JPH0666898B2 - 映像管のバイアス制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は画像表示装置のバイアスを自動的に制御する
装置に関連する感知回路に関する。

テレビジヨン受像機やビデオモニタのような映像信号処
理表示システムでは、付随する画像表示用映像管の各電
子銃の黒電流レベルを自動的に適正値に維持するため
に、自動映像管バイアス（AKB）制御装置を用いること
がある。この動作により表示された画像の色やグレース
ケールが特に経年変化による効果や温度効果による映像
管バイアスの所要レベルからの変動によつて損われるの
が防がれる。AKB制御装置は例えば米国特許第4263622
号、第4387405号に記載されたような種々の形式のもの
が公知である。

AKB制御装置は一般に映像管に小さな黒レベル表示電流
が流れる画像消去期間中動作し、この電流を感知してそ
の感知された黒電流レベルと所要の黒電流レベルの差を
表わす制御信号を発生し、この信号を映像信号処理回路
にその差を減ずる向きに印加する。

多くの場合AKB制御装置に関連する寄生容量による映像
出力駆動段の容量性負荷を減じて映像信号の高周波数特
性の劣化を防ぐことが肝要であり、これはテレビジヨン
受像機やビデオモニタを含む広帯域映像表示システムの
場合特に重要である。

このAKB制御装置による駆動段の潜在的に過大な容量性
負荷の原因の１つは、映像管の黒電流の感知に用いる感
知回路である。黒電流の感知技法は種々知られている
が、その多くは容量性負荷の過大、価格、複雑さ、性能
等に関係する１つまたはそれ以上の欠点に悩まされてい
る。

例えばその１つの技法は米国特許第4237479号開示のよ
うに映像管の陰極信号路に比較的高価な高電圧PNP電流
感知用トランジスタを結合して映像管の画像消去期間中
の黒電流を直接感知するものであるが、この電流感知用
トランジスタは相当大きな容量性負荷を生じるため、広
帯域の映像方式には好ましくない。米国特許第4387405
号は映像管駆動段の能動負荷回路の負荷抵抗により映像
管の黒電流を感知するAKB制御方式が開示されている
し、また米国特許第4463385号にはカスコード映像管駆
動段の入出力トランジスタ間に結合された抵抗により映
像管の黒電流を感知するAKB制御方式が記載されてい
る。この２つの感知方式はPNPトランジスタ電流感知器
の場合のように大きな容量性負荷を示さないが、駆動段
の周りに閉ループ負電流帰還を用いており、この帰還方
式はその関連する高周波数のために駆動段が不安定にな
ることがあるため、広帯域駆動段には好ましくない。映
像管の陰極信号路に結合された抵抗分圧器を用いる黒電
流感知回路は米国特許第4263622号に記載されている。
この回路は駆動段の容量性負荷を僅かしか示さず、電流
帰還なしで駆動段に用いることができるが、その分圧器
を形成する抵抗の値が駆動段の過大直流負荷を防ぐため
に大きいことを要するため、これが感度の低下を示す。
また大きい抵抗は、干渉のピックアップ感度および雑音
に対する感知回路の感度を無用に高めるため、感知され
た黒電流信号に対する信号対雑音比が低下する。

〔発明の概要〕

ここに開示する映像管黒電流感知回路は、映像管駆動段
の容量性負荷を有利に実質的に低減し、比較的低インピ
ーダンスで黒電流感知信号を与え、雑音および干渉に対
する不感性を向上する上、簡単で安価である。

この発明の原理による黒電流感知回路は、駆動段の出力
回路に結合され、その駆動段の出力とその段の動作電位
の間に直列に接続された負荷抵抗と感知用抵抗を含んで
いる。推奨実施例において、その負荷抵抗は感知用抵抗
より駆動段の出力に近く接続され、動作電位に近い方に
接続された感知用抵抗より著しく大きい。この大きな値
の負荷抵抗は、AKB制御装置の呈する寄生容量を、駆動
段の出力から実質的に分離するように働く。黒電流の感
知信号は感知用抵抗の両端間に生じる。

〔推奨実施例の説明〕

第１図において、信号源10からのカラー映像信号の赤色
信号成分のような映像信号は映像出力駆動増幅段12で増
幅される。増幅器12は高電圧トランジスタ15を含み、そ
のトランジスタのコレクタ出力回路はそのトランジスタ
の動作供給電圧（＋150Ｖ）源に結合された負荷抵抗16
とそれより小さい感知用抵抗18の直列接続を含んでい
る。２つの抵抗16、18は増幅トランジスタ15の負荷を構
成するが、抵抗16が抵抗18より遥かに大きいためこれが
トランジスタ15の負荷抵抗と考えられる。通常非導通の
ダイオード17は正規の画像期間中映像出力信号の振幅が
過大とならない様に制限するものである。トランジスタ
15のコレクタ出力に生ずる増幅映像信号は、画像表示装
置の主体をなすカラー映像管25の強度制御手段を構成す
る陰極22aの駆動に充分な大きさを示し、コンデンサ20
を介して陰極22aに交流結合されている。この例では映
像管25が各別の陰極22a、22b、22cに関連して共通に付
勢されるグリッド24を持つ自己集中式インライン型電子
銃を備え、各陰極がグリッド24と共に電子銃構体を形成
するものである。

AKB制御回路30は陰極22aを含む映像管電子銃構体に流れ
る黒電流をを所要レベルに維持する。この赤信号成分に
ついて説明したのと同様に信号源10から例えば緑と青の
色信号成分を受ける陰極22b、22cを含む電子銃にも同様
のAKB制御回路（図示せず）が結合されている。AKB制御
回路30の動作を第２図のAKBタイミング信号波形につい
て説明する。このタイミング信号は受像機の偏向回路か
ら引出された水平および垂直の画像同期信号Ｈ、Ｖに応
じてタイミング信号源40において発生される。

今第２図について述べると、AKB制御動作期間は垂直消
去期間中の各映像信号の垂直帰線期間の終了直後に起る
映像信号の画像情報のない感知期間を含んでいる。この
感知期間中に図示のようにそれぞれこの例では約１水平
画像線期間の長さを持つ正のグリッド駆動パルスＧと正
の感知用付勢パルスＳとが発生される。AKB制御動作に
はまたパルスＧ、Ｓより前のクランプキーイングパルス
Ｋが発生されるクランプ期間がある。ブランキングパル
スＢはパルスＫ、Ｇ、Ｓの発生するAKB制御期間にまた
がつて、その期間中映像信号基準状態を確立する働らき
をする。

第１図に戻り、ブランキング信号Ｂは信号源10のブラン
キング入力端子に印加され、AKB制御動作期間中信号源1
0の映像信号出力を阻止する。各AKB黒電流感知期間中、
正のグリッド駆動パルスＧが映像管のグリッド24を順バ
イアスして、陰極22aとグリッド24を含む電子銃構体の
電流を増大させる。このグリッドパルス期間中にパルス
Ｇに応じて同様の位相の正の出力電流パルスが陰極22a
に誘起される。この陰極出力電流パルスの振幅は陰極の
黒電流のレベルに関係する。

誘起された陰極出力パルスは約１μＡの電流パルスP1と
して交流結合コンデンサ20を介し、トランジスタ15のコ
レクタ出力回路に供給されて、感知用抵抗18の両端間に
ピーク・ピーク振幅約1mvの正の電圧パルスP2を生ず
る。トランジスタ15は高コレクタインピーダンスを呈す
るため、電流パルスP1はそのコレクタよりも、むしろ主
に抵抗16、18に流れる。

比較的低い感知用抵抗により黒電流表示パルスP2が感知
されることによつて映像管駆動段の負荷が著しく減じら
れる。このAKB制御方式のこの性質はビデオモニタのよ
うな広帯域方式に特に有利である。この点で容量性負荷
が映像管駆動器の周波数応答に有害であるためにはそれ
がその駆動器の出力（例えばトランジスタ15のコレクタ
出力）またはその駆動器の出力と映像管の入力の間の信
号路のどこかで有効でなければならないことが判る。AK
B制御回路30の入力キャパシタンスは、駆動段の高周波
応答に実質的に影響しない。その理由は、AKB制御回路3
0のこの入力キャパシタンスに対して、充分に低いイン
ピーダンスを与える小抵抗値の感知用抵抗18に比べて大
きな抵抗値を持つ負荷抵抗16による分離作用があるため
である。

パルスP2は電圧利得約500の反転演算増幅器33にコンデ
ンサ32により交流結合されるから、その増幅器33の出力
に電圧P3で示すようなパルスP2の増幅反転されたものと
して現れる。パルスP3は帰還クランブ回路により安定化
された＋6.0ｖの正のピークペデスタル基準レベルに対
て約0.5ｖのピーク・ピーク振幅を示す。

帰還クランプ回路は演算相互コンダクタンス増幅器34と
コンデンサ32を含み、増幅器34は反転入力（−）が正の
直流基準電圧源VR1（＋6.0ｖ）に、非反転入力(+)が増
幅器33出力にそれぞれ結合され、出力が増幅器33の反転
入力に結合されている。クランプ用増幅器34は第２図に
示すようにパルスＳがまたがるAKB感知期間の直前のキ
ーイングパルスＫによつてキーイングされて導通し、そ
の帰還作用により結合コンデンサ32の電荷を変えて＋6.
0ｖにクランプされた信号P3の正のピークペデスタル基
準レベルを維持するようになつている。

クランプされた信号P3はキード比較器として働らく演算
相互コンダクタンス増幅器35の非反転入力(+)に印加さ
れる。増幅器35の反転入力(-)にはこの例では＋5.5ｖの
正の直流基準電圧VR2が印加される。増幅器35は感知付
勢パルスＳによりキーイングされて導通し、黒電流表示
入力信号P3のピーク振幅を感知してこれを入力基準電圧
VR2と比較する。信号P3の負のピーク振幅が基準電圧VR2
と実質的に等しければ、増幅器35の出力電流は変化せ
ず、これは映像管のそのときのバイアスがAKB方式によ
り変えられない正しい映像管陰極のバイアス状態に対応
する。

英国特許出願第8420537号および米国特許出願第656369
号（共に特開昭61-58381号公報対応）の発明の原理によ
ると、回路30が陰極22aの直流レベルを端子Ａを介して
回復し、これによつて信号P3の大きさの関数として陰極
22aの直流バイアスを設定する働らきをする。

信号P3の負のピーク振幅は、映像管陰極のバイアスが違
つている量だけ基準電圧V2と異る。例えば、信号P3の振
幅が増幅器35の出力電流を増大させるようになつておれ
ば、コンデンサ36にはそれに応じた電荷の増加が生じ
る。コンデンサ36の電荷が増加するとトランジスタ37の
導電度が増大し、これによつて抵抗38、39を流れる電流
が増大する。この電流の増大により陰極信号路の接続点
Ａの直流バイアス電圧がこれに従つて増幅器35で感知さ
れる正しいバイアス状態に達するまで低下する。このよ
うにしてコンデンサ20、抵抗16、18、コンデンサ32、増
幅器33、35、トランジスタ37、抵抗38、39を含むAKB帰
還路の閉ループ制御作用により信号P3のピーク振幅が正
しい黒レベル映像管バイアス状態に対応するVR1-VR2の
レベルに安定化される。

この例では正しいバイアス状態がピーク振幅約１μＡの
電流パルスP1、ピーク振幅約1mvの電圧パルスP2および
ピーク振幅約＋0.5ｖの電圧パルスP3に対応する。回路3
0は帰還作用により接続点Ａの電圧を変えて感知された
不正バイアス状態を補償することによつてこの振幅レベ
ルを維持する。両端間の寄生キャパシタンスの低いカー
ボン薄膜抵抗のような抵抗38、39を選ぶことにより、映
像信号接続点Ａの直流回復回路30による負荷を無視可能
にすることができる。通常非導通の保護ダイオード40は
トランジスタ37の高電圧降伏を防ぐ。

周期的水平垂直帰線期間中映像管のビームスポツトを抑
制する正規の黒より黒い消去は、映像管駆動増幅器の前
で映像信号を消去するのではなく、映像管のグリッド24
に負方向の−150ｖパルスを印加して行う。この黒より
黒い帰線消去法によるとこの方法に付随する動作点の移
動に映像管駆動器を適応させる必要がなくなる。

第３図は第１図のAKB制御方式の一部の他の実施例を示
す。図中第１図の素子と対応する素子には同じ引用数字
を付し、破線で示す導線は第１図の対応する導線と同じ
場所になつている。第３図の回路は第１図のそれとクラ
ンプの仕方と信号P2を増幅して信号P3を生成する方法が
異る。

第３図では２つの黒電流表示信号P2、P3が駆動トランジ
スタ15のベース入力に映像信号を交流結合する映像信号
入力コンデンサ22′と共にキード増幅器34を含むキード
帰還クランプ回路によりクランプされる。信号P2に加え
られて信号P3を生ずる信号利得はコレクタ出力抵抗42、
43とエミツタ抵抗44を有するPNP増幅トランジスタ31を
含む回路により与えられる。約500という所要信号利得
は、抵抗44の値に対する抵抗43の値の比によって決定さ
れる。抵抗42はそのコレクタ・エミツタ間電圧を低下す
ることによりトランジスタ31の電力消費を減じ、それに
よつてそのトランジスタ31として小型安価なプラスチツ
ク型のものを使用し得るようにする。通常非導通の保護
ダイオード46は増幅器34、35の高電圧降伏を防止する。

第１図および第３図の回路では、基準電圧VR1を一定に
保ちつつ基準電圧VR2を変えることにより画像のグレー
スケール平衡の手動予備調節をすることできる。これに
よつて精密ビデオモニタのようなある種の用途に必要な
小範囲の黒レベルの予備調節が可能になる。

上記抵抗16、18を含む感知回路は交流結合および直流結
合の映像管駆動器に使用することができ、広帯域信号の
用途では抵抗16、18の値を小さくして駆動器12の高周波
応答を増大させることができる。感知用抵抗18の値を小
さくするほど、AKB方式の所要の感度を得るために増幅
器33（第１図）またはトランジスタ31（第３図）を含む
回路の利得を高くする必要がある。抵抗18の最低値の実
際の限度は増幅器33またはトランジスタ31から得られる
信号利得と、増幅器33またはトランジスタ31の出力の信
号雑音比によつて決まり、その最高値の実際の限度はそ
の抵抗の両端間の電圧降下と駆動段の帯域幅を決める抵
抗16、18の総インピーダンスによつて決まる。上記電圧
降下は映像信号の利用可能なダイナミツクレンジをそれ
ほど消費することはない。

また、駆動トランジスタ15の代わりにカスコード増幅器
を使用することも可能で、その場合には抵抗16、18を含
む感知回路を映像管駆動段の出力回路に含まれる能動負
荷トランジスタのコレクタ回路に挿入することができ
る。能動負荷型の映像管駆動増幅器は例えば米国特許第
4387405号に示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による感知回路を有するAKB装置を含
むテレビジヨン受像機の一を示す回路図、第２図は第１
図の装置の動作の説明用のタイミング信号波形図、第３
図は第１図のAKB装置の他の実施例を示す回路図であ
る。 12……駆動増幅段、16……負荷抵抗、18……感知用抵
抗、20……映像出力駆動信号路、22(a、b、c)、24……強
度制御手段、25……画像表示装置、33〜40……制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強度制御手段に印加される映像信号に応じ
   て映像情報を表示する画像表示装置を具えた映像信号処
   理システムにおける、映像管バイアス制御装置であっ
   て： 出力回路を有し、上記画像表示装置を駆動するに足る大
   きさの映像駆動信号を供給する駆動増幅器段と； 上記の映像駆動信号を、上記出力回路から上記強度制御
   手段に結合する映像出力駆動信号路と； 上記強度制御手段に結合されていて、画像消去期間中上
   記画像表示装置に黒電流が流るようにし、画像消去期間
   中上記黒電流の大きさを表わす信号を上記映像出力駆動
   信号路中に生成する手段と； 上記の出力回路中に含まれかつ上記映像出力駆動信号路
   に結合されていて、上記黒電流の大きさを表わす信号を
   感知して上記黒電流の大きさを表わす信号の大きさに関
   する大きさを持つ感知信号を生成する手段と； 上記表示装置の上記強度制御手段に結合されていて、上
   記黒電流の大きさを表わす信号を感知する手段からの上
   記感知信号に応じて、上記表示装置のバイアスを上記感
   知信号の大きさに従って所望の状態に維持する制御手段
   と； を具えて成り、 上記黒電流の大きさを表わす信号を感知する手段は、感
   知用抵抗と上記映像出力駆動信号路とに結合された負荷
   抵抗を有し、上記感知信号は上記感知用抵抗の両端間に
   生じ、上記負荷抵抗は上記映像出力駆動信号路から上記
   制御手段の寄生キャパシタンスを実質的に分離するもの
   であることを特徴とする映像管のバイアス制御装置。