JPH06253172A - 入力黒トラッキング回路を備えた陰極線管ドライバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力黒トラッキング回路を備えた陰極管線
（ＣＲＴ）ドライバを提供することを目的としている。 【構成】 「黒トラッキング」回路はビデオ出力増幅器
の入力側に結合されている。電圧・電流コンバータはビ
デオ出力増幅器の前置増幅器として使用されている。
「黒トラッキング」回路は、その一端が電圧・電流コン
バータのそれぞれの出力側に接続されてコンバータの出
力電流を低レベル・ビデオ入力電圧のそれぞれに変換す
るための終端抵抗と、終端抵抗の他端と信号グランド点
間に接続された共通抵抗とを含んでいる。フィルタ・キ
ャパシタは共通抵抗に並列に接続されている。再現イメ
ージの平均画像レベルを表す共通「黒トラッキング」電
圧は共通抵抗の両端に現れ、この電圧は、終端抵抗のそ
れぞれに接続されると、ビデオ出力増幅器のそれぞれの
入力側に現れた低レベル・ビデオ入力電圧の各々に加え
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像機や
他のビデオ表示システムで採用されている陰極線管（Ｃ
ＲＴ）用のドライバであって、ＣＲＴ電源負荷が原因で
起こるパフォーマンス低下を防止する機能を備えたドラ
イバに関する。

【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる米国出願第０８／０１４，１８３号（１９９
３年２月５日出願）の明細書の記載に基づくものであっ
て、当該米国特許出願の番号を参照することによって当
該米国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一部分
を構成するものとする。

【０００３】

【背景技術】陰極線管（ＣＲＴ）を表示デバイスとして
利用しているビデオ表示システムでは、相対的に低レベ
ルのビデオ信号を増幅して、ＣＲＴに直接に印加するの
に適した相対的に高レベルのビデオ信号を得るために、
ビデオ出力ステージまたはドライバ・ステージが採用さ
れている。高レベルのビデオ出力信号は、再現イメージ
の赤、緑および青成分を表しているのが代表的であり、
このビデオ出力信号はＣＲＴのそれぞれのカソードに結
合されている。高供給電圧は、それぞれの高電圧電源か
らＣＲＴのアノードおよび各種グリッドに印加されてい
る。再現イメージの平均レベルが白っぽくなっていく
と、高電圧電源から引き出される電流が増加していき、
極端な場合には、高電圧の１つまたは２つ以上は振幅が
小さくなったり、あるいは低下（スランプ-slump）した
りするおそれがある。後者が起こると、ＣＲＴのカット
オフ・レベルが上昇し、その結果、イメージの暗い部分
の細部が失われることになる。

【０００４】上記問題の解決法の１つは、十分な電流処
理能力をもつ高電圧電源を採用することである。しか
し、この種の電源は高価である。比較的コスト効率がす
ぐれた解決法を示したのが図１である。

【０００５】ビデオ表示システムの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
および青（Ｂ）チャネルの最終段（ステージ）は図１に
示されている。これらの３チャネルは構造がほぼ同一で
あるので、以下では、赤（Ｒ）チャネルについてのみ説
明する。前置増幅器（プリアンプ）１０Ｒの出力端に現
れた相対的に低レベルの赤ビデオ信号はドライバ１２Ｒ
によって増幅され、その結果として得られた相対的に高
レベルの赤ビデオ信号は、抵抗１４Ｒを経由してＣＲＴ
１８のそれぞれのカソード１６Ｒに結合されている。Ｃ
ＲＴ１８の共通第１グリッドＧ１には、Ｇ１電源２０か
らの供給電圧が印加される。共通第２またはスクリーン
・グリッド(screen grid) Ｇ２、共通第１フォーカス・
グリッド(focus grid)Ｆ１、および共通第２フォーカス
・グリッドＦ２には、高電圧回路２２のそれぞれの出力
端からの相対的に高い電圧がそれぞれ印加される。非常
に高い電圧は、高電圧回路２２の別の出力端からＣＲＴ
１８のアノードＡに印加される。

【０００６】ドライバ１２ＲはＮＰＮトランジスタＱ１
とＱ２からなり、カスコード増幅器(cascode amplifie
r) の構成になるように接続されている。前置増幅器１
０Ｒの出力はトランジスタＱ１のペースに接続されてい
る。基準電圧ＶＲＥＦはエミッタ抵抗ＲＥを経由してト
ランジスタＱ１のエミッタに結合されている。バイアス
電圧＋ＶＣＣはトランジスタＱ２のベースに結合されて
いる。トランジスタＱ２のコクレタは、図には抵抗ＲＬ
とだけ示されている負荷および抵抗ＲＳを経由してＢ＋
供給電圧源２４に結合されている。その目的については
下述する。トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗１４Ｒ
を経由してカソード１６Ｒにも結合されている。フィル
タ・キャパシタＣＳは負荷ＲＬと抵抗ＲＳの接合点と信
号グランド（ground）間に結合されている。ＣＲＴ１８
のカットオフ・レベルは基準電圧ＶＲＥＦおよびバイア
ス電圧ＶＣＣの関数になっている。抵抗ＲＳとキャパシ
タＣＳを含む回路は、以下に説明するように、高平均画
像レベル・イメージ期間に、イメージの暗い部分の細部
が失われる可能性を少なくするためのものである。

【０００７】カソード電圧の減少はイメージの「白さ」
の増加と対応関係があり、カソード電圧の増加はイメー
ジの「黒さ」の増加と対応関係がある。ＣＲＴ１８によ
って高電圧回路２２から引き出されたビーム電流は、平
均画像レベルが白に向かって増加していくと増加する。
高電圧回路２２によってＣＲＴ１８のアノードおよび各
種グリッドに供給される電圧は、ビーム電流が相対的に
高くなると減少する傾向がある。カソード電圧が一定に
保たれていると、ＣＲＴ１８のカットオフ・レベルは増
加し、イメージの暗い区域は暗くなるので、細部が失わ
れることになる。しかし、抵抗ＲＳ両端には電圧降下が
現れるので、カソード電圧はビーム電流の増加と共に減
少する。抵抗ＲＳ両端の電圧降下は、高電圧回路２２に
よる高供給電圧の振幅の減少（または「低下」（スラン
プ-slump））を補償するので、平均画像レベルの増加と
共に暗い区域の細部が失われるのを防止する。従って、
抵抗ＲＳは、「黒トラッキング」(balck tracking)機能
をもつものと考えることができる。つまり、＋Ｂ電圧電
源２４の実効供給電圧をビーム電流の増加に伴って減少
していく働きをする。キャパシタＣＳは、抵抗ＲＳとＲ
Ｌの接合点の実効供給電圧端子に現れたＡＣ成分を除去
するために必要になるものである。

【０００８】抵抗ＲＳとキャパシタＣＳを含む回路は、
この回路が果たすべき機能を支障なく実行するが、その
場合でも、いくつかの欠点がある。１つは、この回路が
意図する補償機能を果たすためには、抵抗ＲＳの値を相
対的に大きくする必要があることである。しかし、その
結果として、ドライバの「ヘッドルーム」(head-room)
、つまり、ドライバの出力信号の振幅範囲に制約があ
る。さらに、Ｂ＋電圧は相対的に高いので（例えば、＋
２２０ボルト）、キャパシタＣＳの物理的サイズは、キ
ャパシタンス値が小さい場合であっても大きくなってい
る。

【０００９】

【発明の概要】本発明は上述した問題を認識した上で、
問題の解決方法を提供することを目的としている。本発
明によれば、黒トラッキング回路はＣＲＴドライバ・ス
テージの出力側にではなく、入力側に結合されている。
具体的には、この回路はＣＲＴ駆動増幅器（ドライバ）
の入力端に結合された少なくとも１つの相対的に低レベ
ルのビデオ信号を検出する回路と、検出した低レベル・
ビデオ信号の平均レベルを表す信号を発生する回路とを
含んでいる。この表現信号はＣＲＴドライバに結合さ
れ、ＣＲＴドライバの出力ビデオ信号に実効的に加えら
れ、その結果として、ＣＲＴ駆動増幅器の入力ビデオ信
号の平均レベルが白に対応するように増加すると、出力
ビデオ信号が白の方向に増加するようにシフトまたはオ
フセットされる。好ましくは、この表現信号はＣＴＲ駆
動増幅器の入力信号に加えられる。

【００１０】本発明の好適実施例では、抵抗素子は、Ｃ
ＲＴ駆動増幅器の前置増幅器からなる電流増幅器の出力
端に分岐的に接続され、ローパスフィルタ素子に直列に
接続されている。表現信号はローパスフィルタ素子から
出力され、直列接続の性質から、入力ビデオ信号に加え
られる。この好適実施例のもう１つの特徴として、ロー
パスフィルタ素子は、別のＣＲＴ駆動増幅器の別の前置
増幅器と分岐的に接続された少なくとも１つの別の抵抗
素子と共通に接続されて、２つのビデオ入力信号の結合
の平均レベルを表す信号が得られるようになっている。
この後者の回路構成によると、１つの入力信号だけが使
用される回路構成よりも、イメージ内容表現の信頼性が
向上する。

【００１１】本発明の上記およびその他の特徴は、以下
で、添付図面を参照して詳しく説明する。

【００１２】

【実施例】図１および図２において、同一または同等素
子は、同一参照符号を付けて示されている。図２の回路
構成において、図１の回路構成に同等の部分がある部分
については、説明は省略する。図１に示す回路構成と同
様に、赤チャネルだけを取り上げて説明するが、これ
は、３チャネルすべてがほぼ同一構成であるためであ
る。

【００１３】図２に示す回路構成において、前置増幅器
１０Ｒは、電圧・電流コンバータ（図中２つの円を重ね
て示している）から構成され、入力された低レベルの赤
ビデオ信号を対応する出力電流に変換する。前置増幅器
１０Ｒの出力端に分岐的に接続された終端抵抗ＲＲは、
ドライバ１２Ｒ用の入力電圧ＥＲを発生するためのもの
である。

【００１４】図２に示す回路構成のドライバ１２Ｒは、
図１に示すドライバ１２Ｒと類似しているが、実用目的
に作られているため若干複雑化している。この分野の専
門家ならば理解されるように、ドライバ１２Ｒの負荷は
抵抗よりも複雑化して、アクティブ・デバイスを含める
ことが可能である。例えば、ドライバ１２Ｒの負荷は相
補形トランジスタで構成し、それぞれをエミッタホロア
増幅器に構成して、「プッシュ・プル」(push-pull) 構
成にして接続することが可能である。低レベル入力電圧
ＥＲは、抵抗ＲＦとキャパシタＣＦの並列回路と、ＰＮ
ＰトランジスタＱ３でなるエミッタホロワ増幅器とから
構成されたフィルタ回路を経由してトランジスタＱ１の
ベースに結合されている。トランジスタＱ３のエミッタ
と＋ＶＣＣ電源供給点間に接続された抵抗ＲＥＦは、前
記エミッタホロワ増幅器の負荷抵抗である。トランジス
タＱ３のコレクタはグランド（ground）電位点に接続さ
れている。抵抗ＲＦＢはトランジスタＱ２のコレクタと
トランジスタＱ３のベース間に接続されて、駆動増幅器
１２Ｒのための負帰還を行う。

【００１５】抵抗ＲＲは、緑チャネルと青チャネルの対
応する抵抗ＲＧとＲＢ、および抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢの
それぞれの終端と信号グランド点との間に接続された抵
抗ＲＣとキャパシタＣＣの並列回路と一緒になって、本
発明によるＣＲＴ駆動回路の入力黒トラッキング回路を
構成している。抵抗ＲＣは、前置増幅器10Ｒ、１０Ｇお
よび１０Ｂの出力電流の総和を電圧ＥＣに変換する共通
モード終端抵抗である。キャパシタＣＣは、電圧ＥＣを
フィルタにかけて、電圧ＥＣがビデオ入力電流の総和の
低周波数成分だけを反映するようにするフィルタ・キャ
パシタである。

【００１６】駆動増幅器入力電圧ＥＲ、ＥＧおよびＥＢ
の各々は、終端抵抗ＲＲ、ＲＧおよびＲＢのそれぞれの
両端に現れた電圧と電圧ＥＣの総和である。電圧ＥＣは
平均画像レベル（ＡＰＬ）を表している。本実施例で
は、駆動増幅器１２Ｒ、１２Ｇおよび１２Ｂは反転増幅
器であるので、ＡＰＬが白の方向に向かうと、電圧ＥＣ
は増加する。ＡＰＬが黒の方向に向かうと、電圧ＥＣは
減少する。従って、ＡＰＬが白の方向に向かうと、ドラ
イバ入力電圧ＥＲ，ＥＧおよびＥＢの各々は白に向かう
方向に増加するようにシフトまたはオフセットされる。
つまり、高レベルにシフトされるように増加していく。
これに対応して、それぞれのＱ２コレクタに現れるドラ
イバ出力電圧の各々は、白に向かう方向にシフトされ
る。つまり、低レベルにシフトされていく。これは、Ａ
ＰＬが白の方向に向かうとき、ＣＲＴ１８に結合された
高電圧の「スランプ（低下）」を補償する効果がある。
逆に、ＡＰＬが黒の方向に向かうと、各入力電圧は低レ
ベルにシフトされるように減少していき、各出力電圧は
高レベルにシフトされていく。従って、図２に示す回路
構成によれば、「黒トラッキング」電圧が各ドライバ入
力電圧に加えられる。「黒トラッキング」電圧の大きさ
は、抵抗ＲＲ、ＲＧおよびＲＢの値（本実施例では、こ
れらの抵抗値は等しいものとする）と抵抗ＲＣの値の比
率によって決まる。

【００１７】図１に示す黒トラッキング回路構成と比較
したとき、図２に示す黒トラッキング回路構成によれ
ば、ＣＲＴ駆動信号のヘッドルームに制約がない。さら
に、キャパシタＣＣ両端に現れる電圧は相対的に低いの
で、図１に示す回路構成のキャパシタＣＳのような、物
理的に大きなフィルタ・キャパシタを必要としない。

【００１８】３つの低レベル・ビデオ信号すべてについ
て、その総和をとって黒トラッキング電圧を作ると、相
対的に正確なイメージ内容表現が得られるので望ましい
ことであるが、応用によっては、そのすべてを使用しな
いことも可能である。以上述べた変更およびその他の変
更は、特許請求の範囲に明確化されている本発明の範囲
に属することはもちろんである。

【００１９】実施例と特許請求の範囲との対応 以下にカッコ書きで、実施例との対応関係を例示する。

【００２０】『（請求項１） イメージを再現する陰極
線管（ＣＲＴ１８）を含むビデオ表示システムにおい
て、ビデオ入力信号を供給するための手段（前置増幅器
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）と、前記ビデオ入力信号に応
答して、前記イメージの平均画像レベルを表すオフセッ
ト成分（ＥＣ）を生成するための手段（コンデンサＣ
Ｃ、抵抗ＲＣ）と、前記オフセット成分と前記入力信号
を結合して結合信号（ＥＲ、ＥＧ、ＥＢ）を生成するた
めの手段（抵抗ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）と、前記結合信号を
増幅して、前記陰極線管に印加するのに適した相対的に
高レベルのビデオ信号出力を出力するための手段（ドラ
イバ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）とを備えたことを特徴と
する装置。

【００２１】（請求項２） 請求項１に記載の装置にお
いて、前記ビデオ入力信号を供給する前記手段（１０
Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）は、該ビデオ入力信号を電流とし
て出力するための電圧・電流コンバータを含み、前記オ
フセット信号を生成する前記手段は、ローパスフィルタ
素子（コンデンサＣＣ）を含み、前記オフセット成分と
前記ビデオ入力信号を結合する前記手段は、直流インピ
ーダンス素子（ＲＲ、ＲＧ、ＲＢ）と前記ローパスフィ
ルタ素子（ＣＣ）からなる直列接続回路を前記電圧・電
流コンバータの出力側に分岐的に結合するための手段を
含むことを特徴とする装置。

【００２２】（請求項３） 請求項１に記載の装置にお
いて、前記入力ビデオ信号を供給する前記手段は、第１
ビデオ入力信号を供給するための手段（１０Ｒ）と第２
ビデオ入力信号を供給するための手段（１０Ｇ）とを備
え、前記オフセット成分生成手段（ＣＣ、ＲＣ）は、前
記第１および第２ビデオ入力信号に応答して、前記イメ
ージの平均画像レベルを表す前記オフセット成分（電圧
ＥＣ）を生成し、前記結合手段（ＲＲ、ＲＧ）は、前記
オフセット成分を前記第１および第２入力信号の各々と
個別的に結合して、第１および第２結合信号（ＥＲ、Ｅ
Ｇ）を生成し、前記増幅手段（１２Ｒ、１２Ｇ、１２
Ｂ）は、前記第１結合信号を増幅して陰極線管に印加す
るのに適した第１の相対的に高レベルのビデオ出力信号
を出力するための手段（１２Ｒ）と、前記第２結合信号
を増幅して陰極線管に印加するのに適した第２の相対的
に高レベルのビデオ出力信号を出力するための手段（１
２Ｇ）とを備えたことを特徴とする装置。

【００２３】（請求項４） 請求項３に記載の装置にお
いて、前記第１ビデオ入力信号を供給する前記手段（１
０Ｒ）は、該第１ビデオ入力信号を第１電流として出力
するための第１電圧・電流コンバータを含み、前記第２
ビデオ入力信号を供給する前記手段（１０Ｇ）は、該第
２ビデオ入力信号を第２電流として出力するための第２
電圧・電流コンバータを含み、前記オフセット信号を生
成する前記手段は、ローパスフィルタ素子（ＣＣ）を含
み、前記オフセット成分と前記第１ビデオ入力信号を結
合する前記手段は、第１直流インピーダンス素子（Ｒ
Ｒ）と前記ローパスフィルタ素子（ＣＣ）からなる直列
接続回路を前記第１電圧・電流コンバータの出力側に分
岐的に結合するための手段を含み、前記オフセット成分
と前記第２ビデオ入力信号を結合する前記手段は、第２
直流インピーダンス素子（ＲＧ）と前記ローパスフィル
タ素子（ＣＣ）からなる直列接続回路を前記第２電圧・
電流コンバータの出力側に分岐的に結合するための手段
を含むことを特徴とする装置。』

【図面の簡単な説明】

【図１】黒トラッキング回路が駆動増幅器の出力端に結
合されている従来のＣＲＴ駆動回路を示す概略図であ
る。

【図２】黒トラッキング回路が駆動増幅器の入力端に結
合されている本発明によるＣＲＴ駆動回路を示す概略図
である。

【符号の説明】

１０Ｂ 前置増幅器 １０Ｇ 前置増幅器 １０Ｒ 前置増幅器 １２Ｂ 駆動増幅器（ドライバ） １２Ｇ 駆動増幅器（ドライバ） １２Ｒ 駆動増幅器（ドライバ） １８ 陰極線管（ＣＲＴ） ＣＣ 低域フィルタ素子 ＥＢ 駆動増幅器入力電圧 ＥＣ 電圧 ＥＧ 駆動増幅器入力電圧 ＥＲ 駆動増幅器入力電圧 ＲＢ 抵抗 ＲＧ 抵抗 ＲＲ 抵抗

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージを再現する陰極線管を含むビデ
   オ表示システムにおいて、 ビデオ入力信号を供給するための手段と、 前記ビデオ入力信号に応答して、前記イメージの平均画
   像レベルを表すオフセット成分を生成するための手段
   と、 前記オフセット成分と前記入力信号を結合して結合信号
   を生成するための手段と、 前記結合信号を増幅して、前記陰極線管に印加するのに
   適した相対的に高レベルのビデオ信号出力を出力するた
   めの手段とを備えたことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記ビデオ入力信号を供給する前記手段は、該ビデオ入
   力信号を電流として出力するための電圧・電流コンバー
   タを含み、 前記オフセット信号を生成する前記手段は、ローパスフ
   ィルタ素子を含み、 前記オフセット成分と前記ビデオ入力信号を結合する前
   記手段は、直流インピーダンス素子と前記ローパスフィ
   ルタ素子からなる直列接続回路を前記電圧・電流コンバ
   ータの出力側に分岐的に結合するための手段を含むこと
   を特徴とする装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、 前記入力ビデオ信号を供給する前記手段は、第１ビデオ
   入力信号を供給するための手段と第２ビデオ入力信号を
   供給するための手段とを備え、 前記オフセット成分生成手段は、前記第１および第２ビ
   デオ入力信号に応答して、前記イメージの平均画像レベ
   ルを表す前記オフセット成分を生成し、 前記結合手段は、前記オフセット成分を前記第１および
   第２入力信号の各々と個別的に結合して、第１および第
   ２結合信号を生成し、 前記増幅手段は、前記第１結合信号を増幅して陰極線管
   に印加するのに適した第１の相対的に高レベルのビデオ
   出力信号を出力するための手段と、前記第２結合信号を
   増幅して陰極線管に印加するのに適した第２の相対的に
   高レベルのビデオ出力信号を出力するための手段とを備
   えたことを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、 前記第１ビデオ入力信号を供給する前記手段は、該第１
   ビデオ入力信号を第１電流として出力するための第１電
   圧・電流コンバータを含み、 前記第２ビデオ入力信号を供給する前記手段は、該第２
   ビデオ入力信号を第２電流として出力するための第２電
   圧・電流コンバータを含み、 前記オフセット信号を生成する前記手段は、ローパスフ
   ィルタ素子を含み、 前記オフセット成分と前記第１ビデオ入力信号を結合す
   る前記手段は、第１直流インピーダンス素子と前記ロー
   パスフィルタ素子からなる直列接続回路を前記第１電圧
   ・電流コンバータの出力側に分岐的に結合するための手
   段を含み、 前記オフセット成分と前記第２ビデオ入力信号を結合す
   る前記手段は、第２直流インピーダンス素子と前記ロー
   パスフィルタ素子からなる直列接続回路を前記第２電圧
   ・電流コンバータの出力側に分岐的に結合するための手
   段を含むことを特徴とする装置。