JPS586425B2 - 歪補正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に陰極線管回路に関し、特に電磁偏向装置
を有する陰極線管の糸巻及び焦点歪補正回路に関する。

電磁偏向装置を有する陰極線管（以下ＣＲＴと略す）に
おいて、偏向コイルに流れる電流とＣＲＴのフエースプ
レート上の偏向距離との関係は以下に述べる２つの幾何
学的事項により一般に非直線性である。

第１に電磁偏向については偏向角θの正弦は偏向電流に
正比例する。

即ちｓｉｎθ＝ｋＩである。

第２にＣＲＴのフェースプレートは電子ビームの偏向中
心点を中心とする球面でなく、平面又は僅かに曲面であ
る。

無限遠点から観察すると、直線であるべき表示像がＣＲ
Ｔ管面の中心方向へ弓のように反っているのがわかる。

そのような歪を一般に糸巻歪（ピンクッションという。

幾何学的歪の他に、電子ビームは管面の中心から離れた
位置へ移動するにつれて電子ビームの変向中心点からフ
エースグレート迄の距離が変化するので、ＣＲＴ管面の
外縁ではスポットの焦点歪（デフォーカス）が生じる。

この歪が生じる理由は偏向後の電子速度が一定であるこ
と及び電子ビームの焦点位置が偏向中心から一定距離で
ある為である。

従来試みた糸巻歪の補正には、光学的フェースプレート
・レンズ、磁気装置及び波形整形技術が含まれていた。

糸巻歪の補正方法には位置信号を予め歪せる方法（以下
プレテイストーションという）及びその池の方法がある
が、いずれも一般に高価で、融通性がなく、非直線歪の
ような池の問題を生じがちである。

糸巻歪の補正に必要なグレデイストーションの解析処理
の詳細は、Ａ．Ｅ．ポポデイによって雑誌ＥＤＮ（１９
６４年１月号１２４−１３９頁）に［電磁偏向陰極線管
の直線性補正Ｊ （ ＬｉｎｅａｒｉｔｙＣｏｒｒｅｃ
ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｄｅｆ
ｌｅｃｔｅｄＣａｔｈｏｄｅ − Ｒａｙ Ｔｕｂｅｓ
）が開示されている。

Ａ．Ｅ．ポポデイは偏向角が既知ならば偏向誤差は定ま
ると述べている。

糸巻歪及び所望の糸巻歪の補正を表わす数式を提示する
一方、ポポデイは、斯る糸巻歪の補正機能を線分で近似
する具体例として多くのダイオード及び抵抗を含む複雑
な回路を提案した。

その後、多《の研究者により、補正機能の近似を行なう
為に、級数展開近似と、アナログ及びデジタル回路を含
む複雑な回路が提案された。

本発明は、電磁偏向装置を有するＣＲＴの糸巻歪を補正
する為に、予め歪ませたＸ及びＹ軸偏向信号を発生する
回路を提供する。

この予め歪ませた偏向信号は、ＣＲＴｔ中心軸と電子ビ
ームとの間の偏向角の余弦に正比例する。

Ｘ及びＹ軸偏向電圧の絶対値は各々の電圧に正比例する
電流に変換され、中心軸、即ちＣＲＴの偏向中心点から
管面までのＺ軸の長さに正比例する基準電流と共に平方
根回路へ加えられる。

この平方根回路は各々の入力信号の２乗の和の平方根に
正比例した電流、即ち３ Ｉ Ｌ−３＜八十■暴＋ｘｚ
Ｎを発生する。

この電流ＩＬＯ値はＣＲＴの偏向中心点と管面間の電子
ビームの長さに幾何学的に正比例し、プレデイストーシ
ョン方程式の分母であることが判る。

この電流３ＩＬはＸ及びＹ軸可変利得増幅器、及び焦点
出力増幅器に用いる為に電流分割回路によって３等分さ
れる。

各可変利得増幅器はエミツタ抵抗を介して結合され線形
マルチプライヤを駆動する入力対を含む。

線形マルチプライヤは差電流を発生し、この差電流は能
動帰還を備えた増幅器によって偏向電圧に変換される。

各可変利得増幅器の利得はＩＺ／ＩＬであり、せの利得
は偏向角θの余弦に正比例する。

ｃｏｓθは実効的に補正係数なので、 ｓｉｎθ−（ｃｏｓθ）ｋＩ即ちｔａｎθ＝ｋＩであり
、その式は無歪表示の線形方程式である。

焦点出力増幅器は補正電圧を発生する。

この補正電圧は偏向中心点と管面間の電子ビーム長に正
比例し、ＣＲＴの焦点電極を制御する焦点回路装置へ供
給される。

前述の方法で発生した補正信号は適当な電流値を選択す
ることによ２て曲面状のフェースプレートの場合にも適
用できる。

また、本回路は比較的簡単なので、斯る回路をモノリシ
ツク回路で作ることが出来る。

従って、本発明の１つの目的は電磁偏向装置を有するＣ
ＲＴ用の新規な糸巻及び焦点歪補正回路を提供すること
である。

本発明の池の目的は無歪表示を行なうのに電磁偏向装置
の偏向信号を予じめ歪せる所望の数学的機能を有する回
路を提供することである。

本発明の更に池の目的は平面又は曲面フェースプレート
及びＸ，Ｙ軸について異なる偏向感度を有するＣＲＴに
容易に適応できる糸巻及び焦点歪補正回路を提供するこ
とである。

本発明の更に曲の目的はモノリシツク集積回路で実現町
能な糸巻及び焦点歪補正回路を提供することである。

本発明は本願の特許ｇ％求の範囲に詳，ｌｉＩ１１Ｋ記
載されているが、添付図面に関連して述べる以下の説明
を参照することによって、本発明の目的及び利点を理解
できるであろう。

第１図は直交Ｘ，Ｙ及びＺ軸を有する直角座標系を示す
。

この座標系の各軸はＣＲＴの水平、垂直及び中心軸を示
す。

そのＸ−Ｙ面はＣＲＴの管面即ち観測面を表わす。

父、図中ａは糸巻歪、ｂは補正された表示を示す。

電子ビームを偏向中心点Ｐと管面間のベクトルＬとして
示し、そのベクトルのＺ軸に対する角はθである。

電磁偏向装置では、ｓｉｎθは入力信号に正比例する。

即ち、ｓｉｎ − ｋ Ｉ ゜゜””゛”
゛（１）である。

ここでｋは偏向定数、■は入力信号から得た偏向電流で
ある。

Ｘ−Ｙ面の距離ｒが実際の偏向距離であり、その非線形
伝達関数は である。

等式（２）を補正するのに必要なグレデイストーション
係数、即ち非線形減衰係数はＬの逆数に正比例すべきで
ある。

即ち、である。

等式（３）は平面状管面についてポポデイが提案したの
と同じである。

即ち、である。

ここでｐ及びｑは各々Ｘ及びＹ軸について未補正偏向入
力信号と未補正最大偏向入力信号との比であり、その値
は０≦（ｐ，ｑ）く１で、α 及びβｍａｘは各々Ｘ
及びＹ軸についての最ｍａＸ 大偏向角である。

ｃｏｓθは所望の補正係数なので、（１）式はｓｉｎθ
一ｋＩｃｏｓθ即ちｔａｎθ一ｋＩとなり、その式は静
電偏向装置についての関係式に似ていて無歪である。

故に伝達関数はｒ ＝ ｋ Ｚ Ｉ ・・・・
・・・・・・・・・・・（５）となる。

糸巻及び焦点歪補正回路についての上述の解析は偏向中
心点が移動しないこと及び無限遠位置から管面を観ると
いう仮定に基き行ったものである。

更に、出力ｒをＸ及びＹ軸信号のベクトル和として扱っ
たので、等式（３）或は（４）の減衰後数をＸ及びＹ軸
偏向入力信号に乗ずるべきである。

偏向中心点から管面迄の電子ビームの長さＬは、である
、平方根記号内の項は前述した等司４）の分母と同一で
あることが判る。

故に、電子ビームによってＣＲＴ管面に生じるスポット
の焦点歪のダイナミック補正を容易にする為に等式（６
）の平力根記号部分を利用することができる。

幾何学的な値Ｘ，Ｙ及びＺの代りに各々電流値Ｉｘ ，
Ｉｙ及びＩｚを用いると、等式（３）及萌４）を次のよ
うに書き直すことができる。

ここで１２はＺに正比例する基準電流である。

第２図は本発明による糸巻及び焦点歪補正回路のブロッ
ク図である。

入力偏向電圧ＥＸ及びＥＹは各々入力端子１，２に加え
られ、絶対値増幅器４，６によって各々絶対値電圧ＩＥ
Ｘ１及びＩＥＹ１に変換される。

絶対値増幅器４，６は基準電圧の極性に関係のない電圧
値を得るために基準電圧に関して全波整流を行なう如き
既知の絶対値回路でよい。

絶対値電圧ＩＥｘ１及びＩＥＹＩに各々正比例する電流
値３１ＩＸ＋及び３１ＩＹ］を得る為に、絶対値電圧Ｉ
ＥＸｌ及びＩＢＹ＋は各々可変抵抗８，１０を介して電
圧一電流変換回路１２，１４へ加えられる。

この電流は基準電流３ＩＺと共に平方根回路１６へ加え
られる。

この平方根回路は入力電流の２乗の和の平方根に等して
電流３ＩＬ，即ち、を作る。

出力電流３■Ｌは電流分割回路によって３等分され、各
々の電流■．は等カカの分母に等しい。

一対の可変利得増幅器２０，２２は入力電圧Ｅ 及びＥ
Ｙを補正された増幅度で各々増幅する。

可変利得増幅器２０，２２の利得はＩＺ／ＩＬ即ちｃｏ
ｓθによって決まる。

補正された出力電圧は出力端子２４，２６を介して各々
水平Ｘ及び垂直Ｙ偏向コイルに利用される。

偏向電圧は偏向角θが変化するにつれて等式７に従って
ダイナミック補正されるので無歪直交表示を行う。

残る電流ＩＬはＣＲＴの電子ビーム長の変化によって生
じる焦点歪を補正する為焦点出力増幅器２８及び帰還抵
抗３０へ加えられる。

補正された焦点電圧Ｅｆは出力端子３２を介してＣＲＴ
の焦点電極を制御する焦点回路装置へ利用される。

上述した全回路はモノリシツク集積回路として実現でき
る。

可変抵抗８，１０の抵抗値を変えることによって、上述
の回路はＸ及びＹ軸について異なる偏向感度を有するＣ
ＲＴにも容易に適用で当に選択すると、等式（７）での
補正係数は曲面フェースプレートを有する一般のＣＲＴ
の場合にも適用できる。

更に、偏向中心点を中心とする球面フェースプレートを
有するＣＲＴの場合には、比式（７）が適用される。

第３図は平方根回路１６及び電流分割回路１８の詳細を
示す。

この平方根回路１６はエミツタが結合されたトランジス
タ３８，３９，４０、エミツタ・ダイオード４２及びベ
ース・ダイオード４４乃至４９を含む。

この構成は当業者によ《知られていて、その一例は雑誌
「Ｅ ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｌｅｔｔｅｒｓＪ （ Ｖｏ
ｌｕｍｅ １ ０ ２＆２ １ ）の４３９乃至４４０
頁に記載されている。

電圧一電流変換回路１２，１４からの絶対値電流３１Ｉ
Ｘ＋、３１ＩＹＩは各々端子５３，５５へ加えられるの
に対して基準電流３■ｚは端子５１へ加えられる。

負電圧−■に対するトランジスタ３８乃至４０のベース
電圧値は半導体ダイオードの接合部の対数特性に応じて
決まる。

コレクタが互に結合されたトランジスタ３８乃至４０の
コレクタ電流は等式（８）で示したような３ＩＬに等し
い。

集積回路技術によって、入出力間の誤差を最小にする為
に、トランジスタ及びダイオードの特性をほぼ等し《さ
せることができる。

平方根回路１６の出力電流３ＩＬは特性の等しいトラン
ジスタ５７，５９，６１によって３等分される。

このトランジスタは端子６３及び同一抵抗値のエミツタ
抵抗６５，６７，６９を経てこのトランジスタのベース
へ加えられた適当なバイアス電圧でバイアスされている
。

電流ＩＬは端子７１，７３，７５を経て可変利得増福器
２０，２２及び焦点出力増幅器２８に用いられる。

第４図は、第２図における可変利得増幅器２０，２２の
詳細な回路図を示す。

Ｘ及びＹ軸についての可変利得増幅器の回路は同一であ
り、従ってその説明は両方の増幅器に適用できるので、
それ故入出力の参照符号はＸ及びＹの文字を含む。

トランジスタ８０，８１はエミツタ抵抗８３，８４を介
して差動接続全ａＶゐ。

この入力対は差動接続されたトランジスタ８６，８８及
び直線化ベース・ダイオード９０及び９２を含むマルチ
プライヤを駆動する。

電流ＩＬの入力端子９４を介して、抵抗８３と抵抗８４
の接続部に電流分割回路１８のトランジスタのコレクタ
を接続することができる。

端子９６にバイアス電圧源が接続され、定電流源９８は
マルチプライヤを構成するトランジスタ８６，８８のエ
ミツタに設けられている。

定電流源９８によって設定される電流値はＩＺに等しい
。

トランジスタ８６，８８のコレクタはコレクタ負荷１０
０，１０２を経て正の電圧源へ接続される。

未補正偏向入力信号は入力端子１０４へ加えられる。

トランジスタ８６，８８のコレクタに生じる差電流は高
利得差動増幅器１０６及びトランジスタ１０８，１１０
を含む帰還用差動増幅器へ加えられる。

この帰還用差動増幅器は端子１１６に補正された出力電
圧を得るために抵抗１１２，１１４を経てエミツタ結合
されている。

この回路の伝達関数は となる。

従ってＸ又はＹ軸偏向コイルに使用する端子１１６の出
力電圧は無歪直交表示を行なうのに必要な歪補正を行な
う偏向信号である。

定電流源１１８はトランジスタ１０８，１１０を有する
帰還用差動増幅器を動差させる為にＩｚと等しい電流を
有する。

この増幅器はトランジスタ対８０．８１を含む増幅器に
似た大信号歪特性を有するので負帰還増幅器として用い
ているため、可変利得増幅器２０ ，２２全体としての
歪を実質的に相殺するように動作する。

抵抗８３，８４，１１２，１１４の抵抗値は同じである
ことが望ましい。

以上の説明は、本発明の好適な実施例についてのみ示し
たが、本発明の要旨を逸脱することなく多《の変形及び
変更をなし得ることは当業者にとって明らかなことであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＲＴの電子ビームを表わす直角座標系を示し
、第２図は本発明による歪補正回路のブロック図を示し
、第３図は第２図における平方根回路の詳細な回路を示
し、第４図は第２図における可変利得増幅器の詳細な回
路図を示す。 図中１，２はＸ及びＹ軸未補正偏向入力信号端子、４，
６は絶対値増幅器、１２，１４は電圧一電流変換回路、
１６は平方根回路、１８は電流分割回路、２０ ，２２
は可変利得増幅器、２４，２６は補正済Ｘ及びＹ軸偏向
信号の出力端子、２８は焦点出力増幅器、３２は補正済
焦点距離信号出力端子を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電磁偏向型陰極線管の歪補正回路において、水平及
   び垂直軸偏向入力電圧を夫々絶対値電圧に変換する１対
   の絶対値増幅器と、上記各絶対値電圧を該電圧に応じて
   変化する絶対値電流に変換する１対の電圧一電流変換回
   路と、上記各絶対値電流及び電子ビームの偏向中心点か
   らフェースプレートの中心点迄の距離に比例する電流の
   夫々２乗の和の平方根に対応する平方根電流を得る平方
   根回路と、上記水平及び垂直軸偏向入力電圧を夫々上記
   平方根電流に反比例する利得で増幅する１対の可変利得
   増幅器とを具え、該１対の可変利得増幅器から補正され
   た水平及び垂直軸偏向電圧を得ることを特徴とする歪補
   正回路。