JPH02295388A - ビーム電流制御回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は一般にテレビジョン受像機中の陰極線管を伝わ
る過大なビーム電流を制限する回路に関し、特に、カラ
ーテレビジョン受像機の陰極線管と共に使用されるシャ
ドーマスクの、局在化した激しいビークビーム電流に基
づく発熱によるウォープ（歪み）あるいはブリスター（
隆起）を防止する回路に関する。

発明の背景 テレビジョン受像機の陰極線管における過大なビーム電
流は品質の低下した画像を生じることがある。このよう
な過大なビーム電流は陰極線管の偏向システムの性能に
悪影響を与えることがあり、電子ビームスポットの焦点
ぼけや画像のブルーミング（焦点ぼけ）の原因となる。

陰極線管の安全な動作容量を超える高ビーム電流は陰極
線管自体に損傷を生じるだけでなく、受像機中の他の回
路や構成要素にも損傷を生じることがある。

受像機の陰極線管高電圧再供給システムから得られる陰
極線管ビーム電流の大きさを表す信号をモニターするこ
とにより平均ビーム電流を制御する回路が多数知られて
いる。米国特許第４，　１６７．　０２５号で述べられ
ているこのような回路の一つでは、電流再供給システム
から得られる信号が、ある閾値レベルを超えるとビーム
電流制限器がこの信号に応答する。

カラー受像機の陰極線管は、シャドーマスクの局在化し
た発熱がある場合、例えば、比較的大きな白色領域があ
る場合、色純度を変える傾向がある。この状態はしばし
ばブリスタリングと呼ばれる。この状態は通常、大型管
（例えば、対角線測定で２７インチもしくは３１インチ
の画面サイズを有するもの）になるほど悪くなる。一般
に、局在化したシャドーマスク発熱の原因となるビーム
電流の局在化したピークを検出し且つ防止するには、平
均ビーム電流をモニターするだけでは十分でない。ブリ
スタリングを防止するための一般に受け入れられている
方法は、ビデオ駆動のレベルを下げて、白色領域のビー
ム電流が変色を引き起こすほど大きくならないようにす
ることである。

しかしながら、テレビジョンのスクリーンが大きくなる
と、暗さも増してくる。この方法でビーム電流を制限す
ると、表示された画像は、特に小さな白色領域では不必
要にぼやける。

平均ビーム電流値に反映されないピークビーム電流の問
題を処理するために、他のビーム電流制限回路が開発さ
れている。米国特許第４．　５９９，　６４３号では、
陰極線管の電流再供給システムとは独立に動作する手段
により過大なビーム電流を制限する。これに代わって、
複数のカラー信号の合成された瞬時の大きさを表す合成
信号が使用される。

合成信号が或る閾値を超えると、例えば、コントラスト
を減じることによりビーム電流は制限される。合成され
たカラービデオ信号に応答して動作する別のビーム制限
器は米国特許第４，　６８９，　６６８に開示されてい
る。この制御回路は、第１の低域通過フィルタ、第１の
ピーク検出器、第２の低域通過フィルタおよび第２のピ
ーク検出器をこの順序で含んでいる。第２のピーク検出
器はビデオ信号の振幅を制限するための制御信号を発生
する。第２の低域通過フィルタは約５Ｖ（Ｖは垂直フィ
ールドの周期を表す）の時定数を持っている。この時定
数は、約０．０５Ｈ（Ｈは１水平走査線の周期）である
第１のピーク検出器の時定数よりも実質上大きい。実際
、この回路は、幅がスクリーンの約１０％で高さがスク
リーンとほぼ同じ垂直バーパターンと同じぐらい小さな
白色領域により導かれるビーム電流に応答する。もっと
幅の広い低いパーパターンでも、この回路によりビーム
電流は制御される。何れの場合でも、それぞれの閾値が
超えられビーム電流が制限されるためには、この状態の
パーシステンスが連続する垂直フィールドにわたって続
く必要がある。

前述の回路は陰極線管のシャドーマスクのブリスタリン
グを防ぐのに効果的であることは判明しているが、これ
らの回路は、現在一般に入手できる比較的大型で暗いス
クリーンと共に使用した場合十分満足できるものである
ことは判明していない。また前述の回路は、比較的低い
レベルのピークビーム電流に対する応答が幾分不足して
いる。

これらの回路は、テレビジョン番組用だけでなくコンピ
ュータのディスプレイやビデオゲームに使用する受像機
用としても用いられている。コンピュータのディスプレ
イやビデオゲームは、より重大なシャドーマスクのブリ
スタリングやウォーピングの原因となる幾何学模様を生
じやすい。

発明の概要 本発明の特徴は、白色領域、例えば、水平幅の１０％よ
りも小さいブロックを表示する間にシャドーマスクの局
在化した発熱を防止することのできるビーム電流制御回
路を提供することである。

本発明の特徴によれば、ビーム電流制御回路は、各水平
走査線毎にビークビーム電流に応．答することにより、
且つビデオ信号のルミナンスに関連する信号をモニター
することにより、一層感度が良くなる。

本発明の特徴に従うビーム電流制御回路は、各水平走査
の間白レベル閾値を超えるルミナス情報を有する信号の
振幅遷移を検出する第１の手段を含んでいる。そのため
この回路は各水平走査毎に生じる遷移に応答することが
できる。第１の手段に応答する第２の手段は、閾値を越
える信号の各振幅遷移の最小継続時間と関連する第１の
制御信号を発生するために供給される。そのためこの回
路は、短か過ぎるためにブリスタリングやウォーピング
を生じない信号ピークに応答して、例えば、コントラス
トを減じることにより、ビーム電流を制御するのを避け
ることができる。最後に、第１の制御信号に応答する第
３の手段は、最小継続時間の各振幅遷移の間に、例えば
、コントラストを減らせることにより、ビーム電流を減
じさせ、且つ振幅遷移の終了後次の最小継続時間の遷移
までビーム電流を増加させる目的で、第２の制御信号を
発生するために設けられる。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、ここに示した
実施例について以下に述べる詳細な説明と添付した図面
から理解されよう。

実施例 第１図にビデオ制御回路１０の一部を示す。ビような集
積回路はワンチップと呼ばれることかあり、このなかに
は幾つかの回路（例えば、ビデオ制御部、偏向制御部お
よびＩＦ部）が集積されている。第１図に示すワンチッ
プ８はＲＣＡ部品番号１＾５１！００−０１＾としてイ
ンディアナ州インディアナポリスのトムソン　コンシュ
ーマ　エレクトロニクス（Ｔｈｏｍｓｏｎ　Ｃｏｎｓｕ
ｍｅＩＥｌｅｅｌ＋ｏｎｉｃｓ）から入手できる。本発
明の動作に関係のないワンチップの部分は省略してある
。ビデオ制御部１２を詳しく図解するために、第１図で
は幾つかの入力および出力ビンが示されているが、本発
明の動作に関係がないので、詳しく述べない。ブリスタ
ー防止回路１４は、ピン１５においてワンチップ８の出
力に結合される入力とピン１０においてワンチップ８の
入力に結合されるライン６２上の出力とを有する。

この特定のワンチップを使用する受像機は２つの画像を
同時に表示する（ピクチャーインピクチャーと呼ばれる
）ことができ、且つ視聴者が受像機を制御できるように
するためにオンスクリーン表示を発生することができる
。ピン６３で受け取られる第１のビデオ信号はライン１
４上でコントラスト制御回路１８に直接結合される。ピ
ン６２で受け取られる第２のビデオ信号は、ライン１６
、鮮鋭度制御回路２０およびライン２２を介して間接的
にコントラスト制御回路１８に結合される。

ライン２４上のコントラスト制御回路１８の出力は能動
フィルタ２６の入力となる。ライン２８上の能動フィ．
ルタ２６の出力は直流クランブ３０の入力となる。ライ
ン３２上の直流クランプ３０の出力はＹ−ＯＵＴ回路３
４の入力となる。Ｙ−ＯＵＴ回路３４はルミナンス信号
Ｙを出力として発生する。この出力は第１および第２の
ビデオ信号のうちの１つを選んで得られるものである。

ライン３６上のＹ−ＯＵＴ回路の出力は第１のオンスク
リーン表示ＯＳＤ制御回路３７の入力となる。第１のオ
ンスクリーン表示制御回路３７はライン３８上にルミナ
ンス信号一Ｙを供給し、−Ｙはワンチップ８のピン１５
で出力となる。ピン１５は抵抗Ｒ７を介して−１２ボル
トの電源に結合される。

抵抗Ｒ７により供給される負の電圧レベルの信号は抵抗
Ｒ４の一端においてブリスター防止回路１４の入力とな
る。この−１２ボルトの電圧電源はライン６０で他の負
荷に供給される。

ワンチップ８は、種々の自動制御回路および視聴者によ
る調整制御回路に応答する幾つかの制御回路を備えてい
る。ピン１７上の輝度制御入力はライン５２を介して他
の輝度制御装置、例えば、視聴者により調整可能な制御
要素および自動ビーム制限回路に結合される。ピン２上
のカラ一人力は、例えば、視聴者により調整可能なカラ
ー制御回路にライン５４により結合される。ピン１の色
相入力は、例えば、ライン５６の視聴者により調整可能
な色相制御回路に結合される。ビーム制限器４０はピン
２０に入力をもち、ビン２０はビム電流感知電圧または
電流源にライン５８により結合される。ビーム。制限器
４０はトランジスタ・スイッチ４２とトランジスタ・ス
イッチ４４を制御する。トランジスタ・スイッチ４２は
輝度レベルを下げるのに効果があり、・トランジスタ・
スイッチ４４はコントラスト・レベルを下げるのに効果
がある。このようなビーム制限器は一般に平均ビーム電
流レベルに応答し、ブリスター防止回路のような他のビ
ーム制限回路と共同して働く。この点で、ライン６２上
のブリスター防止回路１４の出力はコントラスト・ピン
１０への入力であり、且つ視聴者により調整可能な制御
要素および自動コントラスト制御回路の出力である。

ブリスター防止回路１４は、第１のトランジスタＱ１、
第２のトランジスタＱ２、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ５に
より形成される第１の積分回路網、コンデンサＣ２と抵
抗Ｒ６により形成される第２の積分回路網、および抵抗
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から成るバイアス回路網を含んでいる
。抵抗Ｒ４は、ワンチップ８のピン１５とトランジスタ
Ｑ１のベースとの間に結合される電流制限抵抗である。

抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により形成されるバイアス回路は
トランジスタＱ１およびＱ２のターンオン電圧閾値を決
める。トランジスタＱ１とＱ２が共にターンオフされる
と開示された要素値の場合、トランジスタＱ１のエミツ
タの電圧ＶＥＩは約４、３ボルトである。トランジスタ
Ｑ２のエミッタの電圧ＶＥ２は約０．１ボルトである。

トランジスタＱ２のベースの電圧ＶＢ２は約０．０ボル
トである。トランジスタＱ２のコレクタの電圧Ｖｏは約
９．０ボルトである。

抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１により形成される第１の積分
回路網はその時定数を決定し、且つコントラストを減じ
ることにより、どのくらいの白色領域の大きさのときに
ブリスター防止回路がビデオ駆動を減じ始めるかを決定
する。第１の積分回路の時定数は約３マイクロ秒である
。これは水平走査線の約５％、即ち０．０５８（Ｈは各
水平ラインの水平走査期間）に相当する。

コンデンサＣ２と抵抗Ｒ６により形成される第２の積分
回路網は電圧Ｖｏがコントラスト・レベルを低下させる
速度を制御し、且つブリスター防止回路によりコントラ
スト制御回路の解放時間を制御する。抵抗Ｒ６が十分に
大きいので、出力電圧ｖＯを下げる時定数を決定する目
的では無視することができる。この時定数は約３３マイ
クロ秒である。コントラスト制御を解放するための時定
数は抵抗Ｒ６を考慮に入れなければならない。従って解
放時定数は約３．３秒となり、約１０５の比率だけ大き
くなるが、この比率は少なくとも１０３程度が好ましい
。

ブリスター防止回路１４の動作は第２図の２（ａ）、第
２図の２（ｂ）および第２図の２（ｃ）と関連して説明
する。これらの図は一定の尺度で描かれていない。第２
図の２（ａ）は連続する４本の水平走査線Ｈ１、Ｈ２、
Ｈ３、Ｈ４を示す。

走査線Ｈ１は幅の狭い白色バーの典型的な波形を表わし
たもので、走査線Ｈ２、Ｈ３およびＨ４は幅の広い白色
バーの典型的な波形を表わしたものである。

−Ｙルミナンス信号が約３．７ボルトに下がり、４．５
ボルトの閾値バイアス電圧よりもおよそダイオード１個
分電圧が降下すると、トランジスタＱ１は“オン”にな
り、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１から成る第１の積分回路
網に対する第１の制御信号として、そのコレクタを通し
て充電電流を発生する。第２図の２（ｂ）に示すように
、時間ｔ１で電圧ＶＢ２は上がり始める。トランジスタ
Ｑ２は電圧ＶＢ２が約０．８ボルト（即ち、そのエミッ
タにおける０．１ボルトのバイアス電圧よりもおよそダ
イオード１個分の電圧降下分だけ上）になる迄は“オン
”にならない。第２図の２（ａ）に示すように、白色バ
ーは十分に狭いので、時間ｔ２でルミナンス信号はもは
や閾値を超えず、このときまでには電圧ＶＢ２はトラン
ジスタＱ２を“オン”にする閾値にまだ達していない。

従ってコンデンサＣ１の電荷は放電し、電圧ＶＢ２は時
間ｔ３で０ボルトに下がる 水平走査Ｈ２はＨ１よりも閾値を超える部分がずっと広
い。トランジスタＱ１は時間ｔ４で導通し始める。時間
ｔ５で電圧ＶＢ２は０．８ボルトの閾値を超え、トラン
ジスタＱ２は時間ｔ６まで導通し、時間ｔ６でルミナン
ス・レベルは閾値以下に下がる。時間ｔ５と時間ｔ６の
期間の間トランジスタＱ２は、主としてコンデンサＣ２
を通して、第２の充電電流を発生しつつあり、この結果
出力信号ｖＯの電圧レベルが降下する。この電圧降下は
比較的急速に起こる。時間ｔ６の後、第１および第２の
積分回路網のコンデンサは共に放電する。コンデンサＣ
１は時間ｔ７までに放電を完了する。しかしながら、コ
ンデンサＣ２と抵抗Ｒ６の時定数が非常に長いので、出
力電圧Ｖｏはバリスター防止回路の次の動作サイクルの
開始迄にほんの少ししか上昇しない。トランジスタＱ２
の導通期間に電圧ｖＯは非常に緩やかに上昇するので、
この上昇度を一定の尺度で図示するのは困難である。連
続する各水平ラインにおいて、電圧■Ｂ２がその間値を
超えるのに必要な最小持続時間に、ルミナンス信号は閾
値を超える遷移を受け、出力電圧Ｖｏは更に下がってい
く。コントラスト・レベルに及ぼされる影響が直ちに現
れないのは、連続的な出力電圧降下がそれぞれコントラ
スト制御回路１８に直接に供給されるのではなく、入力
ピン１０に結合されている電解コンデンサＣ３を放電さ
せる傾向があるからである。連続する幾本かの水平ライ
ン（例えば、１５〜２０本）において出力電圧を連続的
に低下させた後、最大白レベルは、水平走査線Ｈ２０で
示すように、３．７ボルトの閾値レベルに達する。白レ
ベル遷移が閾値に接近するので、Ｈ２０の間にＶＢ２の
上昇はゆっくりになることがわかる。換言すれば、コン
デンサＣ１の充電が遅くなる。同時に、Ｈ２０の下の第
２図の２（ｃ）の右側に示すように、出力電圧Ｖｏは平
均値あるいは平衡値に近づき、実質的にまっすぐで水平
になる。出力電圧Ｖｏについての平衡レベルは、電圧Ｖ
Ｂ２がトランジスタＱ２を１オン”にするのに丁度十分
なだけの大きさのときに達するレベルに相当する。

出力電圧Ｖｏに応答するコントラスト制御の開始は、コ
ンデンサＣ３の効果にもかかわらず、やや急速に行われ
る。その理由は、まず第一に画像のその部分は極めて明
るいので、コントラストおよび輝度の低下（ビデオ利得
の低下の結果として生じる）が余り顕著でないからであ
る。一方、コントラスト・レベルの制御を解除する時定
数が非常に大きいために、最大白レベルと電圧信号Ｖｏ
の平衡状態は極めて徐々に達せられる。なぜならば、画
像はそれ程明るくなく、コントラストおよび（または）
輝度の急速な変化が非常に目立つからである。ここに図
示した実施例の場合、出力電圧Ｖｏの範囲は一般に２ボ
ルトないし９ボルトである。ダイオードＤ１は、トラン
ジスタＱ２のコレクタにおける出力電圧Ｖｏが、コント
ラスト制御ライン５０（例えば、手動制御）に結合され
ている他のコントラスト制御電圧により低下させられる
のを防ぐ。

本発明によるブリスター防止回路は、小さな白色領域が
表示されるときは受像機に通常動作を行わせるが、大き
な白色領域が表示されるときにはビデオ駆動を低下させ
る。他の回路、例えば、ビーム制限器４０は、もっと大
きな白色領域でも、あるいは全ビーム電流が或る閾値を
超えたときでも動作する。この回路は、閾値を超えるル
ミナンス信号の継続時間が最少の遷移が出力電圧Ｖｏに
影響を及ぼす限り、水平情報だけに応答し、連続する数
フィールドの間その状態が必ずしも持続する必要はない
。例えば、ここに示すブリスター防止回路は高さ１イン
チの垂直バーを減衰させないが、高さ３インチの垂直バ
ーに対するビデオ駆動を低下させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるビーム電流制御回路を組み込んだ
ビデオ制御回路の略図である。 第２図の２　（ａ）　、２　（ｂ）　、２　（ｃ）は第
１図に示すブリスター防止回路の動作を説明するのに有
用な図である。 ８・・・ワンチップの集積回路、１０・・・ビデオ制御
回路、１２・・・ビデオ制御部、１４・・・ブリスター
防止回路、Ｑ１、Ｑ２・・・トランジスタ、ＣＩ、Ｃ２
−−●コンデンサ、Ｒ５、Ｒ６・●・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極線管のためのビーム電流制御回路であって、 各水平走査期間の間、所定の白レベル閾値を越えるルミ
   ナンスに関連する入力信号の振幅遷移を検出する第１の
   手段と、 前記第１の手段に応答し、前記閾値を越える前記入力信
   号の各振幅遷移の最小期間に関連する第１の制御信号を
   発生する第２の手段と、 前記第１の制御信号に応答して第２の制御信号を発生し
   、最小期間の各振幅遷移の間前記ビーム電流を減少させ
   、該振幅遷移が終った後次の最小期間の振幅遷移まで前
   記ビーム電流を増加させる第３の手段とを含む、前記ビ
   ーム電流制御回路。