JPH0244193B2

JPH0244193B2 -

Info

Publication number: JPH0244193B2
Application number: JP57073266A
Authority: JP
Inventors: Hawaado Karumanatsushu Maikeru
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1990-10-03
Also published as: US4476485A; FR2505122B1; GB2098036B; FR2505122A1; GB2098036A; JPS57190483A; DE3215145C2; NL8201778A; DE3215145A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明はビーム・ペネトレーシヨン陰極線管用
の高電圧カラースイツチに係り、一層詳細には、
第１の描出時間中に高電圧変圧器の一次巻線にバ
イアス電流を与える一定電流源を用いたカラース
イツチに係る。

ビーム・ペネトレーシヨン型カラーCRT（陰極
線管）は一般に知られており、画像または文字が
描かれ得る蛍光板を有するデイスプレイ装置であ
る。蛍光板の内面上の１層またはそれ以上の蛍光
体層がたいていの所望の波長の可視光を放出する
ように選択され得る。もし２層の蛍光体が蛍光板
内面に設けられているならば、蛍光体層への電子
ビームのペネトレーシヨンの深さを変えることに
より２つ以上の異なる色を現わすことができる。
CRTの頚部内の陰極により放出された電子ビー
ムは加速陽極の電圧レベルにより主として影響さ
れる速度で蛍光体層に衝突するので、加速陽極に
与えられる電圧レベルの変化は、２層の蛍光体層
により放出される光の割合に相応の変化を生じさ
せる。換言すれば、異なる光を放出する蛍光体を
２層に設けられたペネトレーシヨンCRTでは、
CRTの正面付近に配置された加速陽極に与えら
れる直流電圧レベルの変更により４色までの色を
現わすことができる。

ペネトレーシヨンCRTの使用時に遭遇する著
しい制約は相次ぐ描出時間の間のリセツト時間の
長さに関係するものである。加速陽極の直流電圧
レベルはリセツト時間中に変更されなければなら
ないので、リセツト時間の長さは加速陽極が有す
る静電容量により主として定められる。加速陽極
は比較的大きなサイズを有し、従つて本質的に大
きな静電容量を有するので、描出時間中に著しい
量の電荷を蓄積する。もちろん、コンデンサ特に
高電圧電源にしばしば用いられる大容量コンデン
サが追加されていれば、それにより高電圧回路内
の静電容量が大きくなり、リセツト時間がさらに
長くなる。この電荷が加速陽極の電圧レベルの変
更に伴い増大または減少するので、相次ぐ描出時
間を隔てるリセツト時間は高電圧電源から見た全
静電容量により定まる充電／放電速度に関係す
る。

ビーム・ペネトレーシヨンCRTに用いられる
公知のカラースイツチで見い出される他の制約は
CRT蛍光板に現わされる色の切換順序に関係す
るものである。２層ペネトレーシヨンCRTに３
色または４色の識別可能な色を現わすことは可能
であるけれども、ある高電圧カラースイツチは特
定の順序で作動しなければならない。換言すれ
ば、高電圧カラースイツチは相次ぐ描出時間中に
１つの予め選択された電圧レベルを加速陽極に与
える。すなわち、陽極電圧はたとえば10kVから
14kVへ、14kVから18kVへ、そして最後に18kV
から最初の10kVへ変更される。相次ぐ描出時間
の各々で、電子ビームにより描かれる画像または
文字は加速陽極に印加される電圧レベルに対応す
る色でしか現わされない。もし画像または文字が
特定の描出時間中に１つの色たとえば赤色で現わ
されるべきであれば、その描出時間の完了後に次
回の赤色情報は、高電圧カラースイツチがその予
め選択された電圧レベルを順次に経て再び赤色に
対応する電圧レベルを加速電極に印加する描出時
間まで現わされ得ない。

参照すべき特許として、本願と同一の譲受人に
譲渡された“低コストのスイツチング高電圧電
源”という名称の1975年９月16日付米国特許第
3906333号がある。この特許明細書には、ビー
ム・ペネトレーシヨン型陰極線管に用いられるス
イツチング高電圧電源について記載されている。
この電源では、高電圧の昇圧変圧器の二次巻線が
陰極線管の加速陽極と直列に接続されている。こ
の変圧器の一次巻線は直流電圧レベルを発生させ
るためコンデンサを通じて大地に接続されてい
る。このコンデンサの両端の電圧がベースライン
直流高電圧電源の調節入力端に与えられる。本発
明のカラースイツチング電源はこの特許に記載さ
れているものの改良である。

参照すべき他の特許として、“スイツチ動作の
高電圧電源システム”という名称の1978年５月30
日付米国特許第4092556号がある。この特許明細
書には、ビーム・ペネトレーシヨン型カラー陰極
線管の陽極に与えられる高電圧の高速スイツチン
グのための高電圧電源が記載されている。電圧レ
ベル間の高速移行を行なわせるためのエネルギー
は２つのインダクタ、その一方は上方移行用、他
方は下方移行用、に蓄積されている。陰極線管に
与える電圧を変更したい時には、蓄積インダクタ
のうち適当な１つが制御スイツチを通じて陽極に
接続され、陽極に与えられる電圧を高速で変化さ
せる。電圧は所望の色に対応する所望の上方電圧
に達するまで上昇し、その時点でスイツチがター
ンオフされて、蓄積インダクタの再充電が行なわ
れる。いつたん所定の電圧レベルに達すると、高
電圧電源が追跡作用により陽極その電圧レベルに
保つ。

本発明の目的は、高電圧変圧器の鉄心内の磁束
レベルの飽和を防ぐための磁束リセツト時間をお
く必要ないし非ベースラインカラーにランダムに
切換え得るビーム・ペネトレーシヨン陰極線管用
の高電圧カラースイツチを提供することである。

本発明の特徴は、非ベースラインカラーの描出
時間がランダムに選択され得るビーム・ペネトレ
ーシヨンCRT用カラースイツチが得られること
である。

本発明の他の特徴は、ベースラインカラーの描
出時間中は一定電流駆動回路から高電圧変圧器の
一次巻線にバイアス電流が与えられ、それにより
非ベースラインカラーの描出時間の終了時に変圧
器鉄心内の磁束レベルをリセツトするためのリセ
ツト時間をおく必要をなくしたビーム・ペネトレ
ーシヨンCRT用カラースイツチが得られること
である。

本発明によれば、ビーム・ペネトレーシヨン
CRT用の定電流カラースイツチは、高電圧変圧
器の二次巻線を通じてCRTの加速陽極に接続さ
れた高電圧電源を含んでいる。高電圧電源の電圧
レベルは大部分の時間にわたり情報を現わす色
（これを一次カラーまたはベースラインカラーと
呼ぶ）たとえば緑色を生ずのに必要な電圧レベル
に設定されている。好ましい実施例では、これは
18kVの陽極電圧に相当する。この緑色は、最高
の陽極電圧で描かれ最良の輝度および分離能を有
するので、典型的に一次カラーとして選定されて
いる。高電圧変圧器は一次巻線を有し、それに与
えられる電圧を変更することにより、陽極に与え
られる高電圧レベルを必要な範囲たとえば18kV
から10kVまでの範囲で変更することができる。
一次巻線の一端は低電圧電源たとえば5Vに接続
されている。定電流駆動回路もこの低電圧電源に
より付勢されている。一次巻線の他端はスイツチ
に接続されていおり、その切換位置に応じて定電
流駆動回路もしくはカラービツト・プロセツサか
らの信号が一次巻線に与えられ得る。CRTが一
次カラーを現わすべき時には、スイツチが電流駆
動回路を変圧器の一次巻線に接続するので、一定
バイアス電流が変圧器の一次巻線に与えられ、そ
れにより変圧器鉄心は飽和の直前まで磁化され
る。二次カラーまたは非ベースラインカラー描出
時間を形成するためには、スイツチが切換えられ
て、電圧駆動回路を変圧器の一次巻線に接続す
る。それにより一次巻線に与えられる電圧は二次
巻線に誘起電圧を生じ、それが高電圧電源からの
電圧に重畳して、CRTの陽極電圧を二次カラー
描出時間に適した電圧レベルに変更する。二次カ
ラー描出時間では変圧器の磁束レベルは一次カラ
ー描出時間中の磁束レベルに対して一方向に駆動
される。従つて、定電流駆動回路が一次カラー描
出時間中に磁束レベルを一方の極限値まで駆動
し、二次カラー描出時間中に磁束のフル・ダイナ
ミツクレンジの利用を可能にする。それにより変
圧器の寸法を最小ですますことができる。変圧器
の磁束は一次カラー描出時間中にリセツトされ
る。

本発明によるビーム・ペネトレーシヨンCRT
用高電圧カラースイツチの上記および他の目的、
特徴および利点は以下にその好ましい実施例を図
面により説明するなかで一層明らかになろう。

先ず第１図を参照すると、本発明によりビー
ム・ペネトレーシヨンCRT用定電流カラースイ
ツチの一実施例が示されている。周知の形式の高
電圧電源１０が設けられており、その直流出力電
圧はビーム・ペネトレーシヨンCRT１２に所定
のベースラインカラー（後で一層詳細に説明す
る）を現わすように選定されている。CRT１２
は電子ビームにより像を描かれる蛍光板１４を含
んでいる、蛍光板１４の内面には典型的に少くと
も２層の蛍光板の層が設けられており、各層は電
子ビームによる刺激に応答して異なる波長または
色の光を放出する。本発明の説明のため、蛍光板
１４の内面に１層の緑色蛍光体層（蛍光板に最も
近い層）および１層の赤色蛍光体層が設けられて
いるものと仮定する。もちろん、２層よりも多い
蛍光体層も用いられ得る。周知のように、CRT
１２は高電圧を与えられる陽極１６を含んでお
り、この高電圧が管頚部に配置されている陰極
（図示せず）により放出された電子のビームを
CRT１２の正面に配置されている蛍光板１４に
向けて加速させる。陽極１６は高導電率材料によ
り形成され、CRT１２の正面付近でCRT１２の
周縁に配置されている。サイズが大きいため、陽
極１６は比較的大きな静電容量を有し、図示を簡
単にするため第１図中にコンデンサとして示され
ている。

本発明によれば、高電圧電源１０の出力は導線
１８により変圧器２２の二次巻線２０の一方の側
に接続されている。二次巻線２０の他方の側は導
線２４によりダンピング抵抗２６を通じてビーム
ペネトレーシヨンCRT（陰極線管）１２の陽極１
６に接続されている。上記の回路は蛍光板１４に
向けて電子ビームを加速するのに適した電圧レベ
ルたとえば10kVないし18kVの範囲で作動する高
電圧回路である。

本発明では、大部分の時間にわたり蛍光板上に
現わされる色が“一次カラー”または“ベースラ
インカラー”と呼ばれており、これは高電圧電源
１０から陽極１６へ最高の電圧レベルすなわち
18kVを与えることにより得られる。この最高電
圧レベルに対応する色すなわち緑色は最大のコン
トラストおよび分解能を有する。二次カラーまた
は非ベースラインカラーは比較的短い継続時間、
たとえば16msに全周期（表示更新周期）のうち
の2ms、の描出時間中に蛍光板１４上に現わされ
る色であり、ベースラインカラー以外の色、典型
的にはベースラインカラーと対照的な色である。
たとえば、ベースラインカラーすなわち緑色で描
かれる情報よりも観察者の注意をひく必要のある
情報が赤色で描かれ得る。この実施例では、二次
カラー描出時間は表示更新周期中の短い時間とし
てランダムに選択され得る。二次カラーは二次カ
ラー描出時間中に予め選択された電圧範囲内で陽
極１６に与える電圧レベルを変更することにより
得られる。たとえば本実施例では、変圧器２２を
介して高電圧電源からの電圧18kVから8kVまた
はそれ以下の電圧を差引いて、10kVないし18kV
の電圧を陽極１６に与えること、すなわち陽極電
圧を10kVないし18kVに変更することにより色の
切換が行われる。

変圧器２２は一次巻線３０をも有し、一次巻線
３０対二次巻線２０の巻数比は周知のように必要
な電圧スイングの特性に合わされている。たとえ
ば巻数比が１：320であれば、一次巻線３０の両
端における電圧が25V変化すれば、二次巻線２０
の両端における電圧は8kV変化することになる。
この電圧スイングの上端が18kVのベースライン
電圧に一致していれば、導線２４上に生ずる電圧
スイングは18kVから10kVまでである。続いて第
１図を参照すると、一次巻線３０の一端は導線３
２により、低電圧電源（図示せず）から比較的低
い電圧たとえば5Vを与えられている端子３４に
接続されている。一次巻線３０の他端は導線３６
によりスイツチ３８に接続されている。スイツチ
３８は２つの位置を有し、その一方はベースライ
ンカラー・モード用（位置Ｂ）であり、また他方
は二次カラー・モード用（位置Ａ）である。電流
駆動回路４０が設けられており、これはスイツチ
３８が“Ｂ”位置にある状態で導線３９上に一定
電流を保つ定電流源として作用する。ベースライ
ンカラー・モードでは、電流駆動回路４０が変圧
器２２に接続されているので、一定バイアス電流
が連続的に一次巻線３０を通つて一方向に流され
る。二次カラー・モードでは、最初にカラー情報
がカラービツト・プロセツサ４４により受入れら
れる。カラー・プロセツサ４４はその出力導線４
５上に、選択された二次カラーに対応するパルス
波形を与え、それが電圧駆動回路４６により増幅
される。スイツチ３８がその“Ａ”位置では導線
４７により電圧駆動回路４６の出力端に接続され
ているので、増幅された波形は変圧器一次巻線３
０に与えられ、それによりCRT１２の蛍光板上
に現わされる色が変更される。

次に第２図を参照すると、変圧器２２の典型的
な磁化曲線が示されている。先に述べたように、
本発明による定電流カラースイツチの１つの特徴
は、ベースラインカラーが蛍光板上に現わされて
いる時、一次巻線３０に定電流が保たれているこ
とである。この電流は、二次カラー描出時間にで
きるかぎり大きなダイナミツクレンジを得るよう
に、磁束レベルをその最大リセツト位置に駆動す
る。周知のように、もし磁束レベルがH₁を越え
て（H₁の右方に）またはH₂を越えて（H₂の左方
に）駆動されると、変圧器は飽和領域内まで駆動
され、二次出力電圧が垂下する。磁束密度Ｂは変
圧器鉄心の材料および寸法にも巻線の巻回数にも
関係し、さらに一次巻線３０に与えられる電圧パ
ルスの振幅および継続時間にも関係する。換言す
れば、変圧器の磁束を増すためには、変圧器の寸
法または巻回数を増す必要がある。巻回数を増す
と変圧器の動的応答が遅くなり、二次カラーへの
以降に要する時間が長くなるので、変圧器の寸法
を最小ですますため全ダイナミツクレンジを利用
することが特に望ましい。本発明では、一次巻線
３０に与えられる定電流が磁束レベルをその飽和
点のすぐ下（符号５０を付されている点）まで駆
動する。

また、本発明の１つの特徴として、陽極に与え
られる高電圧レベルを動的に追跡する集束（フオ
ーカス）電圧を形成するための手段が設けられて
いる。好ましい実施例では、この手段は高電圧電
源１０の出力端に接続された第１のポテンシオメ
ータ６０を含んでいる。この出力端は陽極電圧を
供給するのに用いられる出力端とは別の出力端で
あり、陽極電圧よりも低い直流電圧レベルを有す
る。第１のポテンシオメータ６０は変圧器２２に
追加されている巻線６２を通じて第２のポテンシ
オメータ６４に接続されている。ポテンシオメー
タ６４は、電子銃（図示せず）の正面付近に配置
されている集束電極６６に与えられる電圧を動的
に調節するのに用いられる。典型的に、集束電極
に与えられる集束電圧レベルは陽極１６に与えら
れる電圧の一定百分率のレベルである。この集束
システムの特長は最少の追加部品しか必要としな
いこと、すなわち２個のポテンシオメータ６０，
６４と変圧器２２の追加巻線しか必要としないこ
とである。第１のポテンシオメータ６０は直流ベ
ースライン電圧レベルを調節し、他方第２のポテ
ンシオメータ６４は集束電極６６に与えられるレ
ベルに動的出力を調節する。

次に、第１図および第２図と共に第３図を参照
して、本発明による定電流カラースイツチの作動
の仕方を説明する。時点t₀以前では、スイツチ３
８が“Ｂ”位置にあり、高電圧電源１０が18kV
の電圧レベルをCRT１２の陽極１６に与えるの
で、情報は一次またはベースラインカラーすなわ
ち緑色でCRT１２上に描かれる。時点t₀で、カ
ラービツト・プロセツサ４４が到来するカラー情
報に応答して陽極１６上の電圧レベルを二次カラ
ーすなわち赤色での描出に適した電圧レベルに移
行させるので、情報はこの二次カラー描出時間中
は二次カラーで蛍光板１４上に描かれ得る。カラ
ー、プロセツサ４４により導線４３上に与えられ
る制御パルスがスイツチ３８をその“Ｂ”位置か
ら“Ａ”位置へ移動させる。同時に、カラー・プ
ロセツサ４４から導線４５を経て駆動回路４６の
入力端にパルス（第３図ａ）が与えられる。この
パルスは駆動回路４６により増幅されて（第３図
ｂ）、変圧器２２の二次側に高電圧電源１０の極
性と反対の極性で8kVの電圧スイングを生ずるよ
うな出力波形を形成する。こうして陽極１６上の
電圧レベル（第３図ｄ）はt₀〜t₁の時間中は10kV
レベルに駆動されるので、この時間中に蛍光板１
４に描かれる情報は二次カラーすなわち赤色で現
わされる。

二次カラー描出時間の終了時点t₁で、スイツチ
３８は元の“Ａ”位置に切換えられ、本発明のカ
ラースイツチはベースラインカラーすなわち緑色
で情報を現わすべき段階に入る。しかし、変圧器
２２の磁化電流（第３図ｃ）は二次カラー描出時
間中にそのダイナミツクレンジの他端に向かう方
向に駆動されている。そこで定電流駆動回路４０
が磁化電流を時点t₀以前における一定レベルまた
はそのダイナミツクレンジの一端に向けて回復さ
せる。この磁気リセツト電流はリセツト時間中に
先の28Vよりも低い電圧たとえば5Vにより駆動
されるので、時点t₁から時点t₂まで陽極１６上の
電圧レベルの変化は小さい。この電圧レベルの小
さな増大は、第３図からわかるように、一次カラ
ー描出時間中の陽極１６上のベースラインカラー
電圧レベル約18kVから約1kVの増大であるから、
観察者により実際上認められない程度である。最
後に、時点t₂までに一次巻線の磁化電流はそのダ
イナミツクレンジの一端まで完全に回復し終り、
その後電流駆動回路４０が一次巻線３０に一定バ
イアス電流を供給する。期待されるように、一次
巻線３０を通る電流がもはや変化しないので、二
次巻線２０にもはや電圧が誘起されず、陽極１６
に与えられる電圧は高電圧電源１０の出力すなわ
ち18kVに復帰する。

本発明をその好ましい実施例について図示し説
明してきたが、本発明の範囲内でその形態および
細部に種々の変更がなされ得ることは当業者によ
り理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるビーム・ペネトレーシヨ
ンCRT用の定電流カラースイツチをブロツク形
式で示す図である。第２図は第１図の実施例中の
高電圧変圧器の磁化曲線を示す図である。第３図
は第１図の実施例中の種々の点における波形を示
す図である。１０……高電圧電源、１２……ビーム・ペネト
レーシヨン陰極線管（CRT）、１４……蛍光板、
１６……加速陽極、２０……二次巻線、２２……
変圧器、４０……電流駆動回路、４４……カラー
プロセツサ、４６……電圧駆動回路、６０，６４
……ポテンシオメータ、６２……追加巻線、６６
……集束電極。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の描出時間ではベースラインカラーを現
わし、また第２の描出時間では少くとも１つの非
ベースラインカラーを現わすビーム・ペネトレー
シヨン陰極線管用の高電圧カラースイツチに於
て、前記第１描出時間中に前記陰極線管に与えられ
た時にベースラインカラーを現わすように選択さ
れた高電圧レベルの出力を有する高電圧電源手段
と、前記高電圧電源手段の出力端と前記陰極線管と
の間に接続された変圧器手段と、前記第１描出時間中に前記変圧器手段にバイア
ス電流を与える電流駆動回路手段と、前記第２描出時間中に非ベースラインカラーを
現わすように前記陰極線管に与える電圧レベルを
変更するため前記変圧器手段に適当なスイングを
有する電圧波形を与える電圧駆動回路手段と、前記第１描出時間中は前記電流駆動回路手段
を、また前記第２描出時間中は前記電圧駆動回路
手段をそれぞれ前記変圧器手段に接続するスイツ
チ手段とを含んでおり、前記第１描出時間中は前記変圧器手段の鉄心内
の磁束レベルをそのダイナミツクレンジの一端に
駆動するバイアス電流が前記電流駆動回路手段か
ら前記変圧器手段に与えられ、また前記第２描出
時間中は非ベースラインカラーを現わすのに必要
な電圧波形が前記電圧駆動回路手段から前記変圧
器手段に与えられることを特徴とするビーム・ペ
ネトレーシヨン陰極線管用高電圧カラースイツ
チ。