JPH05284380A - 偏向システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ビデオ信号に適応して作動し、高・低解像度
の双方での鮮鋭度を改善するビーム走査速度変調回路を
提供する。 【構成】 偏向システムはビデオ信号のルミナンス成分
用の可変利得増幅器３２を含む。第１の微分器３４が増
幅されたルミナンス成分を微分する。出力増幅器３６が
微分ルミナンス成分に応答して補助水平偏向ヨーク２０
を付勢することにより電子ビームのビーム走査速度を変
調する。第２微分器３８が微分ルミナンス成分を微分
し、積分器４０がこの２回微分ルミナンス成分を積分し
て利得制御信号を出力する。可変利得増幅器３２はその
利得が利得制御信号に応じて変化する。この利得はルミ
ナンス成分の周波数内容と逆方向に変化する。第２微分
器３８と積分器４０は、可変利得に関係なく偏向信号が
ルミナンス成分の１次微分に対応するように、ルミナン
ス成分のレベル遷移に対し充分な時定数を持つ帰還ルー
プを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はテレビジョン等の陰極
線管用のビーム走査速度変調に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】ビーム走査速度変調（以下、ＢＳＶＭ）
は、画像の水平解像度を改善するために、カラーテレビ
ジョンセット、例えば、大スクリーンテレビジョンセッ
ト及び／または微妙な表示特性や高解像度を持つテレビ
ジョンセットに用いることができる。図１は従来の基本
的なＢＳＶＭ回路を用いた偏向回路１０のブロック図で
ある。回路１０はＲＧＢデコーダ１２、ビデオ増幅器１
４及び映像管１６を含む主ルミナンス処理信号路を有す
る。映像管１６は主偏向ヨーク１８と補助偏向ヨーク２
０とを備えている。ビーム走査速度変調（ＢＳＶＭ）は
微分器２２と増幅器２４とによって行われる。ルミナン
ス信号は微分されて、映像管１６のネック上に主ヨーク
１８の下に設けられている補助ヨーク２０に供給され
る。水平偏向磁界が補助ヨーク中の電流によって変調さ
れ、これによって、走査速度が変調される。ルミナンス
信号について、黒から白への遷移とそれに続く白から黒
への遷移を図２（ａ）に示す。図２（ｂ）に示した補助
ヨーク電流は黒から白への遷移の前縁の初めの部分で増
大し、黒から白への遷移の前縁の後の部分では減少して
いる。白から黒への遷移の時は、これに対応する、但
し、負の補助ヨーク電流が流れる。補助ヨーク電流によ
る偏向及び走査速度への影響がそれぞれ図２（ｃ）及び
（ｄ）に示されている。走査速度が増加するとスクリー
ン上の明るさが低下し、走査速度が低下すると明るさが
増大する。従って、図２（ｅ）に示すように、画像の明
るさの分布に急速な変化が生じて、遷移がより鮮鋭とな
る。図２（ｅ）において、実線はＢＳＶＭを施した明る
さを示し、点線はＢＳＶＭを施さなかった場合の明るさ
を示す。ＢＳＶＭの利点はビーム電流を増加させること
なく画像の輪郭を強調できることにある。

【０００３】このような単純なシステムの欠点は、高解
像度のテスト画像やテキストの場合にしか、鮮鋭度の改
善が知覚できないことで、これは、より高い周波数を強
調する微分器のためである。高解像度の画像の増強は行
われるが、特に改善が必要な通常あるいは低解像度の画
像は増強されない。

【０００４】

【発明の概要】低解像度の画像の改善は補正信号の振幅
を増大させることによって行うことができる。しかし、
高精細度画像を処理する場合には、補正が過剰となっ
て、目に見えるアーティファクト（不所望成分）が発生
する。この発明の一態様によれば、この問題は遅い遷移
を持つ画像のみに対して、大きな偏向補正振幅を採用す
ることにより解決される。この発明の一態様によるＢＳ
ＶＭ（ビーム走査速度変調）回路は、従来のＢＳＶＭ回
路で用いられていたような固定利得の増幅器にかえて、
ルミナンス信号の周波数内容により制御される可変利得
の増幅器を備えている。ここに開示する新しいＢＳＶＭ
回路の効果は、ルミナンス信号の高周波数分の減少に伴
ってＢＳＶＭ回路の利得を増加させ、高解像度の画像及
び低解像度の画像の双方の鮮鋭度を改善することであ
る。従って、このＢＳＶＭはビデオ信号適応型であり、
特に、ビデオ信号のルミナンス成分の周波数内容に適応
するものである。この新しいＢＳＶＭ回路の動作が図３
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されている。

【０００５】ＢＳＶＭ信号処理信号路中に第１の微分器
が設けられており、これがルミナンスの遷移から狭いパ
ルスを発生する。これらのパルスは増幅されて走査速度
変調のために補助ヨークに供給される。制御回路中の第
２の微分器が単一極性のパルスから双極性のパルスを発
生する。従って、単一極性パルスの極性には関係なく、
積分器に供給する負のパルスが常に得られる。可変利得
段を制御するために、動作範囲内の制御電圧が積分器に
よって生成される。可変利得段の利得は、制御電圧が負
になればなるほど、小さくなる。

【０００６】利得制御電圧はルミナンス信号の２次導関
数の負のピーク振幅に比例する。利得は、ルミナンス信
号中に高周波数、例えば、急峻な遷移やマルチバースト
が現われると瞬時に減少する。ルミナンス信号の高周波
数分が、例えば、テストパタンから低解像度の番組に変
わることなどによって減少すると、積分器からの信号の
振幅が減少する。利得制御電圧は、新たなより高いレベ
ルで安定するまで増大する。この回路は、遷移を伴わな
い大きな画像領域中での雑音の強調が生じないようにす
るために、利得の過剰な変化がおきないようにしてい
る。

【０００７】

【推奨実施例の説明】この発明によるビーム走査速度変
調が図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に線図によって示さ
れている。図３（ａ）には、それぞれ最大振幅は同じ高
周波数分と低周波数分に相当する、高解像度ビデオ及び
低解像度ビデオに対するルミナンス信号が示されてい
る。図３（ａ）の信号を微分した結果を図３（ｂ）に示
す。高解像度のビデオはルミナンス信号中の高周波数情
報の割合が高いということであり、これを図３（ｂ）
に、「高高周波数含有」と示してある。また、低解像度
のビデオはルミナンス信号中の高周波数情報の割合が低
いということであり、これを図３（ｂ）で「低高周波数
含有」と示す。この発明の構成によれば、ＢＳＶＭ回路
の利得は図３（ｃ）に示すように、ルミナンス信号中の
高周波数含有量が減少すると増加し、その結果、高解像
度の画像及び低解像度の画像の両方の鮮鋭度が改善され
る。

【０００８】この発明の構成によるＢＳＶＭ回路３０の
ブロック図を図４に示す。このＢＳＶＭ回路３０は、従
来のＢＳＶＭ回路で用いられている固定利得増幅器の代
りに、制御回路を備えた可変利得増幅器段を用いてい
る。制御回路は第２の微分器３８と積分器４０を有して
いる。

【０００９】ＢＳＶＭ信号処理路中の微分器３４はルミ
ナンス遷移Ｖ１とＶ２から狭いパルスＶ３を生成する。
パルスＶ３は出力段３６によって増幅され、走査速度変
調のために補助ヨーク２０に加えられる。キャパシタＣ
１と抵抗Ｒ１により構成される第２の微分器３８は単一
極性のパルスＶ３から両方の極性のパルスＶ４を生成す
る。パルスＶ３の極性のいかんを問わず、ダイオードＤ
１とキャパシタＣ２により構成される積分器４０に供給
される負のパルスが常に得られる。ダイオードＤ１は電
圧Ｖ＋によって導通状態にバイアスされており、その結
果、抵抗Ｒ２に非常に小さな電流が流れるようにされて
いる。こうすることにより、ダイオードＤ１の導通閾値
が低下して、積分器４０は小さな振幅の信号Ｖ４に対し
てもより敏感に応答するようになる。約−１．６〜０Ｖ
の範囲の直流電圧Ｖ５が積分器４０によって生成され
て、可変利得増幅器段３２を制御する。増幅器段３２の
利得は制御電圧が負になればなるほど減少する。

【００１０】利得制御電圧Ｖ５はルミナンス信号の２次
導関数の負のピーク振幅に比例する。利得は、ルミナン
ス信号中に高周波数、例えば、急峻な遷移とかマルチバ
ーストが現われると、それに伴って実質的に瞬時に減少
する。ルミナンス信号の高周波数含有量が、例えば、テ
ストパタンから低解像度の番組に変わったことなどによ
り低下すると、信号Ｖ４の振幅が減少する。再び図３
（ａ）と（ｂ）を参照すると、高解像度のビデオに関す
るルミナンス信号は、低解像度ビデオのルミナンス信号
の場合よりも、速くかつ急峻な立上り及び立下りを持っ
ている。従って、微分信号Ｖ３のパルスは低解像度ビデ
オの場合よりも高解像度ビデオの場合のほうが大きい振
幅を持つことになる。従って、第２の微分器３８により
生成される双両性のパルスＶ４は、低解像度ビデオの場
合よりも高解像度ビデオの場合の方が、正負両ピーク振
幅とも大きくなる。このようにして、ビデオ信号が高解
像度ビデオから低解像度ビデオに変わると、信号Ｖ４の
振幅は減少する。キャパシタＣ２は負のピークがない場
合には抵抗Ｒ２を通してゆっくりと（１Ｖ／秒程度の速
度で）放電し、制御電圧Ｖ５が上昇し、利得は信号Ｖ４
がキャパシタＣ２を再充電するに充分な大きさになるま
で上昇する。その後利得制御電圧は新たなより高いレベ
ルで安定する。長い制御ループ時定数（０．５秒程度）
により、各フィールド中の過剰な利得変動が防止され、
遷移のない大きな画像領域中で雑音が増強されることが
ないようにされる。

【００１１】画像歪みを生じさせる過剰な補正（３２イ
ンチスクリーン上で±１ｍｍを超えるもの）を防止する
ために、ＢＳＶＭ信号増幅率には上限がある。ＢＳＶＭ
の場合、画像の歪みは黒または白の画像細部の幅の変化
として現われる。

【００１２】図５は周波数の関数としての可変利得増幅
器の定常状態の利得を示す。帰還ループの時定数はビデ
オ遷移の持続時間に比して大きい（１フィールド期間よ
り長い）。従って、利得の変化はビデオの遷移に比して
非常に遅い。従って、ヨーク電流波形は、制御された利
得とは関係なく、ルミナンスの１次導関数に常に対応す
る。このことは、適切なＢＳＶＭ動作にとって必要なこ
とである。

【００１３】図７はこの発明の一態様によるＢＳＶＭ回
路の概略図で、このＢＳＶＭ回路は１００Ｈｚのフィー
ルド周波数の動作に適応させたものである。５０Ｈｚカ
ラーテレビジョンシャーシで使用する場合に必要な回路
変更が、必要な部分にカッコで示してある。また、この
発明の動作の理解に必要でない素子についても、その値
を示してある。入力信号はビデオ増幅器チエーン中の適
当な点、例えば、ビデオプロセッサ集積回路の入力で得
られるルミナンス信号である。この信号はクロミナンス
成分を全く含まないものでなければならない。

【００１４】可変利得出力を有する増幅器３２はトラン
ジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３を含んでいる。トランジスタＱ
１は入力バッファとして働くエミッタホロワである。ト
ランジスタＱ２はトランジスタＱ３に関係するＡＣ利得
を制御するための可変抵抗Ｒ_DS（ドレン−ソース）とし
て用いられている。トランジスタＱ３は一定の利得を持
っている。これに代えて、可変利得トランジスタの構成
を用いてもよいし、また、集積回路として組込んだ可変
利得増幅器を用いてもよい。可変利得出力を有する増幅
器の別の回路構成は図８を参照して説明する。

【００１５】１．２Ｖ直流電圧源が抵抗Ｒ１２とＲ１３
によって設定される。トランジスタＱ２のソース及びト
ランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ１１によってこの１．
２Ｖ直流レベルに保持されている。制御電圧Ｖ５がこの
同じ１．２Ｖの直流電源に重畳される。即ち、制御電圧
Ｖ５は１．２Ｖの直流レベルからキャパシタＣ２の両端
間の電圧を差引いたものに等しい。キャパシタＣ２の両
端間の電圧はダイオードＤ１によって整流される信号Ｖ
４の負電圧部分に依存する。制御電圧Ｖ５はＮチャンネ
ル接合型ＦＥＴＱ２のゲートに供給される。ルミナンス
信号の高周波数分が増加すると（例えば、高解像度ビデ
オの場合）、信号Ｖ４の負のピーク振幅が大きくなり、
キャパシタＣ２の両端間電圧が上昇し、その結果、制御
電圧Ｖ５が減少する。これによって、トランジスタＱ２
の導通度が低下し、信号Ｖ１を減衰させて、ＢＳＶＭを
低下させる。逆に、ルミナンス信号の高周波数含有量が
減少すると（例えば、低解像度ビデオの場合）、信号Ｖ
４の負のピーク振幅が小さくなり、キャパシタＣ２の両
端間の電圧が小さくなって、制御電圧Ｖ５が増大する。
これによって、トランジスタＱ２の導通度が増大して、
信号Ｖ１の減衰を小さくし、ＢＳＶＭが増大する。図４
に示した制御電圧の範囲に従えば、キャパシタＣ２の両
端間の電圧は１．２Ｖから２．８Ｖまで変化する。ダイ
オードＤ１の感度を上げるための図４の実施例中のＶ＋
電圧は図７の実施例においては、抵抗Ｒ１４とＲ１５に
よって与えられる。これらの抵抗はトランジスタＱ１の
ベースに対する直流バイアスレベルの設定も行う。

【００１６】微分器はトランジスタＱ４、Ｑ５、キャパ
シタＣ３及び抵抗Ｒ４で形成されている。トランジスタ
Ｑ６とＱ７は出力段を駆動する相補型エミッタホロワで
ある。この出力段はトランジスタＱ８とＱ９で構成され
た帰還Ｃ級プッシュープル増幅器である。帰還信号は抵
抗Ｒ８の両端子間に現われる。この帰還はこの段の遅延
を小さくするために必要である。Ｃ級動作モードはその
小信号閾値によって自動的に雑音及び低レベル信号のコ
アリングを行う。入力電圧Ｖ３の関数としてのヨーク電
流で表わされる出力段の利得は約５０ｍＡ／Ｖである。

【００１７】ＢＳＶＭ回路の入力信号にはテレテキスト
・デコーダからの出力信号は含まれていない。従って、
この回路はテレテキスト動作中は不作動状態とされねば
ならない。これはトランジスタＱ１２により構成された
スイッチにより行われる。

【００１８】可変利得出力を有する増幅器の別の実施例
が図８に示されている。トランジスタＱ１０は可変利得
増幅器である。トランジスタＱ１０のベースの直流バイ
アスは抵抗Ｒ１６とＲ１７によって決まる。トランジス
タＱ１０の交流利得はエミッタ負荷によって決まる。エ
ミッタ負荷の範囲は抵抗Ｒ１９により固定され、キャパ
シタＣ５によって非常に高い周波数で整形される。接合
型ＦＥＴＱ１１がキャパシタＣ６によってトランジスタ
Ｑ１０のエミッタに、抵抗Ｒ１９とキャパシタＣ５と並
列に結合されている。トランジスタＱ１１は可変抵抗と
して働き、トランジスタＱ１０のエミッタ負荷を積分器
４０により生成される信号Ｖ５に応答して変化させる。
積分器４０は第２の微分器３８に応答し、微分器３８は
ルミナンス信号の１次導関数（ｄＹ／ｄｔ）に応答す
る。可変増幅されたルミナンス信号Ｖ２は第１の微分回
路（図示せず）に入力として供給される。

【００１９】図６は補助ヨーク２０を示す。ヨーク２０
はマイラー箔にプリントした矩形コイルからなる。この
箔は、図１に示すように、主ヨークの下、電子銃構体の
前部の管のネックに巻つけられる。この補助ヨークは、
２７ＫＶ、７０ｃｍスクリーンの場合、次の仕様であ
る。 導体幅： ０．１３ｍｍ 導体間間隔： ０．１３ｍｍ 印刷回路材料： ０．０９ｍｍのマイラー 銅層： ３５μｍ 巻回数： 各側７回 インダクタンス： ５．６μＨ 抵抗： ２．５Ω 感度： スクリーン中心で３．３ｍｍ／Ａ、水平軸の端
部で６ｍｍ／Ａ

【００２０】高インダクタンスのヨークは高い感度（ｍ
ｍ／Ａ）を持ち、従って、必要な駆動電流は小さくてよ
い。ヨークと寄生容量によって形成される共振回路の共
振周波数は、コイルのインダクタンスが増えると低下す
る。この共振周波数は、正しいＢＳＶＭ動作を確実にす
るためには、少くともビデオ帯域幅より高くなければな
らない。従って、インダクタンスの値は、これら２つの
相反する要件の間の妥協点をとる。

【００２１】補助ヨーク信号は、映像管陰極におけるビ
デオ信号±３０ナノ秒の範囲内で一致する必要がある。
分離点から陰極までのビデオ信号の遅延は１００Ｈｚの
フィールド周波数の受像機では約６０ナノ秒となる。こ
こに提案したＢＳＶＭ回路の遅延は約７５ナノ秒であ
る。

【００２２】高周波数雑音、例えば、１０ＭＨｚ以上の
雑音が、微分器があるために、ＢＳＶＭ信号中で強調さ
れてしまう。補助ヨークは、コレクタによって駆動さ
れ、周波数の上昇に伴って抵抗分が増大するので、この
雑音は低い周波数の帯域で放射を生じる。しかし、これ
は高周波数電流をヨークと並列に接続したキャパシタＣ
４（図７）によってバイパスすることによって防止でき
る。１０ＭＨｚ以上の周波数しかバイパスしないように
すれば、ビデオ信号の帯域幅は１０ＭＨｚしかないの
で、正しいＢＳＶＭが維持される。しかし、キャパシタ
Ｃ４、ヨーク及び寄生容量は約９ＭＨｚの共振周波数を
持った並列共振回路を形成する。そこで、共振電流を防
止するために、ヨークに並列に減衰抵抗Ｒ９が接続され
ている。この共振電流はそのまゝにしておくと、画像中
の過渡現象の後にリンギングを生じさせてしまうような
ものである。

【００２３】ヨークへの供給用配線が主たる放射源とな
る。従って、放射を小さくするためには供給用配線は短
くする必要がある。このことは、少くとも、回路の出力
段は、ビデオ増幅器と共にソケット印刷回路板（ＰＣ
Ｂ）上、あるいは、映像管のネック上の適当な場所に配
置する必要があることを意味する。補助ヨークそのもの
からの放射については、主ヨークによって充分に遮蔽さ
れているので、あまり問題にはならない。

【００２４】低レベル信号処理回路の消費電力は約０．
５Ｗ、即ち、例えば、１２Ｖで約５０ｍＡである。

【００２５】バイアス回路網の２５０ｍＷを除けば、出
力段は静的な電力消費はない。これは、零入力電流のな
いプッシュープル動作のためである。従って、この電力
消費は画像の内容に応じて相当変化する。通常のテレビ
ジョン番組では、総合消費電力は約０．５Ｗで、スクリ
ーン全面がマルチバーストあるいは雑音という最悪の場
合は約１Ｗになる。抵抗Ｒ１０が出力段の最大可能電力
消費を約２Ｗに制限して、トランジスタＱ８とＱ９を保
護するようにしている。

【００２６】ＢＳＶＭ回路の利得がビデオ信号によって
決まるようにすることにより、テストパタンの解像度の
みならず、高周波数信号成分の少い画像の解像度も改善
することができる。また、コアリング動作によって、雑
音やリンギングによって表示画像が劣化することが防止
される。以上説明した回路は、回路変更を行うことな
く、既存の受像機設計に簡単に組込むことができ、いか
なる整合調整も不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の基本的なＢＳＶＭ回路を用いた偏向回路
のブロック図である。

【図２】図１に示す回路の動作説明用の波形図である。

【図３】周波数依存利得のＢＳＶＭに対する影響を説明
するための波形図である。

【図４】この発明によるＢＳＶＭ回路のブロック図であ
る。

【図５】図４に示す回路の周波数に対する増幅器利得の
関係を説明するための図である。

【図６】ＢＳＶＭ用の補助ヨークを示す図である。

【図７】この発明によるＢＳＶＭ回路の概略回路図であ
る。

【図８】図７に示すようなＢＳＶＭ回路で使用される可
変利得出力を有する増幅器の別の例を示す概略回路図で
ある。

【符号の説明】

２０ 電子ビーム偏向手段 ３２ 偏向信号変調手段 ３４ 偏向信号発生手段 ３８、４０ 帰還回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ信号中のある成分の導関数を表わ
   す偏向信号を発生する手段と、上記偏向信号の導関数に
   応じてこの偏向信号を振幅変調する手段と、この振幅変
   調された偏向信号に応じて電子ビームを偏向する手段と
   を含む、偏向システム。
2. 【請求項２】 ビデオ信号の成分の１次導関数に応答し
   て電子ビームのビーム走査速度を変調するための偏向信
   号を発生する手段と、上記ビデオ信号の上記成分の変化
   率を示す補正信号を発生する帰還回路と、上記補正信号
   に応答して上記成分を可変増幅する利得調整手段とを含
   み、 上記帰還回路は、上記利得調整手段の利得には関係な
   く、上記偏向信号が上記成分の上記１次導関数と対応す
   るように、上記成分のレベル遷移に対して充分に大きな
   時定数を持つものである、偏向システム。