JPH0244194B2

JPH0244194B2 -

Info

Publication number: JPH0244194B2
Application number: JP57073267A
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: NL8201779A; GB2098037B; US4468691A; FR2505118A1; DE3215144A1; JPS57190484A; GB2098037A; FR2505118B1; DE3215144C2

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間用
の高電圧カラースイツチに係り、一層詳細には、
テレビジヨン（TV）ラスター走査の帰線時間中
にラスター走査中とは異なる色を現わすのに適し
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
ムは加速陽極に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、電圧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陽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、TVラスター走査の垂直帰線
時間をラスクー走査中とは異なる色、二次カラー
または非ベースラインカラー、での描出時間とし
て利用するにに適した小形で低コストのビーム・
ペネトレーシヨンCRT用高電圧カラースイツチ
を提供することである。

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特徴は、TVラスター
走査の全帰線時間が駆動回路に接続されている電
源の低電圧部であり、それにより低電圧電源によ
り消費されるエネルギーの大きさが減ぜられるこ
とである。

本発明の他の特徴は、TVラスター垂直帰線時
間中に駆動回路に直流電力を与える常時電圧レベ
ルがTVラスター走査中は遮断またはターンオフ
され、従つて電力消費の小さい低電圧源を使用す
ることができ、それにより電力が節減されること
である。

本発明によるカラースイツチの特徴は、変圧器
の一次巻線の両端に接続された直線増幅器が変圧
器一次巻線に与えられた色指定波形を検出するこ
とである。この波形を積分して得られた直流電圧
レベルが駆動回路にバイアス電圧として与えら
れ、その波形に伴う直流電圧レベルの変化を補償
する。換言すれば、色指定波形の直流電圧レベル
がフイードバツクループで検出され、その波形に
伴う直流電圧レベルが零に駆動される。これは
TVラスター走査中にCRTの陽極に与えられる電
位にわずかな直流オフセツトを惹起する。しか
し、TVラスター走査時間は帰線時間よりも著し
く長いので、このオフセツトはTVラスター走査
中にTVスクリーン上でほとんど認められない。

本発明によれば、ビーム・ペネトレーシヨン
CRT用高電圧カラースイツチは変圧器二次巻線
を通じてCRTの陽極に接続された高電圧電源を
含んでいる。変圧器の一次巻線は駆動回路の出力
端に接続されており、それから電流を与えられ
る。駆動回路を付勢する低電圧電源の電圧スイツ
チにより、TVラスター走査中は低いほうの電圧
に、またTVラスター走査の帰線時間中は高いほ
うの電圧に切換えられる。変圧器一次巻線の両端
に接続されたフイードバツクループは、一次巻線
に与えられた波形に伴う直流誤差を検出する。こ
のフイードバツク信号は高利得直流誤差増幅器に
与えられ、増幅後に駆動回路のバイアス電圧を調
節するのに用いられる。

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、本発明によるビー
ム・ペネトレーシヨンCRT用カラースイツチの
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。周知のように、CRT
１２は高電圧を与えられる陽極１４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１６に
向けて加速させる。蛍光板１６の内面には典型的
に少なくとも２層の蛍光体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１６の内面に１層の緑色蛍光体層
（緑はベースラインカラー）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が、種々
の色の光を放出する蛍光体が用いられ得ることは
理解されよう。加えて、約４色よりも多種の色が
蛍光板１６上に現わされるべき場合には、２層よ
りも多い蛍光体層が用いられる得る。陽極１４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１４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２０の二次巻線９の一方の側に
接続されている。二次巻線１９の他方の側の導線
２１によりダンピング抵抗２２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
４に接続されている。上記の回路は陽極１４を駆
動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、情報がラスター走査中に現わされる
色がベースラインカラーであり、これが大部分の
時間にわたりCRT１２により現わされる。ベー
スラインカラーは緑色であり、本実施例では、陽
極１４に18kVを与えることにより得られる。二
次カラーはそれにより短い時間にわたりCRT１
２により現わされる色であり、陽極１４に与えら
れる電圧レベルを18kV（緑色）から10kV（赤色）、
14kV（オレンジ色）もしくは16kV（横色）に変更
することにより得られる。

変圧器２０は一次巻線２６をも有し、一次巻線
２６対二次巻線１９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２６の両
端における電圧が25V変化すれば、二次巻線１９
の両端における電圧は8kV変化することになる。
もし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２１上に生ずる
電圧スイングは18kVから１０kVまでである。本
実施例では、一次巻線２６の一端は導線２８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２９に接続さ
れている。一次巻線２６の他端は導線３０により
駆動回路３２たとえば高電流利得を有する演算増
幅器の出力端に接続されている。駆動回路３２は
低電圧電源により正電位端子３４を通じて付勢さ
れる。この端子３４は導線３６によりスイツチ３
８の一端に接続されており、その他端が導線４０
により駆動回路３２に接続されている。スイツチ
３８は導線４２を経てその制御端子に与えられる
制御信号により閉じられる。

本発明の１つの特徴は、一次巻線２６に与えら
れた波形の直流電圧レベルを検出し、変圧器２０
の飽和を避けるため駆動回動３２からの波形を調
節するフイードバツク経路を含んでいることであ
る。このフイードバツク経路はそれぞれ一次巻線
２６の両端の導線２８および３０に接続された導
線４４および４６を含んでいる。導線４４および
４６に接続された低域通過フイルタ４８は一次巻
線２６の両端の電圧波形を積分し、その平均値に
相当する直流電圧レベルの出力を生ずる。低域通
過フイルタの出力端は導線４７および４９により
増幅器５２の入力端に接続されており、その出力
端は導線５４により駆動回路３２の一方の入力端
に接続されている。こうして、一次巻線２６から
の直流信号の不一致は誤差増幅器５２で増幅され
た後、駆動回路３２に与えられ、その出力波形の
直流電圧レベルを相応に変更する。

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２０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１４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２０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２図を参照して、本発明によるカラース
イツチの作動の仕方を説明する。先に簡単に述べ
たように、本発明のカラースイツチはTVラスタ
ー走査の垂直帰線時間中に二次カラーでの描出時
間を形成するのに適している。本発明によれば、
帰線時間中に陽極１４への電圧レベルをリセツト
する必要なしに、ほぼ全帰線時間、約1ms、を二
次カラーでの描出時間として利用することができ
る。換言すれば、本発明によれば、TVラスター
走査中にCRTの蛍光板上に現わされるベースラ
インカラーに認め得るほどの影響を与えることな
く、TVラスター走査の帰線時間中に行われる二
次カラー描出の時間をできるかぎり長くすること
ができる。

本発明の他の特徴は、駆動回路３２への電圧レ
ベルの変更により電力が節減されることである。
これは、ラスター走査中は低電圧電源の低電圧部
分から駆動回路３２を付勢し、ラスター走査の帰
線時間中は常時電圧レベルによる付勢に切換え
て、二次カラー描出に必要な大きさの電圧波形を
陽極１４に与えることにより達成される。

第２図を参照すると、オーバオールのTVラス
ター走査時間はt₀〜t₄の時間であり、典型的には
約16msである。その帰線時間はt₀〜t₃の時間であ
り、約1msである。各TVラスター走査大部分を
占める時間t₃〜t₄の間は、最高の陽極電圧18kVに
おいて最大の分解能および輝度が得られるベース
ラインカラーすなわち緑色が現わされる。時点t₀
で１つまたはそれ以上の二次カラーの描出時間
が、スイツチ３８を閉じてフルの25V直流電圧
（第２図ｅ）による駆動回路３２の付勢を可能に
する制御パルス（第２図ｄ）により開始される。
同時に時点t₀で、あらわされるべき所望の色に対
応する階段状電圧波形（第２図ｂ）が導線５１を
経て駆動回路３２の入力端に与えられる。図示さ
れている波形では、陽極１４に与えられる電圧レ
ベルは赤色描出時間t₀〜t₁、オレンジ色描出時間
t₁〜t₂および黄色描出時間t₂〜t₃を設定する電圧
レベルに順次切換えられ、各描出時間中は情報が
それぞれの二次カラーでCRT１２の蛍光板上に
描かれる。この二次カラー描出時間中に一次巻線
２６６の磁化電流（第２図ｃ）は急速に変更さ
れ、時点t₃までに変圧器２０の鉄心内に著しい量
の磁気エネルギーを蓄積する。

本発明の特徴は、低電圧電源の高電圧部分が
TVラスター走査中は遮断されるので、エネルギ
ーが節減されることである。このラスター走査中
は低電圧電源の低電圧部分が駆動回路３２に接続
される。駆動回路がTVラスター走査中に供給す
る電流は同じ大きさであるが、低電圧電源の低電
圧部分により付勢されているので、電力の消費は
すくなくてすむ。

本発明をその好ましい実施例について図示して
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……加速陽
極、１６……蛍光板、１９……二次巻線、２０…
…変圧器、２６……一次巻線、３２……駆動回
路、３８……スイツチ、４８……低域通過フイル
タ、５０……カラープロセツサ、５２……演算増
幅器、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常時たとえばTVラスター走査中はベースラ
インカラーを現わすが、所定の時間たとえばTV
ラスター走査の帰線時間を通じて非ベースライン
カラーを現わすように切換可能なビーム・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、前記陰極線管に与えられた時に所定のベースラ
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と、高いほうの電圧部分および低いほうの電圧部分
を有する低電圧電源を含んでおり、非ベースライ
ンカラー描出時間中に与えられる入力波形を増幅
する駆動回路手段と、各非ベースラインカラー描出時間の後に前記低
電圧電源の前記高電圧部分を切離すスイツチ手段
とを含んでおり、前記スイツチ手段による各非ベースラインカラ
ー描出時間後の前記低電圧電源の前記高電圧部分
の切離しにより、前記変圧器の磁化電流が次回非
ベースラインカラー描出時間の開始までの全中間
時間にわたりリセツトされ得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。