる。

出力45の論理１によりダイオード53は逆バイアスさ
れ、フリツプ・フロツプ55のセツト入力54に該フリツプ
・フロツプ55のＱ出力を論理１状態にするのに充分な電
圧を供給する。しかしながらＱ出力81はクロツク入力56
に正方向パルスが供給されるまで論理１状態には変化し
ない。

クロツク入力56の正方向パルスは次のようにして発生
される。垂直ヨーク電流を表わす垂直周波数鋸歯状波信
号は、垂直偏向巻線15の帰路導体からサンプリング抵抗
60とキヤパシタ61とによつてサンプリングされる。垂直
偏向電流は第２図Ａに示されている。第２図Ｂに示され
る波形を有するサンプリングされた信号はキヤパシタ62
および抵抗63を経て演算増幅器すなわち比較器65の反転
入力64に供給される。サンプリングされた信号は、０を
中心として正負に変化するようにAC結合されている。比
較器65にサンプリングされた信号を供給する回路の時定
数は、第２図Ａおよび第２図Ｂに示すように、垂直トレ
ース期間の中心（時間t₂）の僅かに前の時間t₁で信号が
０軸を通過するように定められている。これによつて垂
直トレースの中心の直前で消磁がはじまり、感知される
程の垂直偏向電流が生成される前に終了する。従つて、
垂直偏向電流が実質的に０になると、消磁回路の動作は
垂直偏向巻線からの浮遊磁束がビデオ表示装置の金属部
分の残留磁化を生じさせるのを防止することができる。

また、比較器65の反転入力に結合されたキヤパシタ66
は、垂直周波数のサンプリングされた信号から、これに
含まれるすべての水平周波数信号を濾波する。反転入力
64および非反転入力67は共に抵抗70、71および抵抗72、
73とによつて構成された分圧器によつて電源電圧の２分
の１、すなわち９ボルトにバイアスされている。キヤパ
シタ74は分圧器に対するバイパス路を与えている。サン
プリングされた垂直周波数信号はこのバイアス電圧を基
準とし、この基準電圧の上下に振動する。比較器65の利
得は非常に高く、反転入力64の電圧が非反転入力67の電
圧よりも低くなると、出力75は本質的に０から＋18ボル
トに切換わる。これはサンプリングされた信号が、垂直
電流の０通過に相当する垂直トレースの中心近くで正か
ら負に通過するときに生ずる。比較器65の出力75は比較
器77の非反転入力76に接続されており、比較器65の出力
77が高くなると、比較器77の出力80は第２図Ｃに示すよ
うに高くなる。比較器77は、比較器65からの正方向パル
スの立上り時間を短くするために設けられている。

比較器77からの正方向パルスはフリツプ・フロツプ55
のクロツク入力56に供給されて、フリツプ・フロツプ55
のＱ出力81を論理１状態に変化させる。これによつてダ
イオード82を逆バイアスし、電源が切られるまでＱ出力
81を論理１状態に維持するのに充分な電圧をセツト入力
54に供給する。これによつて、各垂直偏向期間中に消磁
動作が行なわれるのを防止することができる。フリツプ
・フロツプ55の否定Ｑ（）出力83はトランジスタ84を
順バイアスする論理０状態に切換わり、抵抗85および86
を通つて電流が流れるようにこのトランジスタ84を飽和
させる。抵抗86の両端間の電圧降下はSCR37をトリガ
し、消磁動作を開始させる。フリツプ・フロツプ55のＱ
出力81における約＋18ボルトの論理１状態はキヤパシタ
87を抵抗90を経て充電させる。約12マイクロ秒後にフリ
ツプ・フロツプ55はリセツトされ、Ｑ出力81および出
力83の双方を論理１状態に維持する。出力83が論理１
状態に切換わると、トランジスタ84は逆バイアスされ、
SCR37はターン・オフする。SCR37のトリガ・パルスは第
２図Ｄに示されている。

SCR37が導通状態にトリガされると、キヤパシタ35は
端子Ｄ、Ｄ′を経由してインダクタ95および陰極線管13
上に配置された消磁コイル91を通つて共振放電を開始さ
せる。消磁コイル91中の消磁電流は第３図に示されてい
る。

磁気ヒステリシスや消磁されるべき表示装置の磁化可
能素子中の渦電流損失を含めて、回路素子中には損失が
あるため、これらの損失によつて消磁電流は各サイクル
毎に減衰し、第３図の消磁電流はピーク振幅が１、２、
３…等と減衰しつゝ交番電流の形態で０にリング・ダウ
ンする。

消磁動作は約５ミリ秒で生じ、その間垂直偏向電流は
なお実質的に０のまゝである。SCR37は、これが導通し
ている期間中に消磁が完了するのに充分な長さである約
12ミリ秒の間トリガされる。これによつてSCR37が非導
通状態になつた後、残留消磁電流が陰極線管を再磁化す
るのを防止することができる。

有効な消磁を行なうためには、消磁電流が最初の振動
サイクル中に生ずる最大振幅の２分の１以下に低下する
前に、消磁電流の少なくとも６回のピーク振動を必要と
することが判つた。しかしながら、大スクリーン（すな
わち19Vあるいはそれ以上）の陰極線管の場合は、小さ
なスクリーンの陰極線管に比して消磁電流は急速に減衰
するので、上記の条件は大スクリーンの陰極線管をもつ
たビデオ表示装置用に満足させることは困難である。

この発明の特徴によれば、インダクタ95が消磁コイル
91と並列に接続されていて共振消磁回路の一部を構成し
ているのでインダクタ95は消磁回路の共振周波数を高く
し、それによつて所定の時間内により多くの消磁サイク
ルが発生することができる。

インダクタ95は、消磁コイル91および消磁されるべき
表示装置中の素子中で消費されるエネルギに比してキヤ
パシタ35中に蓄積されたエネルギのうちの極く僅かしか
消費しないように構成されている。インダクタ95の等価
直列抵抗は消磁コイル91の等価直列抵抗よりもかなり小
さいので、このようなインダクタを付加することによつ
て、最終的な共振回路の実効Ｑはキヤパシタ35と消磁コ
イル91のみによつて形成される共振回路の実効Ｑよりも
相当に大きくなる。このように実効Ｑが大きくなること
により消磁電流の減衰は小さくなり、最大振幅の２分の
１に達する前に生ずる振動サイクル数はより多くなる。
第３図は19Vの陰極線管とこの発明による消磁回路とを
具えたビデオ表示装置用の消磁電流を示したものである
が、この図から明らかなように、消磁電流が最初の最大
振幅の２分の１に低下する前に少なくとも６回のピーク
電流の振れが生じている。

第１図の回路において、消磁コイル91は一例として4.
1mH程度のインダクタンスを有し、キヤパシタ45は1.4μ
Ｆ程度のキヤパシタンスであり、インダクタ95は例えば
10mH程度のインダクタンスをもつている。フリツプ・フ
ロツプは、ナシヨナルセミコンダクタ コーポレーシヨ
ン（National Semiconductor Corporation）製のCD4013
形式のものである。

インダクタ95は例えば第４図に示されているように形
成される。大きな磁束密度をもつたコア96は中央脚97を
もつている。中央脚97にはNo.22AWG（0.64mm）の導線を
約165ターン巻回してなるコイル100が設けられている。
コアの中央脚97には約0.81mmの間隙101が形成されてい
るが、他の形式のインダクタ95も勿論可能である。

第５図は消磁回路の別の実施例を示し、垂直偏向巻線
Lvは消磁サイクル期間中消磁回路に結合される。接触端
子１乃至４を有する２極双投スイツチ102は、スイツチ
制御回路105から得られる信号に応答して垂直偏向巻線L
vを垂直偏向回路104から切離す。スイツチ制御回路105
は消磁スイツチ106に応答し、消磁スイツチ106を閉じる
とキヤパシタ107は消磁コイル108および垂直偏向巻線Lu
と共に共振する。

第１図を参照すると、この発明の特徴によれば、ビデ
オ表示装置の動作中に手動で消磁を行なうために手動ス
イツチ48が設けられている。消磁は待時間なしにくり返
し行なうことができるから、ビデオ表示装置をしばしば
移動させても何等の問題も生じない。

手動消磁スイツチ48は通常閉位置にあり、極Ｐは接続
端子Ａ、Ｂ間を短絡している。消磁を開始するには、消
磁スイツチ48を瞬間的に開いてフリツプ・フロツプ43の
Ｑ出力とセツト端子との間の接続を遮断する。セツト端
子は低レベルになり、リセツト端子の高レベル信号を働
かせてＱ出力を低レベルにする。フリツプ・フロツプ43
の低状態のＱ出力信号はフリツプ・フロツプ55のセツト
入力に結合されて、前述のような態様で消磁動作を開始
させる。

フリツプ・フロツプ43の低レベルのＱ出力はトランジ
スタ50をターン・オフし、キヤパシタ40を抵抗41を経て
再充電する。再充電はキヤパシタ40に関連するRC時定数
の関数で、完全放電からフリツプ・フロツプ43のセツト
入力端子を高レベルにすることのできる電圧レベルに達
するのに約３秒かゝる。そのときまでに手動消磁スイツ
チ48はその通常の閉位置に戻つている。フリツプ・フロ
ツプ43のセツト端子が高レベルになると、Ｑ出力は高レ
ベルになり、現時点では閉じているスイツチ48を経てセ
ツト端子に至る帰還によつてそのレベルにラツチされ、
消磁回路は手動による消磁が開始される前の状態に戻
る。

手動消磁スイツチは例えば瞬間的にオフになり、キヤ
パシタ40がフリツプ・フロツプ43のセツト端子を高レベ
ル状態にする電圧に再充電される時間前にその閉状態に
すばやくリセツトする機械的スイッチからなる。

〔発明の効果〕

この発明のビデオ表示装置用の消磁装置によれば、消
磁コイルと並列に接続された等価直列抵抗の小さいイン
ダクタンス手段の作用により、共振回路電流ループの共
振周波数は、上記インダクタンス手段が存在しないとき
の共振周波数よりも高くなり、またエネルギ蓄積手段が
第１の電圧レベルから第２の電圧レベルに放電して消磁
電流が例えばその初期最大値から２分の１に低下する所
定時間内に生じる消磁サイクル数が増加し、しばしば消
磁を必要とするような環境の下で大型スクリーンの陰極
線管をもったビデオ表示装置でもより完全に消磁するこ
とができるという大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理に従つて構成された消磁回路を
具えたビデオ表示装置の一部の概略ブロツク図、第２図
および第３図は第１図の回路に関連する波形を示す図、
第４図は第１図の回路中で使用される素子の側面図、第
５図は第１図に示す回路の他の実施例の概略ブロツク図
である。 16……電圧源、35……エネルギ蓄積手段、91……消磁コ
イル、92……放電手段（ダイオード）、95……インダク
タンス手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧源と、該電圧源に結合されたエネルギ
   蓄積手段と、該エネルギ蓄積手段に結合されて共振回路
   電流ループを形成する消磁コイルと、該消磁コイルと並
   列に結合されたインダクタンス手段と、上記エネルギ蓄
   積手段を上記消磁コイルおよび上記インダクタンス手段
   を経て放電させてビデオ表示装置の消磁を行なう手段
   と、からなり、上記インダクタンス手段を含む合成共振
   回路のＱが上記エネルギ蓄積手段と上記消磁コイルのみ
   によって形成される共振回路のＱに比して大きくなるよ
   うに、上記インダクタンス手段は上記消磁コイルの抵抗
   よりも相当に小さい等価直列抵抗を有する、ビデオ表示
   装置用の消磁装置。