JP3251821B2 - 電界打消しシステム及び方法 - Google Patents

電界打消しシステム及び方法

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JP3251821B2
JP3251821B2 JP22487395A JP22487395A JP3251821B2 JP 3251821 B2 JP3251821 B2 JP 3251821B2 JP 22487395 A JP22487395 A JP 22487395A JP 22487395 A JP22487395 A JP 22487395A JP 3251821 B2 JP3251821 B2 JP 3251821B2
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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電界放射を打消し電
界付加により減少させるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン受信機又はコンピュータ表
示ユニットのような通常のラスター走査陰極線管(CRT)
表示は表示面を越えて放射するのに十分な強度の電界を
生成できる回路を備える。これらの電界及びそれらに関
連して起こりうる健康に対する危険についての種々の研
究は公共の関心を高めている。その結果、種々の規格が
導入され、これらの規格に適合するように要求される製
品が放射しうる最大放射レベルを規定している。例え
ば、北欧では、TCO、 専門職従業員のスウェーデン同盟
により開発・管理された規格に対して製品を検査するこ
とができる。この規格の一部を満たすために、2KHzから
400KHz までの周波数帯域内の放射の真のRMS値が測定さ
れ、そしてそれは１V/m未満でなければならない。
【０００３】一般にCRT 表示装置はCRT のネックの回り
に取付けられたヨークに配列された水平及び垂直電磁偏
向コイルを有する。動作中、ラスターパターンでCRT 画
面全体に電子ビームを走査するように、のこぎり波形を
有する電流がコイルを通って流れる。偏向コイルを横切
る電圧は帰線の間、即ちのこぎり波電流のフライバック
期間にピークに達する。ピーク電圧信号は対応する偏向
周波数の高調波成分の大部分を有する。
【０００４】カラー表示装置の場合、電子ビームは、一
般に、25KVの "最終アノード" 即ち特別高圧(EHT) 電圧
によりCRT のネックから画面に向かって加速される。電
子の流れは "ビーム電流" と呼ばれる。一般にEHT 電圧
はライン走査に同期されたステップアップ変圧器から生
成される。水平偏向回路及びEHT 生成回路が統合された
表示装置では、変圧器の１次側を駆動する電圧パルス信
号は、水平偏向コイルを横切るピーク電圧から取出され
る。EHT 生成回路及び水平偏向回路を別個に有する表示
装置では、電圧パルス信号はライン走査信号から別個に
生成され、必ずしも同位相ではないが、それに同期され
ることもある。
【０００５】EHT 生成回路の出力インピーダンスは十分
に高いので、画面内容によるビーム電流負荷の変化はEH
T 電圧の変調を生じる。これは表示装置の前部での放射
電界の主要なソースである。内部CRT の最終的なアノー
ド電圧のこの変調はCRT のフェースプレートを介して結
合され、そして介在する媒体 (この場合、空気) を介し
て観察点に伝送される。
【０００６】CRT 表示装置からの電界放射は側面及び背
面では接地された金属遮蔽により放射導体を囲むことに
より減少させることができ、そしてこれは多重周波数表
示装置では一般的である。表示装置の前部で放射を減少
させるために必要な遮蔽は通常は、CRT パネルから放射
された光に透明な導電性の光学パネルの形式である。画
面イメージはパネルを介して観察できるが、このパネル
はイメージの品質を低下させることがある。
【０００７】米国特許第5,151,635 号明細書はこれらの
時間的な電界の変化を、水平偏向回路により生成された
電界と同振幅であるが反対極性の打消し電界を加えるこ
とにより、減少させる装置及び方法を記述している。こ
れらの打消し電界毎の放射アンテナと一緒に、消磁回路
及びその他の回路が設けられる。
【０００８】欧州特許出願第0 523 741 号は、偏向ヨー
クに関連した電界を感知し、そして信号を放射アンテナ
に供給する、類似の装置を記述している。
【０００９】EHT 生成回路及び水平偏向回路が統合され
た表示装置では、偏向回路から感知された電界は表示装
置から放射された実際の電界に類似しているので、表示
装置の前部で放射された電界の主要ソースが部分的に打
消される。しかしながら、EHT 生成回路及び水平偏向回
路が別個の表示装置では、このようなシステムは電界の
打消しを行わない。なぜなら、これらの２つの回路は通
常は同期されるが、いつも同期されるとは限らず、それ
らは互いに同位相の位置から離されていることがある。
【００１０】電界放射を減少させるために打消し電界を
用いる従来の技術の方法は、EHT 生成回路及び水平偏向
回路の組合せ又は、同位相ならびに同期された回路を除
き、別個の回路を用いている。これらのモニターの場
合、打消し電界を制御するための水平偏向回路からの信
号の使用は電界放射をいくらか減少したが、表示装置の
前部からの放射電界の主要ソースは内部CRT の最終アノ
ード電圧の変調であったことは、２つの回路の同位相同
期の性質により明白ではなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この変調を直に感知
し、水平偏向回路に基づくよりはむしろこの変調に基づ
く打消しを与えることが有利である。統合された水平偏
向回路及びEHT 生成回路での水平偏向により生成された
電界を検知する従来の技術の方法がたとえある程度の打
消しを提供しても、CRT アノードの変調を直に感知する
ことにより、改良された打消しを行うことができる。TC
O 規格に適合させるために1 V/m 未満の放射レベルを達
成する必要がある。CRT の最終的なアノード電圧の変調
を除去することなく前記レベルを達成できる見込みはな
い。
【００１２】同時出願の英国特許出願第9312297.6 号明
細書は、CRT 表示装置のオープンループ活動電界打消し
システムを記述している。このシステムは整合ネットワ
ークを介して反転増幅器の入力に接続された検出アンテ
ナを備える。前記増幅器の出力は同調ネットワークを介
して放射アンテナに接続される。動作中、検出アンテナ
はCRT から放射される電界を検出する。前記増幅器は検
出アンテナからの信号を増幅し反転する。整合ネットワ
ークは、前記増幅器から放射アンテナへの反転信号出力
の使用に備えるために、検出アンテナからの出力を調整
して前記増幅器の利得及び位相特性を補正する。このシ
ステムの問題は、製造中に困難な調整が要求されること
である。更に、重要なフィールドサービスを必要とす
る、このシステムに適した表示の場合に、再調整が要求
されることがある。更に、このシステムのオープンルー
プ構成は電界放射のそれ以上の減少を制限する。これは
特に重要な問題である。なぜなら、研究が続くにつれて
受け入れできる電界放射レベルが減少させられるかも知
れないからである。更に、老化による性能低下を防ぐた
めに高精度の構成素子が必要とされる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、ソース
からの不要な電界放射を示す入力信号を生成するセンサ
ーと、出力信号を生成するために入力信号を増幅する可
変利得増幅器と、不要電界を少なくとも部分的に打消す
ために出力信号に応答して不要電界と反対位相の打消し
電界を生成する放射器と、打消し電界と不要電界との差
を示す誤差信号を生成するフィードバック手段と、誤差
信号に応答して出力信号を増減するために前記増幅器の
利得を変更する制御手段とを含む電界打消しシステムが
ここに提供される。
【００１４】出力信号は減少すべき電界及び打消し電界
の両者の関数として生成されるので、本発明のシステム
は負帰還、閉ループ打消しを提供する。フィードバック
された誤差信号が大きければ大きいほど、生成される打
消し電界は大きくなる。よって、負帰還閉ループが誤差
信号を最小化しようとするとき打消し電界は不要の電界
を追尾する。前記増幅器の可変利得制御により前記増幅
器は非常に低い強度の不要電界に応答する。よって、製
造又はフィールドサービス中の打消しシステムの性能に
関する難しい操作手順は必要としない。
【００１５】できれば、制御手段は打消し電界及び不要
電界の両者を同時に検出して誤差信号を生成するアンテ
ナを有することが望ましい。
【００１６】本発明の良好な実施例では、制御手段は、
誤差信号を、前記増幅器の利得を制御するDC制御レベル
に変換するRMS/DC変換器を有する。
【００１７】RMS/DC変換器は打消し電界と不要電界との
差により残される残留電界内の全エネルギを示すDC制御
レベルを生成する。
【００１８】センサーは前記増幅器の入力を誘導的にソ
ースに結合するセンスコイルを備えてもよい。
【００１９】あるいは、センサーは前記増幅器の入力を
ソースに容量的に結合する容量性センス素子を備えても
よい。
【００２０】本発明の打消しシステムは陰極線表示管か
らの電界を打消すのに特に役立つ。その場合、放射器は
陰極線管の外面上の導電性の "アクアダグ" コーティン
グ、陰極線管のスクリーンの周囲の少なくとも一部に設
けられる導電性の素子、または陰極線管のスクリーンの
少なくとも一部に設けられる導電性のコーティングを含
み得る。
【００２１】本発明を別の局面から観察すると、ソース
からの不要電界放射を少なくとも部分的に打消す方法が
提供される。この方法は: 不要電界の感知、不要電界を
示す入力信号の生成、増幅、可変利得増幅器の使用、入
力信号からの出力信号の生成、不要電界を少なくとも部
分的に打消すための出力信号に応答する不要電界と反対
位相の打消し電界の生成、打消し電界と不要電界との差
を示す誤差信号の生成、および誤差信号に応答して出力
信号を増減するための前記増幅器の利得の変更を含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１はベゼル105 により支持され
たCRT 3 を有する典型的なCRT 表示装置を示す。CRT 3
の頚部の回りのヨーク110 内に水平及び垂直変更コイル
が配置されている。使用中、CRT は駆動回路により制御
される。駆動回路は水平偏向コイルに接続された水平走
査回路115 及び垂直偏向コイルに接続された垂直走査回
路120と、CRT 3 の電子銃に接続されたビデオ増幅器125
と、主電源135 から線路Vs及び0Vを介して走査回路115
及び120 並びにビデオ増幅器125 に電力を供給する電
源130 とを有する。水平偏向回路115 はCRT 3 の最終的
なアノードに接続された集積EHT 生成装置を有する。他
の例では、EHT 生成装置は水平偏向回路から分離される
ことがあるが、水平走査信号とは同期されている。EHT
生成装置はステップアップ変圧器を備え、そしてその出
力は高電圧ダイオードにより整流され、CRT 容量に結合
されてDC出力を生成する。CRT 容量を放電する高抵抗経
路 (ブリードアセンブリ)が CRT 3 を横切って存在す
る。CRT シャドーマスクを減磁する消磁コイル (図示せ
ず) がある。このコイルは一般に表示装置に電力が印加
されるときは必ず動作する。温度により抵抗値が変化す
るサーミスタが用いられ、消磁コイルを流れる電流は迅
速に電源投入時の最大値から低い値に低下させられる。
この低い値はスクリーンに明白な影響を与えないが、そ
れにもかかわらず残留する主要周波数の電界からの放射
がある。
【００２３】動作中、電源130 は主電源135 から電力を
受取る。ライン及びフレーム走査回路115 及び120 は、
CRT 3 を横切る３つの電子ビームをラスターパターンで
走査するために、水平及び垂直偏向コイルにライン及び
フレームのこぎり波電流を生成する。ビデオ増幅器125
は外部から供給された赤、緑及び青のビデオ信号に応答
して画像情報により電子ビームの強度を変調する。のこ
ぎり波走査電流は外部から供給された水平及び垂直同期
信号により入力画像情報に同期される。
【００２４】EHT 変圧器及びCRT 容量はCRT 内で一定DC
電圧を供給するために名目的には協同する。電子ビーム
電流がビデオイメージに応答して流れるとき、容量から
エネルギが取出され、DC電圧の変調を生ずる。この変調
信号はCRT のフェースプレートを介して結合され、経時
変化する望ましくない電界放射の形式で、介在する媒体
(大抵の場合、空気) を通じて観察点に送信される。
【００２５】図２に示す本発明の電界打消しシステムは
CRT 3 のような電界ソースからの不要な電界放射を示す
入力信号Ｉを生成するセンサー30を有する。可変利得増
幅器５がセンサー30に接続され、センサー30からの入力
信号Ｉを増幅して出力信号Ｏを生成する。不要電界Ｅを
少なくとも部分的に打消すために、放射器20が増幅器５
に接続され、増幅器５からの出力信号Ｏに応答して不要
電界Ｅと反対位相の打消し電界Ｃを生成する。フィード
バック手段10は打消し電界Ｃと不要電界Ｅとの差を示す
誤差信号Ｆを生成する。誤差信号Ｆに応答して増幅器５
の利得を増減して出力信号Ｏを調整するために、制御手
段40がフィードバック手段10に接続される。
【００２６】図３に示す本発明の打消しシステムの良好
な実施例では、センサー30はEHT 変圧器１の２次巻線を
CRT 3 に接続する結合ケーブル11の回りのセンスコイル
２の形式である。コイル２は可変利得反転増幅器４の入
力に接続される。放射器20はCRT 3 の外部のアクアダグ
導電性コーティング８の形式である。制御手段40はRMS/
DC変換器５及び信号調整回路６を有する。増幅器４は可
変利得入力が変換器５の出力に接続される。フィードバ
ック手段10は高インピーダンスアンテナ７を有する。変
換器５の入力は信号調整回路６を介してアンテナ７に接
続される。
【００２７】動作中、センスコイル２は結合ケーブル11
を流れる電流から変調信号を検出する。図３の例では、
変圧器動作によりセンスコイル２を介して変調信号の複
製が増幅器４の入力に誘起される。増幅器４は閉ループ
打消し装置の前向き経路（フォワードパス）の一部を形
成する。前向き経路では、増幅器４は感知された変調信
号を増幅・反転し、実際の変調信号と反対位相の打消し
信号をその出力に生成する。打消し信号は抵抗器９を介
してアクアダグコーティング８に加えられる。コーティ
ング８は打消し信号の印加に対応して経時変化する打消
し電界を放射することにより放射器として動作する。打
消し電界は表示装置を通して伝播し、実際の変調信号に
より生成された不要の電界を打消すように作用する。フ
ラッシュオーバーの場合に、図３の回路構成、特に増幅
器４が損傷を受けることがある。よって、良好な変形実
施例では、フラッシュオーバー電流に低インピーダンス
の大地帰還経路を設けるためにツェナーダイオード、ス
パークギャップ又は類似の機能を有する他の装置を組込
むのが好ましい。
【００２８】２つの互いに反対位相の電界の強度の差は
残留電界を生成する。アンテナ７は２つの互いに反対位
相の信号を検出し、フィードバック電圧信号を生成す
る。フィードバック信号は２つの互いに反対位相の電界
のベクトル和であるので、残留電界の測定値である。信
号調整回路６は変換器５の入力とアンテナ７の出力との
インピーダンス整合を与える。フィードバック信号に応
答して、変換器５は、残留電界のエネルギを表わすDC制
御電圧レベルを、増幅器４の可変利得入力に生成する。
制御レベルの変化に対応して増幅器４の利得に変化が生
じるので、打消し電界強度の変化は残留電界の変化に対
応する。このように、負帰還ループが提供され、残留電
界を最小化しようとする。
【００２９】従来のオープンループシステムでは、一般
に、実際の電界打消しの手動調整を可能にするポテンシ
ョメータが設けられる。都合よく、不要な電界放射をフ
ィードバックループが自動的に最小化するので、本発明
の閉ループシステムの動作を最適化するのにポテンショ
メータ調整は不要である。
【００３０】従来のオープンループシステムから1 V/m
の程度の残留電界を得るためには、ポテンショメータ調
整及び回路設計に非常な注意を払わなければならない。
これに比べて、本発明の閉ループシステムは残留電界を
1 V/m よりもかなり低いレベルに自動的に減少させるこ
とができる。本発明の閉ループシステムの負帰還ループ
は時間がかかり且つ難しい手動調整を必要とせずに増幅
器４に精密な利得制御を与える。
【００３１】前述のように、アンテナ７により生成され
たフィードバック信号は２つの互いに反対位相の電界の
ベクトル和の関数である。フィードバック信号は変換器
５によりDC制御レベルに変換される。DC制御レベルは増
幅器４の利得を調整する。図７に示すように、増幅器４
の伝達関数はDC制御レベルVrmsが０であるとき公称利得
５が得られるように設定されている。
【００３２】図８のＡは、位相Ｅの電界強度が反対位相
Ｃの電界強度よりも大きい場合の位相Ｅの電界及び反対
位相Ｃの電界の典型的な波形を示す。図９のＡに示すよ
うに、対応する制御レベルVrmsは正である。従って、増
幅器４の利得は増加するので、反対位相Ｃの電界強度を
増し、結果的に残留電界は減少する。
【００３３】図８のＢは、位相Ｅの電界強度が反対位相
Ｃの電界強度よりも小さい場合の位相Ｅの電界及び反対
位相Ｃの電界の典型的な波形を示す。図９のＢに示すよ
うに、対応する制御レベルVrmsは負である。従って、増
幅器４の利得は減少するので、反対位相Ｃの電界強度を
減らし、結果的に残留電界は減少する。
【００３４】図８のＣ及びＤは、位相Ｅの電界強度が反
対位相Ｃの電界強度と等しい場合の位相Ｅの電界及び反
対位相Ｃの電界の典型的な波形を示す。図９のＣ及びＤ
に示すように、対応する制御レベルVrmsは０である。従
って、増幅器４の利得は公称レベルに維持され、残留電
界は一定の最小値に維持される。
【００３５】図７で、伝達関数を表わす曲線の傾斜はフ
ィードバックループの残留利得誤差を決定する。よっ
て、アンテナ７により検出された小さな残留電界が増幅
器４をかなり変更するように、この曲線が０に極めて接
近し、Ｘ軸に対して僅かな角度であることが望ましい。
フィードバックループの時定数は安定性を与えるように
表示装置の数フレーム周期にセットされる。本発明の閉
ループ打消しシステムを用いて前述のオープンループ動
作の手動調整の問題を解決することにより従来のオープ
ンループ打消しシステムの機能を高めることができ、表
示装置からの、たとえあっても、ごく僅かな残留電界の
放射だけを許容する。
【００３６】図４は本発明の前述の実施例の１つの変形
を示す。図４では、放射器20はCRT3 のアクアダグコー
ティング８に代わる導電性素子12の形式である。
【００３７】図５は本発明の前述の実施例のもう１つの
変形を示す。図５では、放射器20はCRT 3 上の高抵抗ES
F コーティング13により提供される。
【００３８】図６は本発明の前述の実施例の更にもう１
つの変形を示す。図６では、センスコイル２がなく、セ
ンサー30はCRT 3 の非遮蔽部分に取付けられた導電性の
感知素子14の形式でである。動作中、容量結合により変
調信号が感知素子に誘起される。
【００３９】前述の本発明の例では、回路構成は実質的
には１次サーボシステムである。これは無条件に安定す
る。従って、良好な直線性を有する高度に正確なRMS/DC
変換器を備える必要はない。簡単な、費用効果のよい回
路であれば十分である。
【００４０】上記の本発明の良好な実施例はカラーCRT
表示装置に関して記述されている。しかしながら、本発
明は単色CRT 表示装置にも等しく適用できる。更に、本
発明はCRT 表示技術への適用に限定されない。むしろ、
本発明は他の技術、例えば蛍光照明システム及びその他
の高電圧電気装置にも等しく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】CRT 表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の閉ループ電界打消しシステムの概要ブ
ロック図である。
【図３】本発明の打消しシステムの実施例のブロック図
である。
【図４】本発明の打消しシステムのもう１つの実施例の
ブロック図である。
【図５】本発明の打消しシステムの更にもう１つの実施
例のブロック図である。
【図６】本発明の打消しシステムの更にもう１つの実施
例のブロック図である。
【図７】本発明の打消しシステムに関する転送関数を示
す図である。
【図８】本発明の打消しシステムに関する波形を示す図
である。
【図９】本発明の打消しシステムに関する電圧レベルを
示す図である。
【符号の説明】
2 センスコイル 3 CRT 4 可変利得反転増幅器 5 RMS/DC変換器 6 信号調整回路 7 アンテナ 8 コーティング 9 抵抗器 10 フィードバック手段 11 結合ケーブル 12 導電性素子 13 コーティング 14 感知素子 20 放射器 30 センサー 40 制御手段 105 ベゼル 110 ヨーク 115 水平走査回路 120 垂直走査回路 125 ビデオ増幅器 130 電源1 135 主電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー・ノックス イギリス国ケイエイ25・７ジェイゼッ ト、キルバーニー、ミルトン・ロード、 ガーノック・ロッジ（番地なし) (56)参考文献 特開 平５−244540（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242821（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207404（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315741（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開498589（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G12B 17/02 H01J 29/00 - 29/98

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ソースから放射する不要電界を表わす入力
    信号を生成するためのセンサーと、入力信号を増幅して
    出力信号を生成する可変利得増幅器と、不要電界を少な
    くとも部分的に打消すために前記出力信号に応答して前
    記不要電界と反対位相の打消し電界を生成する放射器
    と、前記打消し電界と前記不要電界の差を表わす誤差信
    号を生成するためのフィードバック手段と、前記誤差信
    号に応答して前記出力信号を増減するために前記増幅器
    の利得を調整する制御手段とを備える電界打消しシステ
    ム。
  2. 【請求項２】前記フィードバック手段は前記打消し電界
    及び前記不要電界の両者を同時に検出して誤差信号を生
    成するアンテナを有する、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】前記制御手段は前記増幅器の利得を制御す
    るために前記誤差信号をDC制御レベルに変換するRMS/DC
    変換器を有する、請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】前記センサーは前記増幅器の入力を前記ソ
    ースに誘導結合するセンスコイルを有する、請求項１乃
    至３のいずれかに記載のシステム。
  5. 【請求項５】前記センサーは前記増幅器の入力をソース
    に容量結合する容量性感知素子を有する、請求項１乃至
    ３のいずれかに記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記ソースが陰極線表示管である、請求項
    １乃至５のいずれかに記載のシステム。
  7. 【請求項７】前記放射器は前記陰極線管の外部に導電性
    コーティングを有する、請求項６に記載のシステム。
  8. 【請求項８】前記放射器は前記陰極線管のスクリーンを
    少なくとも部分的に囲む導電性素子を有する、請求項６
    に記載のシステム。
  9. 【請求項９】前記放射器は前記陰極線管のスクリーン上
    に少なくとも部分的な導電性コーティングを有する、請
    求項６に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】ソースから放射する不要電界を少なくと
    も部分的に打消す方法であって、 前記不要電界を感知するステップと、 前記不要電界を表わす入力信号を生成するステップと、 可変利得増幅器を用いて前記入力信号を増幅し出力信号
    を生成するステップと、 前記不要電界を少なくとも部分的に打消すために前記出
    力信号に応答して前記不要電界と反対位相の打消し電界
    を生成するステップと、 前記打消し電界と前記不要電界の差を表わす誤差信号を
    生成するステップと、 前記誤差信号に応答して前記出力信号を増減するために
    前記増幅器の利得を調整するステップとを含む方法。
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