JPH0583028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、映像管等の画像表示装置のバイア
スを自動制御するための装置を備えたビデオ信号
処理・表示装置に関するものである。

〔発明の背景〕

テレビジヨン受像機やビデオモニタのようなビ
デオ信号処理・表示装置には、しばしば、その画
像表示用映像管の各電子銃に対する適正な黒電流
レベルを自動設定するための自動映像管バイアス
（AKB）制御装置が使用されている。このAKB
制御装置の働きにより、映像管の表示画像の色や
グレースケールのトラツキング特性が、経年変化
や温度変化等の諸原因による映像管バイアスの所
望レベルからの偏移につて望ましくない影響を受
けることが防止される。自動映像管バイアス装置
としては種々の型のものが公知であり、例えば、
米国特許第4263622号や同第4277798号に記載があ
る。

映像管ビーム電流は各電子銃を流れる陰極電流
の和にほぼ等しい。自動映像管バイアス装置は典
型的には、映像管に小さな黒レベルを表わす電流
が流れる画像消去期間中に動作する。この黒レベ
ルを表わす電流が自動映像管バイアス装置によつ
て検出されて、検出された黒電流レベルと所要の
黒電流レベルとの差を表わす制御信号が生成さ
れ、この制御信号が上記のレベルの差を小さくす
る方向にビデオ信号処理回路に加えられる。

テレビジヨン受像機やビデオモニタを最初付勢
する時、映像管の陰極は冷えており、従つて、全
然電流が流れないか、流れても非常に僅かであ
る。装置を最初にターンオンして何秒かたつた
後、映像管電子銃は通常の動作温度まで温まる。
これに要する時間は映像管ごとに異るが、典型的
には約10乃至15秒程度で、この後は電子銃は急速
に導通状態になる。家庭用テレビジヨン受像機置
の自動映像管バイアス制御装置では、映像管のウ
オームアツプ期間の完了後、正しい映像管バイア
スを設定できるまでには通常約２〜５秒かかる。

低周波バイアスノイズの影響を大幅に低減する
必要のあるビデオ装置では、自動映像管バイアス
制御装置は典型的には、長い蓄積時定数を呈す
る。低周波バイアスノイズの影響は、自動映像管
バイアス装置制御ループ中に現われる低周波の電
気的ノイズによつて陰極におけるビデオ信号黒レ
ベルが不規則に変動するという形で現われる。こ
のような低周波バイアスノイズは表示画像中の暗
い画像領域中に微かなフラツタとして目に見え
る。従つて、特別用途用ビデオモニタの自動映像
管バイアス制御装置の蓄積時定数は通常、一般消
費者用テレビジヨン受像機における典型的なもの
に比して非常に長い。いずれの場合にも、自動映
像管バイアス装置の蓄時定数は、通常、ある１つ
の映像管電子銃のバイアス状態を表わすサンプル
された情報を蓄積しておく蓄積キヤパシタを含む
RC回路の値が関係している。

自動映像管バイアス装置の全体としての時定数
は蓄積キヤパシタとそれに付随する充電用抵抗の
値、サンプリングの速度及びサンプリング期間の
時間を含む諸因子の関数である。例えば、ビデオ
モニタでは、全時定数はしばしば約６秒程度であ
るのに対し、多くの消費者用テレビジヨン受像機
置の典型的な自動映像管バイアス制御装置の時定
数は、少くともその10分の１以下である。しか
し、長い蓄積時定数を持つたビデオモニタのよう
なビデオ処理装置を最初にターンオンした瞬間か
ら、映像管の所望の黒電流状態に対応する陰極バ
イアス電圧から1Vの範囲内に陰極バイアス電圧
をもつてくるまでに自動映像管バイアス装置が要
する時間は20〜30秒にもなることがわかつた。こ
のような遅れは望ましいものではないし、さら
に、適正な映像管バイアスが設定される前のこの
期間中、表示画像は色ずれが生じ、その色は、自
動映像管バイアス装置の働きによつて映像管バイ
アスが次第に調整されて正しい値になるにつれて
変化する。

〔発明の概要〕

この発明は、供給される画像を表すビデオ信号
に応答して画像を表示するための映像管を具え
た、新規なビデオ信号処理装置を提供するもので
ある。このビデオ信号処理装置は、以下、理解の
容易化のために、後で詳述する実施例の各要素に
付けた参照番号を付して示すように、このビデオ
信号処理装置５０，５２，５５ａ〜５５ｃ，７０
に動作電圧を供給する手段７４と、上記の映像管
６０に結合されていて、映像管６０のバイアスの
変化に応動できる応答時間を有し、映像管が所望
のバイアス状態を維持するようにこの映像管のバ
イアスを自動的に制御するバイアス制御回路６
２，６４と、上記のバイアス制御回路６２，６４
に結合されていて、上記の信号処理装置に対して
動作電圧を供給したことに応答して、この動作電
圧供給後の初期期間中は上記バイアス制御回路６
２，６４の上記応答時間を短縮して、その回路が
最初に上記した所望の映像管バイアス状態を達成
するに必要とする時間を減少させる初期化回路２
５〜４０，７０と、で構成されており、更に、こ
の初期化回路は、スイツチ２５とタイミング回路
７０とを有するものである。このスイツチ２５
は、上記のバイアス制御回路６２，６４に結合さ
れていて、制御信号に応じてバイアス制御回路の
上記応答時間を変化させる働きをし、また、タイ
ミング回路７０は、上記のビデオ信号処理装置に
動作電圧が供給されることに応じて、上記初期期
間中、上記の制御信号を発生して上記バイアス制
御回路６２，６４の上記応答時間を、上記の初期
期間中は短くするようにする作用を行なう。

この発明の一実施例においては、バイアス制御
回路の蓄積手段は、ビデオ信号処理装置が、動作
電圧の供給を受けた直後の初期状態で適正なバイ
アス状態を達成するに要する時間を短縮するよう
な値に設定される。

この発明の別の実施例では、バイアス制御回路
の蓄積時定数は、ビデオ信号処理装置が初めに動
作電圧の供給を受けた後、所定の時間に亘つて小
さくされて、処理装置が初期期間に適正なバイア
スとなるまでの時間が短縮される。

〔実施例の説明〕

第１図において、映像管のバイアス状態を表わ
す信号BSが信号源１０から供給される。信号BS
の振幅が、所望の黒電流バイアスレベルに対して
映像管バイアスが高すぎるか、低すぎるか、ある
いは適正かを表わす。信号BSとしては、米国特
許第4263622号や同第4277798号に記載され、以
下、第３図を参照して説明するような、映像管バ
イアス制御期間中に生成される、局部的に発生さ
れる正のパルスに相当するものでよい。

反転化比較増幅器１５は、直列結合抵抗１６と
１８及びサンプリングタイミング信号S₁に応動す
るサンプリングスイツチ２０とを通して、その反
転力（−）にバイアス状態信号BSを受ける。増
幅器１５の非反転入力（＋）には正の基準電圧＋
VRが与えられている。増幅器１５は帰還キヤパ
シタ１９及び入力結合抵１６と１８で、能動積分
回路を構成している。積分回路の蓄積時定数は抵
抗１６と１８及びキヤパシタ１９の値によつて決
まる。抵抗１６の両端間に通常は非導通（開放）
の電子スイツチ２５が結合されており、後述する
ように、タイミング信号S₃に応動する。

非反転入力が抵抗３１を介して増幅器１５の出
力部において蓄積キヤパシタ１９に結合され、反
転入力が抵抗３２を介して、ポテンシヨメータ３
５を備えたプリセツト電位源に結合されている比
較増幅器３０を含むプリセツト回路が設けられて
いる。ポテンシヨメータ３５は製造工程中に予め
セツトされる。電子スイツチ３８がタイミング信
号S₂に応答して、増幅器３０の出力を比較増幅器
１５に対する入力信号結合路に結合する。抵抗３
２、帰還抵抗３９及び帰還キヤパシタ４０が、増
幅器３０、電子スイツチ３８、電子スイツチ２０
及び増幅器１５を含むプリセツト回路帰還ループ
の安定化を助ける。

第１図の回路の動作を、タイミング信号S₁，S₂
及びS₃を示す第２図を参照して説明する。

第２図に示すように、サンプリングタイミング
信号S₁とプリセツトタイミング信号Ｓ２の各々
は、ビデオ信号処理装置が初めに付勢された時点
T₀から正常の自動映像管バイアス（AKB）サン
プリングが行われる時点T₁までの映像管ウオー
ムアツプ期間に対応する数秒間の正のパルス成分
を持つている。スイツチ２０と３８は、ウオーム
アツプ期間中、タイミング信号Ｓ１とＳ２の正パ
ルス成分に応動して導通し（即ち、閉じ）、この
時、増幅器１５からの出力バイアス制御信号BC
大きさがポテンシヨメータ３５からのプリセツト
電圧と比較増幅器３０で比較される。増幅器３０
からの出力電圧は蓄積キヤパシタ１９を、出力バ
イアス制御電圧BCがポテンシヨメータ３５の摺
動子から取出されたプリセツト電圧に実質的に等
しくなるような値までプリチヤージ（充電）す
る。即ち、スイツチ３８と２０とを介して増幅器
１５の反転入力に加えられたプリセツト電圧は基
準電圧VRと比較されて、キヤパシタ１９は、増
幅器１５の入力電圧差が帰還作用によつて小さく
されるような値までプリチヤージされる。これに
より、映像管ウオームアツプ期間中、即ち、映像
管が感知し得るようなビーム電流を流す前に、正
規の適正映像管バイアスの条件が整う。出力バイ
アス制御信号BCの大きさ蓄積キヤパシタ１９の
両端間電圧の大きさに関係する。抵抗２６を介し
てビデオ信号処理回路に結合される出力制御信号
BCが、例えば、映像管に付随する映像管駆動段
などを通して映像管のバイアス制御に用いられ、
所望の黒レベルバイアスに近い映像管陰極バイア
ス状態を作り出す。

通常の自動映像管バイアスサンプリング動作は
時間T₁の後から始まり、その間、サンプリング
信号S₁は垂直フイールド周波数で繰返し発生する
周期的な正のサンプリングパルスを呈する。これ
らのサンプリングパルスは約２水平線期間にわた
り、スイツチ２０を周期的に導通させて、入力バ
イアス状態信号BSの大きさがサンプルされる。
出力バイアス制御信号BCの大きさはサンプルさ
れた信号の大きさに関係しており、増幅器１５の
反転入力に加えられる入力信号BSの大きさが基
準電圧VRに実質的に等しくなつて、適正バイア
ス状態になつたことを示すまで、映像管バイアス
を変化させる。スイツチ３８はウオームアツプ期
間の終了した時間T₁の後、信号Ｓ２に応答して
非導通状態に留まる。

回路素子３０，３５及び３８を含むプリセツト
回路の動作の結果、映像管バイアス状態は、蓄積
キヤパシタ１９がその通常状態における予測動作
値の近くまで既に充電されているために、映像管
が感知し得るような電流を流すようになる前に、
通常の予測適正バイアス状態に近い状態なつてい
る。映像管が一度充分にウオームアツプされ、時
間T₁で通常導通特性を呈するようになると、常
の自動映像管バイアス制御動作が開始され、実際
の映像管動作条に基づく適正な映像管バイアスが
数秒間で達成される。

自動映像管バイアス装置の初期の応答時間は電
子スイツチ２５によつて変えられる。スイツチ２
５はタイミング信号Ｓ３に応答して、自動映像管
バイアス装置の蓄積時定数を、装置の最初の付勢
後、ある短い時間の間、小さくする。スイツチ２
５は映像管ウオームアツプ期間終了後、時間T₁
とT₂の間で約１秒間導通し、これによつて、（キ
ヤパシタ１９用充電インピーダンスとして作用す
る）入力結合抵抗１６を短絡して自動映像管バイ
アス装置の蓄積時定数を小さくする。時定数が小
さくなることにより、映像管ウオームアツプ期間
後の最初の適正な映像管バイアスを達成するため
に必要な時間が短縮される。スイツチ２５はこの
後、非導通状態に帰り、自動映像管バイアス装置
は雑音抑制を良好に行うために必要な長い時定数
を呈するようになる。時定数の変更は蓄積キヤパ
シタ１９の値を切換えることによつても行うこと
ができる。

このように、素子３５，３０及び３８を含むプ
リセツト装置と時定数スイツチ２５の両方が自動
映像管バイアス装置の初期応答時間の増大に寄与
する。これらは上述したように、同時に使用して
もよいし、別々に用いてもよい。

初期の映像管ウオームアツプ期間が過ぎると、
画面がすぐに現われるが、低周波バイアスノイズ
を抑制するために長い蓄積時定数を通常動作時に
呈するようにされた自動映像管バイアス装置にお
いても多少の黒レベルバイアス誤差を伴うことが
あるが、これは、数秒で補正される。また、予想
バイアス値に非常に近い初期自動映像管バイアス
値が与えられるので、画像の色ひずみも、うまく
防止できる。ここに示した構成は、蓄積キヤパシ
タが第１図示のものと異り一方の端子がアースさ
れている分路構成に接続されるような型式を含む
種々の型式の自動映像管バイアス（AKB）装置
に使用できる。

第３図は、第１図に示す構成を含む自動映像管
バイアス制御方式を備えたテレビジヨン受像機あ
るいはビデオモニタのようなカラービデオ信号処
理装置の一部を示す。

ビデオ信号処理回路５０は合成ビデオ信号の分
離されたルミナンス成分(Y)とクロミナンス成分(C)
をルミナンス−クロミナンス信号プロセツサ５２
に供給する。プロセツサ５２はルミナンス利得制
御回路、クロミナンス利得制御回路、直流レベル
設定回路、ｒ−ｙ，ｇ−ｙ及びｂ−ｙ色差信号を
発生するカラー復調器、及び色差信号を処理済み
のルミナンス信号と組合わせて低レベルのカラー
画像表示出力信号ｒ，ｇ及びｂを生成するマトリ
クス増幅器を含んでいる。信号ｒ，ｇ及びｂは、
後述するように同様の構成で同様の動作を行うビ
デオ出力プロセツサ５５ａ，５５ｂ及び５５ｃの
それぞれに含まれている赤、緑及び青映像管駆動
段で増幅される。プロセツサ５５ａ，５５ｂ及び
５５ｃは高レベルの増幅されたカラー画像信号
Ｒ，Ｇ及びＢをカラー映像管６０のそれぞれの陰
極強度制御電極５８ａ，５８ｂ及び５８ｃに供給
する。図示の例においては、映像管６０として、
自己集中インライン電子銃型映像管が用いられて
おり、陰極５８ａ，５８ｂ及び５８ｃを備えた映
像管電子銃のそれぞれに対して共通に付勢される
制御グリツド電極５７が設けられている。

ビデオ出力信号プロセツサ５５ａについて図示
されているように、各ビデオ出力信号プロセツサ
は映像管６０の対応する陰極の所望黒レベルバイ
アスを維持するための自動映像管バイアス
（AKB）制御回路を含んでいる。自動映像管バイ
アス回路は検出回路６２と、更に、第１図で説明
した蓄キヤパシタ１９を有するサンプリング回路
を備えてなるバイアス制御信号プロセツサ６４と
を備えている。好ましくは、検出回路６２は高入
力インピーダンスを呈し、画像消去期間に流れる
映像管陰極黒レベル電流を表わすバイアス状態出
力信号BSを発生する。この回路６２はさらに、
この信号BSに対する基準レベル、即ち、黒レベ
ル電流を表わす信号がバイアス制御プロセツサ６
４中の回路によつて測定される時の基準となるレ
ベルを設定するためのクランプ回路のような回路
を含まさせてもよい。回路６２は、米国特許第
4263622号や同第4277798号に記載されているよう
な、クランプ回路が後段に設けられている、陰極
信号路に結合された抵抗分圧器を検出回路として
用いている。

映像管陰極黒レベル電流を表わす信号は、第１
図に示したサンプリング回路を含む回路６４中の
回路によつて処理され、出力バイアス制御信号、
即ち、第１図について説明したバイアス制御信号
BCとして映像管駆動増幅器６５に供給される。
バイアス制御信号は、例えば、米国特許第
4263622号に記載されているような方法によつて、
映像管駆動段６５のバイアス制御入力に加えられ
て、所望の陰極黒電流レベルを維持するように映
像管陰極バイアスを制御する。

回路５０，５２，５５ａ〜５５ｃ及びタイミン
グ発生器７０を含むビデオ信号処理装置は、視聴
者操作電源スイツチ７６がオンされて交流電源７
５から装置動作電源７４が電力供給を受けて発生
する複数の装置動作電圧（＋V₁〜＋V_N）に応答
して付勢される。電源７４からの動作電圧には、
映像管６０用の動作電圧（例えば、フイラメント
加熱電圧、陽極高電圧等）や、受像機の信号処理
回路用電源電圧が含まれる。

自動映像管バイアス装置に付随しているタイミ
ング信号源７０は、受像機の偏向回路から取出さ
れる水平線同期周波数信号(H)と垂直フイールド同
期周波数信号(V)とに応答し、周期的自動映像管バ
イアス制御期間中に自動映像管バイアス機能を制
御する周期的タイミング画像VB，VG、及びＳ
１，Ｓ２，Ｓ３を発生する。タイミング信号源７
０は、例えば電源電圧V₁が、信号源７０に付属
して設けれた「パワーアツプ」電圧レベル検出器
によつて検出された所定レベルに達した時、電源
７４からの電圧V₁に応答して動作可能状態にさ
れる。タイミング信号源７０としては、入力同期
信号Ｈ及びＶに応答してタイミング信号を発生す
るカウンタ、シフトレジスタ、論理ゲート等のデ
ジタル回路を備えたものを使用してもよい。時間
T₀とT₁の間に生じる信号Ｓ１とＳ２の正パルス
成分と、時間T₂とT₃の間で生じる信号Ｓ３の正
のパルス成分とは、時間T₀において装置が付勢
された時、これに応答するワンシヨツト単安定マ
ルチバイブレータを用いて発生させることができ
る。各自動映像管バイアス期間は、各垂直帰線消
去期間中の各ビデオ信号垂直リトレース期間の直
後に始まり、例えば、米国特許第4263622号や同
第4277798号に記載されているように、垂直帰線
消去期間中で、ビデオ信号画像情報が存在しない
数水平線期間にたる。

タイミング画像VBは垂直リトレース期間の終
了の少し後に発生し、自動映像管バイアス制御の
検出・サンプリング期間中在存する。この信号は
ルミナンス−クロミナンスプロセツサ５２の入力
帰線消去制御端子に加えられ、プロセツサ５２の
ｒ，ｇ，ｂ出力が黒ビデオ信号情報に対応する直
流基準電圧を呈するようにする。これは、プロセ
ツサ５２の利得制御回路を通して、信号VBに応
答してプロセツサ５２の信号利得を実質的に零ま
で減少させ、また、プロセツサ５２の直流レベル
制御回路を修正してプロセツサ５２の出力に黒を
表わす基準電圧を発生させることによつて行われ
る。

第２図に示すように、タイミング信号Ｓ１の各
フイールド周波数サンプリングパルス成分垂直リ
トレース期間が終つてすぐ後に自動映像管バイア
ス制御期間中に発生し、プロセツサ６４中のサン
プリング回路を作動させて、映像管の黒電流の大
きさを表わす出力バイアス制御信号を発生させ
る。正のグリツド駆動パルスであるタイミング信
号VGは自動映像管バイアス制御期間の所定部分
（例えば、垂直帰線消去期間中の２水平線期間）
中に生成され、映像管６０の制御グリツド５７に
供給される。

各自動映像管バイアス期間中、正のパルスVG
はグリツド５７を順バイアスし、陰極５８ａとグ
リツド５７からなる電子銃の導通を増大させる。
グリツドパルスVGに応答して、同じ位相の正の
電流パルスがグリツドパルス期間中陰極５８ａに
現われる。陰極出力電流パルス振幅は、陰極黒電
流導通レベル（典型的には数μA）に比例する。
誘起された陰極出力パルスは回路６２によつて検
出されて、プロセツサ６４によつてサンプルされ
て適当な結合回路を介して映像管駆動段６５に加
えられるバイアス状態表示信号BSが生成される。
第１図において、比較増幅器１５の反転入力に表
われる誘起された陰極出力パルスが、正しい黒レ
ベルバイアス状態に対応する基準電圧VRに実質
的に等しい時には、キヤパシタ１９に蓄積されて
いる電圧は変わらず、映像管駆動段６５と陰極５
８ａのバイアスも同じく変わらない。陰極パルス
が正しいレベルからずれると、増幅器１５の入力
に信号差が現われ、キヤパシタ１９の両端間電圧
及び対応するバイアス制御信号BCの大きさが、
駆動段６５のバイアスが正しい陰極バイアス状態
を作るような方に変わるような向きに変化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動映像管バイアス制御装置に設け
たこの発明の原理による回路を示す図、第２図
は、第１図の回路の動作に関連するタイミング波
形図、第３図は、この発明による装置を備えてな
る自動映像管バイアス制御装置を有するカラービ
デオ信号処理装置の一部を示す図である。 １０……映像管バイアス表示信号源、１５，１
６，１８，１９……能動積分回路（反転比較増幅
器、入力結合抵抗（２個）、帰還キヤパシタ）、２
０……サンプリングスイツチ、２５……スイツ
チ、BC……出力バイアス制御信号、２６……出
力バイアス制御信号結合抵抗、２５〜４０，７０
……初期化回路（スイツチ、比較増幅器、入抵
抗、反転入力抵抗、ポテンシヨメータ、比較増幅
器、帰還抵抗、帰還キヤパシタ、およびタイミン
グ回路）、６０……映像管、６２，６４……バイ
アス制御回路（検出回路、バイアス制御プロセツ
サ）、７０……タイミング回路（タイミング発生
器）、５０，５２，５５ａ〜５５ｃ，７０……ビ
デオ信号処理装置（ビデオ信号処理回路、ルミナ
ンス−クロミナンス信号プロセツサ、ビデオ出力
信号プロセツサ（個、およびタイミング発生器）、
７４……動作電圧供給手段（動作電源）、Ｓ３…
…制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給される画像を表すビデオ信号に応答して
   画像を表示するための映像管を含むビデオ信号処
   理装置であつて： 上記ビデオ信号処理装置に動作電圧を供給する
   手段と； 上記の映像管に結合されており、この映像管が
   所望のバイアス状態を維持するようにこの映像管
   のバイアスを自動的に制御するバイアス制御回路
   であつて、上記映像管のバイアスの変化に応動す
   る応答時間を有するバイアス制御回路と； 上記バイアス制御回路に結合されており、上記
   信号処理装置に対する上記動作電圧の供給に応答
   して、上記信号処理装置に対して上記動作電圧が
   供給された後の初期期間中は上記バイアス制御回
   路の上記応答時間を短縮して、上記バイアス制御
   回路が最初に上記所望のバイアス状態を達成する
   に要する時間を減少させる初期化回路と； を具備して成り、 い上記初期化回路が； 上記バイアス制御回路に結合されており、制御
   信号に応答して上記バイアス制御回路の上記応答
   時間を変更するスイツチと； 上記ビデオ信号処理装置に対する上記動作電圧
   の供給に応答して、上記初期期間の間上記制御信
   号を発生して上記バイアス制御回路の上記応答時
   間が上記初期期間中短縮されるようにするタイミ
   ング回路と；を有して成る、ビデオ信号処理装
   置。