JP3701253B2 - 水平偏向装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、偏向電流制御、及び、画像内容を幾何学的に変形させたり消失させたりすることなく、あるいは、線時間画像圧縮を生じさせることなく、種々のアスペクト比の画像を表示することができる水平偏向装置に関するものである。
【0002】
【発明の背景】
16:9のアスペクト比の映像管が導入されて、表示の幅と高さを、表示されるべき画像のフォーマットに適合させる方法が必要となった。即ち、4:3のアスペクト比の画像を16:9の映像管で表示する時は、表示幅を縮めなければならない。この表示幅の減縮は、適当なデジタルビデオ信号処理によって、あるいは、単に偏向電流の振幅を小さくすることによって行うことができる。水平走査の幅を減少させるようにすると、アスペクト比4:3の信号をアスペクト比16:9の管で表示するに先立って、デジタル処理する(縮める)必要がなくなる。
【0003】
この発明によれば、水平走査幅を25%減じるスイッチイング構成が提供される。この減縮率はアスペクト比4:3のビデオ信号源を幾何学的歪みを生じさせることなく、16:9のビデオ表示器で表示できるようにするために必要なものである。
【0004】
この回路は接地されたヨークを有するラスタ補正された水平偏向回路を利用している。この回路の構成により、1つのトランジスタスイッチによって、例えば、偏向電流の振幅、リトレース時間、ラスタ補正、S字修正等の偏向に関する全てのパラメータが制御されるという、費用のあまりかからない解決法が提供される。
【0005】
【発明の概要】
陰極線管表示システムは、陰極線管とこの陰極線管に取り付けられ、かつ、陰極線管のスクリーン上にラスタが走査されるようにする偏向電流を発生させる偏向手段に結合されたヨークとを含んでいる。少なくとも2つの選択可能な偏向状態が設定される。第1の偏向状態では、第1のアスペクト比に対応する水平偏向の幅と偏向補正パラメータを持ったラスタが生成される。第2の選択可能な偏向状態では、第2のアスペクト比に対応する水平偏向の幅と偏向補正パラメータを持ったラスタが生成される。
【0006】
この発明の第1の特徴によれば、偏向手段が接地点に分路結合されたヨークを駆動して、水平偏向幅及び水平偏向歪みの補正パラメータを、選択されたアスペクト比に適合させて簡単に制御することができる水平偏向装置を提供することができ、この水平偏向装置は、偏向巻線(Lh)およびリトレース・キャパシタンス(C2、C3、C4、C5)と、その偏向巻線に偏向電流(iL)を供給する手段(Q2)と、その偏向巻線に結合されたS字修正キャパシタンス(Cs)と、を具えている。そのS字修正キャパシタンスと偏向巻線は或る共振周波数を呈する。水平偏向装置は、さらに、その偏向巻線に結合された接続点(B)において互いに結合されている、そのリトレース・キャパシタンスに結合された第1の巻線(Wa)と、基準導体に結合された第2の巻線(Wb)と、を有する単巻変成器(L1)と、その第2の巻線からその偏向巻線を分離して、水平偏向の幅、共振周波数およびS字修正の量を変化させるスイッチング手段(Q3)と、を具えている。
【0007】
実施形態において、選択されたアスペクト比に特有の偏向補正を与える選択可能な付加的な水平偏向歪みの補正パラメータを設定することができる水平偏向装置を提供することができ、この水平偏向装置は、偏向巻線(Lh)と、その偏向巻線に偏向電流(iL)を供給する手段(Q2)と、水平偏向の幅を制御するためにその偏向巻線に選択的に結合されるインダクタンス(Wb)と、その偏向巻線に結合された第1のリトレース・キャパシタンス(C2、C3、C4)と、その第1のリトレース・キャパシタンスに選択的に結合されて、水平偏向の幅が変更されたときリトレース期間を実質的に一定に維持する第2のリトレース・キャパシタンス(C5)と、を具えている。
【0008】
【推奨実施例の説明】
図1Aは、順次走査表示に必要な水平周波数の2倍で動作する、水平偏向回路1000により駆動される水平偏向巻線を有する、例えば、VideoColor(ビデオカラー)社製16:9映像管A86 ECT 13×10型のような、陰極線管(CRT)3000を示す。垂直偏向回路2000が垂直偏向巻線に結合されている。図1BはCRT3000の表示面と2種類のラスタ幅とを示す。16:9のアスペクト比のラスタが参照番号3100で示されており、参照番号3200は4:3のアスペクト比のラスタを示す。
【0009】
図2において、水平発振器100は入力ビデオ水平同期信号に位相ロックされており、駆動段は出力トランジスタQ2のベースに結合されている。トランジスタQ2のコレクタは、E−W(左右)スイッチングMOSトランジスタQ1とフライバック変成器T1の1次巻線W1との直列接続回路を通してB+電源に接続されている。トランジスタQ2のコレクタ端子は、E−W制御回路200の入力と、偏向リトレース時間を決めるキャパシタC2、C3、C4及びC5にも結合されている。このE−W制御回路200の動作は米国特許第5,115,171号に詳細に説明されている。
【0010】
トランジスタQ2のコレクタは、更に、S字補正を施すキャパシタCsと抵抗R10によって分路されている直線性コイルLlinとを介して偏向ヨークLhに結合されている。偏向ヨークLhは、16:9フォーマットのラスタを表示する時には、トランジスタQ3によって接地される。
【0011】
4:3のアスペクト比の画像を表示するためには、単巻変成器L1の巻線WbがヨークLhと交流接地を与えるキャパシタC6とに直列に接続される。トランジスタQ1は、リトレースの前半部の可変期間中にT1の1次巻線からの必要なエネルギを偏向回路に供給し、リトレースの残りの部分はターンオフする。このように、Q2の両端間のリトレース電圧はQ1によって制御される。従って、フライバック変成器のリトレース時間はキャパシタC1によって決められる。偏向回路とフライバック変成器は5.8μ秒という同じリトレース時間を持つように選定されている。
【0012】
フライバック変成器T1は2つの2次巻線、W2とW3とを有し、巻線W2は走査適合回路300のための制御電圧とトランジスタQ3のベース駆動電流とを生成し、巻線W3はアルタ電源EHTのためのリトレースパルスを生成する。
【0013】
フライバック変成器と出力トランジスタQ2の間にE−W補正回路によって与えられる分離により、アルタ電源EHTが、偏向システムの変動、例えば、水平偏向の幅の変化に対し、実質的に不感になる。
【0014】
Q2のコレクタと接地点との間に結合されたキャパシタC2とC3により形成される容量性分圧器によって、ヨークリトレース電圧サンプルが供給される。この電圧サンプルはダイオードD1によって接地電位にクランプされ、水平発振器に帰還されて、発振器をビデオ信号水平同期信号に同期させるための入力を供給する。水平発振器用の位相ロック入力としてヨークリトレースパルスを用いることにより、水平発振器をビーム電流に関係させて位相変調する必要がなくなる。
【0015】
クランプされたヨークリトレース電圧パルスはE−W制御回路200用の帰還信号を供給する。E−W制御回路には、偏向歪み補正に適した種々の波形を生成するように整形される垂直周波数の波形が供給されている。E−W制御回路はトランジスタQ1のターンオフ時間を、処理された垂直周波数波形によって変調する。従って、偏向回路に流入するエネルギが振幅変調され、その結果、トランジスタQ2の両端間のリトレース電圧、及び、ヨークを流れるヨーク電流が変調される。その結果、E−Wラスタ歪み、例えば、ピンクッション歪みや台形歪みが補正される。
【0016】
走査適合回路300は、単巻変成器L1に結合されたトランジスタスイッチQ3を含んでいる。単巻変成器L1は2つの巻線WaとWbとを有し、巻線Wbはヨーク延長コイル、あるいは、インダクタを構成し、巻線Waは逓昇単巻変成器を形成する。キャパシタC6がヨーク延長コイルWbに対し、接地のための低い交流インピーダンスを与える。リトレースキャパシタンスは、単巻変成器の巻線Waを介してトランジスタスイッチQ3に結合されているダイオードD2とD3によって切り換えられる。スイッチトランジスタQ3は、トランジスタQ5によって駆動されるMOSトランジスタQ4に結合されている。トランジスタQ5はアスペクト比表示選択スイッチS1に結合されている。
【0017】
16:9モードが選択されると、水平偏向ヨークLhの低電圧側は、飽和したスイッチトランジスタQ3のコレクタによって、この実施例では接地電位である基準電位に接続される。トランジスタQ3のコレクタは、このトランジスタQ3が飽和した時に接地される、単巻変成器L1の巻線WaとWbの相互接続点にも接続されている。巻線Wbの他方の端部は10μFのキャパシタC6によって交流的に短絡されている。従って、変成器作用によって、巻線WaはダイオードD3の陰極を接地電位にクランプする短絡回路を提供する。ダイオードD2とD3はキャパシタC4とC5の相互接続点を接地電位にクランプする。従って、キャパシタC5はダイオードD2とD3によって短絡され、偏向回路のリトレース時間は、キャパシタC4に並列に接続されたキャパシタC2とC3の直列接続体によって決まる。画像幅とラスタ補正は、16:9モードでは、スクリーン全面を用いた16:9表示が得られるように、E−W制御回路を介して調整される。
【0018】
4:3表示モードでは、トランジスタQ3はターンオフされて、偏向電流がヨーク延長巻線WbとキャパシタC6とを通って流れるようにし、その結果、偏向電流振幅が減少する。巻線WaとWbの接続点に於けるリトレース電圧は巻線Waによって逓昇され、リトレース中に、ダイオードD3の両端間に逆バイアスを生成する。従って、ダイオードD3がオフになって、キャパシタC5がキャパシタC4と直列になるように切り換えられ、全体としてのリトレースキャパシタンスが減少する。このようにリトレースキャパシタンスが減少することにより、偏向ヨークL1に直列に巻線Wbが付加されたことによる偏向回路のインダクタンスの増大が補償される。これらの総合的な結果として、16:9と4:3の間でアスペクト比が切り換えられる時、一定したリトレース時間が得られる。
【0019】
直列接続されたリトレースキャパシタC2とC3を用いたので、インダクタンスの切り換えを補償するために必要なリトレースキャパシタンスの変化によって、キャパシタC4とC5の直列接続が形成する分圧器は、巻線WbとヨークLhの相互接続点に現れるリトレースパルス振幅よりも大きいリトレースパルス振幅を生成する。
【0020】
リトレースのピークでダイオードD3が導通することがないようにするためには、ダイオードD3の陰極に対し、より大きな逆バイアスリトレースパルスを供給する必要がある。そこで、巻線(Wa+Wb)/Wbによって形成される逓昇単巻変成器L1が、ダイオードD3を逆バイアスするに充分な約150%のパルス振幅を生成する。このリトレース電圧の違いを図3に示す。波形AはキャパシタC4とC5の相互接続点Aにおけるリトレース電圧波形を、波形Bは巻線WaとWbの相互接続点Bにおけるリトレース電圧を示す。両波形に付されている陰影はE−Wパラボラ振幅変調があることを示している。
【0021】
トランジスタQ3の両端間に負の電圧が発生しないようにするために、巻線WaとWbの相互接続点のトレース電圧をダイオードD2とD3及びトランジスタQ3内の集積ダイオードによってクランプすることにより、キャパシタC6が正に充電される。これによって、約60ボルトの正の直流電圧がキャパシタC6の両端間に生成される。
【0022】
巻線Wbを挿入したことと、リトレースキャパシタンスの低下による循環エネルギの低下によって、4:3アスペクト比においては、偏向電流振幅が低下する。S字整形の量は、巻線Wbの挿入による偏向電流の減少に応じて減少する。別の説明のしかたをすると、付加されたインダクタンスが、S字キャパシタCsと偏向ヨークLhにより形成される直列偏向回路の同調を低下させ、それによって、周波数補正波形の低下を生じる。即ち、波形の両端における湾曲が小さい、即ち、S字修正量の小さい波形が生じる。
【0023】
図4は16:9と4:3の両方の偏向幅の時の偏向電流iLを示す。トランジスタQ2の両端間のリトレース電圧は、16:9から4:3へ切り換えられる時も変化しないので、ラスタ補正の相対的な量は一定のままである。従って、ピーク−ピークラスタ補正電流は偏向電流の減少に伴って減少する。その結果、16:9と4:3の間で偏向が切り換えられても、ラスタの幾何学は正しい形に維持されるという利点がある。
【0024】
偏向感度は映像管の端部に向かうにつれて増大し、偏向電流のS字整形を必要とする。16:9のアスペクト比から4:3のアスペクト比への切り換えのためには、走査振幅を25%減少させることが必要である。しかし、この特定の管に必要とされるS字修正のために、偏向電流は18%だけ減少させられる。従って、延長コイルWbの図示の値は、ヨークLhと飽和していない直線性コイルLlinのインダクタンスの和の18%である。
【0025】
4:3のアスペクト比の表示モードで動作する時は、偏向幅が減少するために、水平走査の開始は水平過走査によってぼやけることはなくなる。従って、どのような走査リンギングであれ他の乱れであれ、それは画像の左端に垂直の縞として目に見えることになろう。
【0026】
図2の回路部分400は、偏向ヨークと共振して、リトレースパルスの終了後にリトレース電流を流れさせてしまう浮遊キャパシタンスの影響を補償する。この浮遊キャパシタンスは偏向ヨークとそれに隣接する他の素子との間に存在するものである。回路400の構成は他のアスペクト比での動作にも等しく適用でき、その場合、より小さい水平過走査を採用することが可能で、それによって、ぼやけが少なく、かつ、明るい画像を得ることができる。
【0027】
16:9のアスペクト比モードでは、トランジスタQ3を飽和させるに必要なベース電流はフライバック変成器T1の巻線W2によって生成される。巻線W2からの正のリトレースパルスはダイオードD5、抵抗R6、インダクタL2、及び飽和したトランジスタQ4を介してトランジスタQ3のベース・エミッタ接合に結合される。インダクタL2は、トレース期間中はダイオードD4とトランジスタQ4を介してトランジスタQ3のベース電流を提供する、リトレース電流からのエネルギを蓄積する。インダクタL2はダイオードD4とトランジスタQ3によって、トレース中、ほぼ短絡される。従って、トレース期間中の電流の減衰は小さい。連続するリトレースパルスがインダクタL2中のエネルギを補給し、その結果、2アンペアの直流ベース電流が生じる。
【0028】
4:3のアスペクト比のモードでは、アスペクト比選択スイッチS1が開かれ、抵抗R9がキャパシタC8を正の電圧に充電して、トランジスタQ5を飽和させる。トランジスタQ5が飽和している状態では、コレクタにおける接地電位に近い電位が抵抗R7を介してMOSトランジスタQ4に供給され、トランジスタQ4はターンオフされる。トランジスタQ4のソースは抵抗R5を介して接地されており、また、バイポーラトランジスタQ3のベースにも結合されており、トランジスタQ3も遮断される。
【0029】
抵抗R4はトランジスタQ4の両端間の電圧ピークを防止するために、インダクタL2に対してダンピング作用を行う。キャパシタC6の両端間の電圧がダイオードD5を逆バイアスする。抵抗R1とR2が、それぞれ、キャパシタC5とC6に対する放電路を提供し、それらに加えられる直流電圧を規定する。ダンピング回路網の抵抗R3とキャパシタC7が、水平偏向ヨークLhと単巻変成器L1の相互接続点における寄生発振を防止する。
【0030】
16:9アスペクト比表示モードでは、アスペクト比選択スイッチS1は閉じられ、フライバック変成器の巻線W2を、トランジスタQ5をターンオフする負の電位を生成するダイオードD7とキャパシタC8に結合する。トランジスタQ5のコレクタは抵抗R8を介して正の電源に結合されており、さらに、ツエナーダイオードD6の陰極と抵抗R7の相互接続点にも結合されている。抵抗R7はMOSトランジスタQ4のゲート電極に結合されている。従って、トランジスタQ5がオフの時、正の電源から抵抗R8を介してツエナーダイオードD6に電流が供給され、それによって抵抗R7を介してトランジスタQ4のゲートに正の電圧が供給され、トランジスタQ4は飽和する。
【0031】
飽和したトランジスタQ4は、キャパシタC6の正の電位を抵抗R4を介して、抵抗R5とスイッチトランジスタQ3のベースの相互接続点に結合して、トランジスタQ3を飽和させ、水平偏向ヨークと単巻変成器L1のタップの相互接続点を実効的に接地する。
【0032】
単巻変成器L1のタップの接地は、トランジスタQ3のベース電流の電流源であるキャパシタC6に対して放電路を提供する。しかし、トランジスタQ3のベース電流は巻線W2からの整流されたリトレースパルスによって保持される。これらの整流されたリトレースパルスは抵抗R6、ダイオードD5及びインダクタL2を介して供給される。トレース期間中、インダクタL2に蓄積されていたエネルギが、ダイオードD4、抵抗R5及びトランジスタQ4を介してトランジスタQ3のベース電流を維持する。
【0033】
フォーマット間のスムースな切り換えはトランジスタQ3の制御によって行われる。4:3アスペクト比モードにおいて、キャパシタC6はダイオードD2、D3とトランジスタQ3の逆並列ダイオードを介してトレース電圧によって正に充電される。4:3表示フォーマットから16:9表示フォーマットに切り換える時、スイッチS1が閉じられ、前述したように、ベース電流が制御される。キャパシタC6は抵抗R10とトランジスタQ3及びQ4によって完全に放電する。
【0034】
スイッチS1は、番組フォーマット識別回路によって生成された、あるいは、この回路によって取り出された制御信号によって付勢されるような電子スイッチとすることもできる。
【0035】
以上説明した、この発明の構成は他のテレビジョン走査周波数及び/または他の任意のアスペクト比あるいは不足走査構成にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1Aは映像管、ヨーク及び偏向系を示し、図1Bは16:9と4:3のアスペクト比のラスタの両方を示した16:9のアスペクト比の陰極線管の表示面を示す図である。
【図2】この発明の走査適合回路の構成によるラスタ補正された水平偏向回路の回路図である。
【図3】図2の回路点AとBにおけるリトレース電圧波形を示す図である。
【図4】偏向ヨークLhを流れる電流iLを示す図である。
【符号の説明】
Lh 偏向ヨーク
Q2 偏向手段
Cs S字修正キャパシタンス
Wb インダクタンス(偏向電流振幅制御手段)
Q2 偏向電流源
Q3 第1のスイッチング手段
D2、D3 第2のスイッチング手段
C2、C3、C4 第1のリトレースキャパシタンスを構成するキャパシタ
C2、C3、C4、C5 第2のリトレースキャパシタンス構成するキャパシタ
Claims (1)
- 偏向巻線およびリトレース・キャパシタンスと、
上記偏向巻線に偏向電流を供給する手段と、
上記偏向巻線に結合されたS字修正キャパシタンスと、
を具え、
上記S字修正キャパシタンスと上記偏向巻線は、或る共振周波数を呈するものであり、
さらに、接続点において互いに結合された第1の巻線と第2の巻線を有する単巻変成器を具え、
上記第1の巻線は上記リトレース・キャパシタンスに結合され、上記第2の巻線は基準導体に結合され、上記偏向巻線は上記接続点に結合されており、
さらに、上記第2の巻線から上記偏向巻線を分離して、水平偏向の幅、上記共振周波数およびS字修正の量を変化させるスイッチング手段を具える、
水平偏向装置。
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