JPS5824290A - ビ−ム・ペネトレ−シヨン陰極線管用高電圧カラ−スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビーム・ペネトレーション陰極線管用の高電圧
カラースイッチに係り、一層詳細には、表示情報の色を
変更するためビーム・ペネトレーション陰極ｉ＊＊の陽
極に与える電圧を所定の範囲内で変更し得るように複数
個の高速スイッチにより相互に接続される複数個の電圧
発生ブロックを含むカラースイッチに係る。

ビーム・ペネトレーション型カラーＣＲＴ　（１極線管
）は一般に知られており、画像又は文字が描かれ得る螢
光板を有するディスプレ゛イｉｕｔである。螢光板の内
面上の１１１又はそれ以上の螢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
層の蛍光体が螢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ョンの深さを変える
ことによリ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ョンＣＲ
Ｔ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。

ペネトレーションＣＲＴの使用時に遭遇する著しい制約
は相次ぐ描出時間の闇のリセッ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ット時間
中に変更されなければならないので、リセット時間の長
さは加速陽極が有する静電容量により主として定やられ
る。加速陽極は比較的大きなサイズを有し、従って本質
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。勿論、コンデンサ特に高電圧電源
にしばしば用いられる大官■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
、リセッ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又は減少するので、相次
ぐ描出時間を隔でるリセット時間は高電圧電源から見た
全静電容壷により定−を邊充電／放電速度に関係する。

ビーム・ペネトレーションＣＲＴに用いられる公知のカ
ラースイッチで見い出される他の制約はＣＲＴ螢光板に
現わされる色の切換順序に関係するものである。２層ペ
ネトレーションＣＲＴに３色又は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
イッチは特定の順序で作動しなければならない。換言す
れば、高電圧カラースイッ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。

即ち、陽極電圧は例えば１０ｋＶから１４ｋＶへ、１４
ｋｖから１８ｋｖへ、ソｔ、、ｒ最後ｋ１．１８ｋＶ　
　　　　　１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又は
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。もし画像又は文字が特定の描出時間
中に１つの色例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
スイッ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“低コストのスイッチング高電圧電源パという名称の
１９７５年９月１６日付米国特許第３．９０６．３３３
号がある。この特許明細−には、ビーム・ペネトレーシ
ョン型陰極線管に用いられるスイッ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。

５一 本発明のカラースイッ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＾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４．０９２．５５６＠がある。この特許明細書に
は、ビーム・ペネトレーショ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ッ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＾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つが制御スイッ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、その時点でスイッ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。一旦所定の電圧レベル
に達すると、高電圧電源が追跡作用により陽極をその電
圧レベルに保つ。

６一 本発明の目的は、ビーム・ペネトレーションＣＲＴの陽
極に与える切換可能な高電圧を生ずるように高速ソリッ
ドステート・スイッチにより相互接続される複数個の電
圧発生ブロックを含むビーム・ペネトレーションＣＲＴ
用カラースイッチを提供することである。

本発明の多ブロツク高速カラースイッチによれば、ビー
ム・ペネトレーションＣＲＴの陽極に与えられる電圧は
、各ブロック内の高速ソリッドステート・スイッチを選
択的に開閉するだけで、所定の範囲に亙りステップ状に
迅速に切換えられ得る。

本発明によるビーム・ペネトレーションＣＲＴ用多ブロ
ック高速カラースイッチの特徴は、表示色を変更するた
めＣＲＴの陽極に与える電圧の変更が各ブロック内の特
定のスイッチの閉路により所定の範囲に亙って迅速に行
なわれ得ることである。ソリッドステート・スイッチは
比較的低い電圧で作動し且２つの位置即ち開位置及び閉
位置しか有していないので、整定時間が非常に短くてす
み、従って非常に高い速度及び精度が得られる。

本発明の有利な実施Ｓ＊では、各ブロックは４つの高速
ソリッドスイッチを有し、そのうち２つを選択して閉じ
ることにより相互接続の切換が行なわれる。また、各ブ
ロック内の直流電圧源は比較的低い電圧例えば６０　’
ＯＶの出力を有し、且電位的に浮動しているので、各１
０ツク内のスイッチは比較的低い電圧で作動し、高い耐
電圧性を必要としない。

本発明の上記及び他の目的、特徴及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中で一層明らかに
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
レーションＣＲＴ用多ブロック・カラースイッチの一実
施例が示されている。

先に簡単に述べたように、ビーム会ペネトレーションＣ
ＲＴ（陰極線管）１０は直流高電圧を与えられる陽極１
２（コンデンサとして図示）を含　　　　　１んでいる
。ＣＲＴｌｏは螢光板１４を含んでおり、その上に情報
が電子ビームにより可視的に描かれ得る。螢光板１４の
内面には鋳型的に少なくとも２Ｉｌ！の蛍光体の暖が設
けられており、合一は電子ビームによる刺部に応答して
興なる波長又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層の緑色蛍光体層及び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１４上に
現わされるべき場合には、２層よりも多い蛍洸体■が用
いられ得る。電子のビームはＣＲＴＩＯの頚部付近に配
置されている陰極（図示せず）により放出される。個々
の電子は陰極と陽極１２との藺の電圧差の影響下に蛍光
板１４に向けて加速される。周知のように、蛍光体層へ
の個々の電子のペネトレーション深さ、従ってまた蛍光
板１４上に表示される色は陰極と陽極１２との闇の電圧
差の関数である。陽極１２は高導電率材料により形成さ
れており、電子ビームに影響を与えるためＣＲＴｌｏの
正面付近でその周縁に配置されている。勿論、それ以外
にもＣＲＴｌｏの９− 作動に不可欠な回路例えば偏向回路が電子ビームに影響
を与えるためＣＲＴＩＯの周縁に配置されているが、そ
れらは本発明に直接関係がないのでここには示されてい
ない。

本発明の多ブロック・カラースイッチは互いに直列に接
続されている複数個のブロック２０を含んでいる。各ブ
ロック２０は直流電圧源２２を含んでおり、その直流電
圧出力は直列に接続されている他のブロックの直流電圧
出力に同極性で加えられるように、若しくは逆極性で加
えられるよう、に、若しくは同極性でも逆極性でも加え
られないように切換えられ得る。

第１図に加えて第２図を参照して、１つのブロック２０
について説明する。各ブロックは、興なる電位で“浮動
パシていることを除けば、同一の作動をするので、１つ
のブロックについて説明すれば十分である。一対のソリ
ッドステート・スイッチ２６及び２８が設けられており
、各スイッチの一方の側は導線２４を経てブロックの入
力端に接続されている。また、他の一対のソリッドステ
１０− −ト・スイッチ３２及び３４が設けられており、各スイ
ッチの一方の側は導線３ｏを経てブロックの出力端に接
続されている。スイッチ２６及びスイッチ３２の他方の
側は導線３６を経て直流電圧源２２の正出力端子に接続
されており、またスイッチ２８及び３４の他方の側は導
線３８を経て直流電圧源２２の負出力端子に接続されて
いる。第２図中に示されているように、任意の１０ツク
内で２つのスイッチを選択して閉じることにより、その
ブロック内の直流電圧源２２が所望の関係で他のブロッ
ク内の直流電圧源２２に接続され得る。

例えば、任意のブロック内のスイッチ２′８及び３２を
閉じれば、そのブロック内の直流電圧源２２の直流電圧
ｖＡ　　が他のブロック内の直流電圧源の直流電圧に同
極性で加えられる。また、任意のブロック内のスイッチ
２６及び３４を閉じれば、そのブロック内の直流電圧源
２２の直流電圧ｖＡ　が他のブロック内の直流電圧源の
直流電圧に逆極性で加えられる。他方、任意のブロック
内のスイッチか２８及び３４若しくはスイッチ２６及び
３２を閉じれば、導線２４と導線３０との闇がこれらの
スイッチにより短絡され、そのブロックはバイパスされ
るので、そのブロック内の直流電圧源の直流電圧は他の
ブロック内の直流電圧源の直流電圧に同極性でも逆極性
でも加えられない。

本発明の多ブロック・カラースイッチがカラーＣＲＴ１
０と組合せてどのように使用されるかを説明するため、
前記のように相互接続された７つのブロック２０８〜２
　’ＯＱが設けられているものとする。また、そのうち
６つの１０ツク０直流電圧源２２の直流電圧出力は６　
’Ｏ’ＯＶであり、１つのブロック２００の直流電圧源
２２の直流電圧出力は４００Ｖであるものとする。各ブ
ロック内のスイッチを所定の組合せで閉じることにより
、±４．０ＯＯＶの範囲内の直流電圧が、±３．８゜Ｏ
■を除いて、２００ｖステツプで選択され得る。

周知のように、カラーＣＲＴＩＯに色の変化を生じさせ
るために適した加速電圧のステップは典型的に２．’Ｏ
Ｏ’ＯＶであり、このステップでの加速電圧の切換が後
記のように相互接続パネル内での接続の変更により行な
われ得る。

本発明のカラースイッチは導線４１によりブロック２０
＋＋の一端に接続されている＾電圧源３９をも含んでい
る。この高電圧源３９の直流電圧出力は一般に所望の加
速電圧変更範囲の中央の電圧値に選定されている。例え
ば、高電圧カラースイッチによりカラーＣＲＴ１０の陽
極に１０ｋＶ〜１８ｋＶの範囲の加速電圧を与える場合
、高電圧源３９の直流電圧出力は１４ｋＶに選定されて
いる。

本発明の多ブロック・カラースイッチの特徴として、加
速電圧の変更可能範囲は±４．０ＯＯＶという広い範囲
であるにも拘らず、各ブロック内の直流電圧源２２はそ
れぞれ一定の電圧出力を生ずる状態で作動していればよ
いことである。作動状態の移行を必要としないため、直
流電圧源２２は常に高い精度で安定化された電圧出力を
生じている。第３図には、直流電圧源２２の回路が示さ
れている。交流電源４０の交流電圧が変圧器４２により
昇圧される。変圧器４２は各ブロック２〇１３− に対して共通に１つの一次巷線４３を有するが、その二
次巻線４４は各ブロック２ｏに対して個々に設けられて
いる。各二次巻線４４はカラースイッチの動作電圧範囲
即ち±４．’Ｏ’ＯＯＶに耐えるように絶縁されていな
ければならない。各二次巻輪ハロ　５　’ＯＶ　（４’
Ｏ’ＯＶ　直流１１ＥＥｉｉｌ’は４５’ＯＶ）のビー
ク−ビーク値の交流電圧を生じ、この交流電圧がダイオ
ード４６により整流され、コンデンサ４８により平滑化
される。こうして得られた直流電圧は、抵抗５０及び抵
抗５２からなる分圧回路とトランジスタ５８との直列回
路に与えられ、ブロックの出力導線３ｏに与える電位は
トランジスタ５８のエミッタから取り出されている。正
負端子間には、リップルを小さく保ち動特性を良好に保
つようにキャパシタンス値を選定されたコンデンサ５４
が接続されている。フィードバックループとして、分圧
回路の抵抗５０と抵抗５２との間の接続点が導線５８を
経て増幅器５６の一方の入力端子に接続されており、こ
の増幅器の他方の端子には基準電位として正負端子間に
抵抗と直列１４− に接続されたツェナーダイオード６０から一定電位が与
えられている。分圧回路の抵抗５０の値を適当に選定し
ておくことにより、導線３０上の直流電圧が６００ｖ又
は４　’００　Ｖに保たれ得ることは理解されよう。

再び第１図を参照すると、先に簡単に述べたように、相
互接続パネル６１が設けられており、その出力導線６０
は各ブロック２０に接続されている。出力導［１６０を
経て、各ブロック２０内の４つのスイッチのうち２つを
選択して閉じるための制御信号が与えられる。即ち、相
互接続パネル６１で陽極１２に与える電圧をステップ状
に選択することができる。換言すれば、どのスイッチを
閉じるかに関係して、陽極１２に与える電圧を１８ｋＶ
と１０ｋＶとの間で２００ｖステツプで変更することが
できる。相互接続パネル６１はカラー・プロセッサ７２
から４つのドライバ回路６４．６６．６８及び７０を経
て制御される。カラー・プロセッサ７２は、どの色を表
示すべきかについてのカラー人力情報を受けて、相応の
波形のパルスを発する。このパルスがドライバ回路によ
り増幅されて、相互接続パネル６１に与えられる。それ
により、所望の色を表示するのに必要な電圧を陽極１２
に与え得るように各ブロック内のスイッチを開閉するた
めの制御信号が相互接続パネル６１から各ブロック２０
に与えられる。

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及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・ペネトレーションＣＲＴ
用の多ブロツク高速カラースイッチのブロック回路図で
ある。 第２図は第１図に示されているブロックの１つの作動を
説明するための図である。 第３図は第１図に示されているブロック内の直） 流電圧源の回路図である。 １０・・・ビーム・ペネトレーション陰極線管（ＣＲＴ
）、１２・・・加速陽極、１４・・・螢光面、２０ａ〜
２０ｏブロツク、２２・・・直流電圧源、２６．２８．
３２．３４・・・スイッチ、３９・・・高電圧源、４０
・・・交流電源、４２・・・変圧器、４６・・・整流ダ
イオード、４８・・・平滑コンデンサ、５０，５２・・
・分圧抵抗、５４・・・コンデンサ、５６・・・増幅器
、５８・・・トランジスタ、６０・・・ツェナーダイオ
ード、６１・・・相互接続パネル、６４〜７０・・・ド
ライバ回路。 ７２・・・カラー・プロセッサ 特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　明　　石　
　昌　　毅１７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ビーム・ペネトレーション陰極線管に表示する色を切換
   えるための高電圧カラースイッチに於て、前記陰極線管
   の陽極に加速電圧を与えるための高電圧源と、 前記高電圧源と直列に接続されており、それぞれ入力端
   、出力端、直流電圧源及び複数個のスイッチ手段を有し
   、前記スイッチ手段の選択的開閉により入力端−出力端
   間への一方の極性での前記直流電圧源の接続と入力端−
   出力端間への他方の極性での前記直流電圧源の接続と入
   り端一出力端間の短絡とが可能な少なくとも２つのブロ
   ックとを含んでおり、 前記各ブロックの直流電圧出力が前記スイッチ手段の選
   択的開閉により前記高電圧源の直流電圧出力に同極性で
   加えられるように、若しくは逆極性で加えられるように
   、若しくは同極性でも逆極性でも加えられないように切
   換えられ得ることを特徴とするビーム・ペネトレーショ
   ン陰極線管用高電圧カラースイッチ。