JPS60158790A - ビーム電流制限装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン受像機または同様ナビデオ信
号処理表示装置における映像管のような画像表示装置に
流れる過大ビーム電流を自動的に制限する装置に関する
ものである。

〔背景と従来技術〕

テレビジョン受像機の画像再生用映像管に過大なビーム
電流が流れると表示される画像の品質が低下することに
なる。特に、過大なビー゛ム電流は、受像機の映像管と
動作上関連している偏向系の動作を損ない、まだ電子ビ
ームスポットの集束を弱めかつ画像のブルーミングを起
す可能性を持っている。大きなビーム電流は、また映像
管の安全動作電流範囲を超えて、映像管や高ビーム電流
レベルに敏感な付属回路素子を破壊する可能性も持って
いる。

ビーム電流の過大な平均値およびピーク値の双方を自動
的に制御する装置として、種々のものが売られている。

その様な装置の一例は、ライリス氏の米国特許第４１６
７０１５号に開示されている。その装置では、他の周知
の自動ビーム電流制限装置と同様に、受像機の映像管の
高電圧再供給装置（ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｒｅｓ
ｕｐｐｌｙ　ｓｙｓｔｅｍ　）から映像管ビーム電流の
大きさを表わす信号を取出している。このビーム電流制
限器は、ビーム電流が成る閾値レベルを超えるとその様
な信号に応動して映像管再供給電流に表われる過大な映
像管ビーＡ電流レベルが生じていることを表示する。

上記の様に映像管再供給装置と共働する形式のビーム電
流制限器は、映像管再供給装置に固有の遅れがあるため
に過大ビーム電流状態に瞬間的に応動することができな
い。たとえば、映像管のアノード容量は、非常に明るい
すなわち白ピークの場面を表わすビデオ信号に応じて大
量に放電されることになる。この映像管容量は、最終的
には高電圧再供給装置によって再充電されるが、それに
は、特にこの映像管容量の値と再供給装置の実効充電イ
ンピーダンスの値とにより戒名遅れを伴なう。この遅れ
は屡々約２０ミリ秒にもなる。

そこで、映像管の再供給装置に対して独立に動作する装
置によってこの過大ビーム電流を制限することが望まし
いと判った。

〔発明の概要〕

この発明の原理によれば、画像表示装置に供給されるべ
き複数のカラー画像信号の各瞬時の大きさく瞬時値）の
組合せを表わす合成信号を取出す装置をカラービデオ信
号処理装置中に設ける。上記合成信号は、取出された構
成る一定閾値しペルと比較され、もしその閾値レベルを
超えていれば、その比較された合成信号が検波され、表
示装置に印加されるカラー信号の大きさを制限するため
に利用される。

゛この発明の一特徴によれば、上記検波信号は、時定数
がビデオ信号の線偏向周期よりは遅いがフィールド偏向
周期よりは速い回路によって、生成されるものである。

この発明の別の特徴として、過大ビーム電流に対する制
限作用は、画像表示装置用の高電圧再供給装置と共働す
るビーム制限器制御回路によって補足される。

（詳細な説明と実施例〕 以下、図面を参照して詳細に説明する。

この発明の原理に従って構成した装置を含むカラーテレ
ビジョン受像機の構成を示す第１図において、信号源１
０から供給される合成カラーテレビジョン信号は周波数
選択回路１１に印加され、そこで輝度（Ｙ）成分とクロ
ミナンスＣＣ）成分とが分離されて、各出力に生ずる。

クロミナンス処理器１２は、この分離されたクロミナン
ス成分から複数の色差信号ｒ−ｙ１　ｇ−ｙおよびｂ−
ｙを取出す。分離された輝贋成分は、たとえば直流（Ｄ
Ｃ）レベルシフト回路、増幅回路および利得制御回路な
−どを含む輝度処理器１４で処理される。この輝度処理
器１４の輝度信号ＤＣレベル制御入力の端子Ｔ１に・は
視聴者による手動輝度制御ポテンシオメータ１３の可動
腕が結合されている。輝度信号のＤＣレベルと表示され
た像の明るさとは、端子Ｔ１に与えられる電圧のレベル
に従って変化する。視聴者による手動用憔制御器１５の
可動腕が、端子Ｔ２を介して処理器１４の輝度信号利得
・制御入力に、１だ端子Ｔ３を介してクロミナンス処理
器１２のクロミナンス信号利得制御入力に、結合されて
いる。こうして、輝度信号とクロミナンス信号との利得
、従って表示された画像のコントラストは端子Ｔ２とＴ
５に印加される電圧のレベルに従って変化する。

処理器１４から得られる処理済の輝度信号は処理器１２
からの色差信号とマトリクス増幅器１７内で合成されて
、低レベルのカラー画像表示信号ｒｚ　ｇおよびｂを生
成する。これらの信号は１．駆動段１８中の各映像管駆
動増幅器に供給されて、カラー画像表示映像管２０の強
度制御電極たとえば陰極を駆動するに適した高レベルビ
デオ出力信号Ｒ，Ｇ。

Ｂ、！：なる。駆動段１８中の駆動増幅器は、たとえば
、米国特許第４０９６５１’７号、およびハーク７　（
）ｌａｒｌａｎ　）氏による１９８３年ｌＯ月３１日出
願の「画像表示装置用の駆動増幅器」と題する米国特許
出願第５４’７３２５号（特願昭５９−２３００２８号
対応）に開示されている形式の帰還カスコード駆動増幅
器である。

映像管２０のアルタ（アノード）電極に対する高動作電
圧は、高電圧増倍器を含む高電圧電源回路２２の出力端
子Ｔ４から与えられる。受像機の偏向回路２５から端子
Ｔ５を介して水平フライバックパルスが回路２２に供給
され、また抵抗２６と付属ＤＣ電圧電源（Ｂ＋）より成
る電流源から端子Ｔ６を介して回路２２に映像管再供給
電流（ＪＲ）が供給される。

この映像管再供給電流源には自動映像管ビーム電流制限
器回路３０が共働的に付設されており、この後者の回路
はフィルタ・キャパシタ３１、スイッチング・ダイオー
ド３２．７Ｘイアス抵抗３３オよびビーム電流制限器制
御信号シ〜クンシング回路３５を含んでいる。ビーム電
流制限器は、映像管に流れるビーム電流の大きさを表わ
す再供給電流の大きさに応じて、次に説明するように映
像管ビーム電流の過大な平均値およびピーク値の双方を
自動的に制限する。

また、下記するような、ビデオ信号調整回路として働く
補助ビーム電流制限器回路によって、付加的な自動ビー
ム電流制限作用が行な′われる。

マ）　ＩＪクス１７と駆動段１日との間の信号路におけ
るカラー信号’％　ｇおよびｂの瞬時値は、それぞれマ
トリクスユγの低インピーダンス（たとえばエミッタ・
ホロワ）出力に別々に接続された抵抗４１．４２および
４３によって検出される。ｒｌ　ｇおよびｂ信号の各瞬
時値の和を表わす合成信号は加算点Ａに現われる。加算
点Ａの合成信号は濾波しない。

それは、この合成信号を濾波すると合成信号の情報信号
たとえば小さな明るい像領域に含まれる高周波数情報を
歪ませる可能性があるからである。

合成信号は、通常は非導通の比較器トランジスタ５０の
ベース入力に印加される。抵抗６０は抵抗４１−４３と
共に分圧器を構成してトランジスタ５０のベース電極に
印加される合成信号を所定量減衰させる働きをする。ト
ランジスタ５０の導通閾値レベルは、抵抗５４と５５よ
り成る分圧器からトランジスタ５０のエミッタに印加さ
れるバイアス電圧によって設定される。トランジスタ５
０は、導通するとコレクタ出力信号を生ずるが、この出
力信号は加算点Ａにおいて閾値レベルを超える上記合成
信号の瞬時値を表わしている。このコレクタ出力信号は
積分キャパシタユ６によって検波される。キャパシタ１
６ハ、またポテンシオメータ１５の可動腕に生ずる画像
制御電圧を濾波する。たとえば雑音、電源のリップル成
分および偏向回路によって生ずる水平周波数の妨害波な
どの濾波のためにも設けられている。

キャパシタ１６の両端間の電圧はトランジスタ５０の導
通に従って変化させられる。変化の態様は、変化して輝
度処理器１４およびクロミナンス処理器１２の利得制御
入力に印加される電圧が、映像管に最終的に供給される
カラー信号の大きさを減少させそれによって閉ループ帰
還作用により映像管ビーム電流を低減するような形にな
される。

比較器トランジスタ５０の導通閾値レベルは、加算点Ａ
における合成信号の大きさく値）が最大白ビデオ信号ノ
ベル（１００ＩＲＥ　）の約３分の２を超える大きさの
ビデオ信号を表わしたときトランジスタ５０が導通する
ような具合に設定する。上記の状態になるとトランジス
タ５０の導通レベルは加算点Ａの合成信号の大きさく値
）によって決まる。

トランジスタ５０のコレクタ出力信号はキャパシタ１６
の電荷が上記コレクタ信号レベルに比例した量だけ減少
する形でキャパシタ１６によって検波される。キャパシ
タ１６のこの減少した電圧は、処理器１４と１２の利得
制御入力に印加される電圧に対応する変化を及ぼし、そ
れによってｒｚ　ｇｚ　ｂ信号の大きさと対応する映像
管電流の大きさを制限する。

−信号調整回路は、水平線走査周波数に比べて遅くまた
垂直走査周波数に比べて速いことを可とする時定数たと
えば３または４ミリ秒を呈する。この時定数は、トラン
ジスタ５０のエミッタパインピーダンス、フィルタ・キ
ャパシタ１６の値および信号調整回路の制御ループ利得
の関数である。信号調整回路の時定数は、大きなビデオ
信号状態の開始とビデオ信号の利得低減との間に僅かな
遅れを与えて、もしビデオ信号の利得低減が瞬時に行な
われると発生する可能性のある、垂直画像ピーキング効
果（すなわち、画像のコントラストの過渡的変化）を含
むような都合の悪い可視的現象が表示される可能性を少
なくしている。一方、と９時定数が遅すぎると、その大
きな遅れによって、後述するように映像管ビーム電流再
供給装置に関係を持っている偏向回路が過負荷状態にな
る。

映像管の過剰ビーム電流を低減する信号調整回路の作用
は、ピークビーム電流と平均ビーム電流の双方に対する
制限動作モードを示すビーム電流制限器回路３０の動作
を補足するものである。

平均ビーム電流の制限作用を目的として、接続点Ｂと接
地点との間に、抵抗３３を介して与えられるバイアスに
よって導通に保たれるダイオード３２を通して結合され
た平均応答フィルタ・キヤ７′＋シタ３１が接続されて
いる。接続点Ｂに生ずるキヤ、＜シタ３１の電圧は映像
管に流れる平均ビーム電流のレベルに従って変化する。

映像管再供給装置の抵抗２６を流れる電源電流工８は、
シＪグンシング回路３５の入力゛に流入する制御電流成
分Ｉｃと、高電圧電源２２の入力に流れる再供給電流成
分ＩＲとより成る。再供給電流ＩＲは映像管を流れるビ
ーム電流に従って大きさが変わる。正常な非ビーム制限
モードでは、接続点Ｂ−に生ずる電圧は、回路３５の入
カニミッタホロワ・トランジスタ３６のベース・コレク
タ接合を順バイアスするに星る大きさであり、そのため
トランジスタ３６のベースからコレクタへ制御電流Ｉｃ
が流れる。順ノイイアスされたベース・コレクタ接合は
接続点Ｂに対する電圧クランプとして働く。トランジス
タ３６のコレクタ電流は電流Ｉｃに相当し、トランジス
タ３６のエミッタ電流は電流源３８から供給される。ト
ランジスタ３６のベース・コレクタ接合が順／ｚ４イア
スされている限シ、その間接続点Ｂはトランジスタ３６
のコレクタ・バイアス電圧（十ｖ）より約０．７ボルト
高い電圧にクランプされているので、′ビーム制限制御
作用は行なわれない。この間、また、トランジスタ３６
は電流Ｉｃの変化に対して非線形動作をするので、トラ
ンジスタ３６のエミッタ電流と電圧は事実上ベース電流
の関数として変化することなしに維持される。

電流Ｉｃが数マイクロアンペア級のレベルニ減小する点
まで再供給電流ＩＲが増大すると自動ビーム電流制限作
用が開始される。この状態になると、トランジスタ３６
のベース・コレクタ接合は逆バイアスされて、接続点Ｂ
に対するクランプは解かれ同点Ｂは再供給電流ＩＲの増
加に従って低下する電圧を示す。この時トランジスタ３
６は線形動作をして、再供給電流ＪＲとそれに対応する
接続点Ｂの電圧の変化に比例して変化するエミッタ制御
電圧を生成する。

トランジスタ３６のエミッタ制御電圧は、回路３５の出
力に可変ビーム制限制御電圧ｙｐとＶＢを発生させるの
に利用される。具体的には、可変制御電圧Ｖｐは、第１
範囲を通じて過剰ビーム電流が生じたときに発生して、
輝度処理器１４とクロミナンス処理器１２の利得制御人
力Ｔ２とＴ３を介して輝度およびクロミナンス信号の振
幅を低減することによってその様な過剰ビーム電流を制
限するように働く。

制御電圧ＶＢは、第１範囲におけるビーム電流の大きさ
よりも大きなビーム電流の第２範囲を通じて過大ビーム
電流が生じたときこれに応じて発生する。その様な場合
、利得制御形ビーム電流制限作用に、制御電圧ＶＢと輝
贋処理器１４の端子Ｔ゛１を介してのビデオ信号のＤＣ
レベル低減（すなわち、画像の明るさの低下）作用が付
加される。この形式の順次ビーム電流制限器は、ハーウ
ンド（Ｈａｒｗｏｏｄ　）氏他の米国特許第４２５３１
１０号に、およびアニーラ（Ｆｕｈｒｅｒ　）氏の米０
国特許第４４５１８４９号「複数動作モードを持つ周囲
光応動テレビジョン画像制御」（１９８４年５月２９日
特許）中に説明されている。

過大な過渡的ピークビーム電流状態になると、接続点Ｂ
に生ずる過渡的な負向きの電圧がキャパシタ３１を介し
てダイオード３２に与えられてこのダイオード３２が非
導通となシ、キャパシタ９１が切離される。そしてピー
クビーム再供給電流の変化が回路３５によって直接検出
され（すなわち、濾波されずに）、前述のようにして、
回路３５からの制御電圧出力によって制御される。回路
３０のピークビーム電流制限動作は米国特許第４１６り
０２５号（ライリス（Ｗｉｌｌｉｓ　）氏）中に詳細に
説明、されている。

加算抵抗４１−４３、比較器トランジスタ５０および検
波器１６を含む信号調整回路は、映像管が過大なビーム
電流によって破壊される可能性を減すると共に、素子２
２と２５を含む映像管再供給装置が映像管を流れる過大
な電流に応じて過負荷となる可能性も減少させるように
働く。再供給装置は、高インピーダンスと直列の高電圧
電源として、かつ偏向回路から供給される水平フライバ
ック・パルスに応じて水平線周波数でスイッチされるよ
うに、構成することができる。再供給装置は、中でも、
その高インピーダンスと再充電される映像管アノードの
キャパシタンスとによって決まる時定数のために、２０
ミリ秒程度の遅延を示す。５〜６ミリアンペア級の過大
ピークビーム電流は、たとえば低出力インピーダンス帰
還形の映像管駆動増幅器をもつ受像機で生成される可能
性があるが、この再供給装置の動作を妨げることがあ′
る。特に、水平偏向回路中の変圧器（たとえば、チ゛ヨ
”ツバ変圧器）は、その様な高ピークビーム゛電流が生
ずると飽和する可能性がある。過大平均−−ム電流は、
予想される最大平均ビーム電流の大きさが予想される最
大ピークビーム、電流よりも通常遥かに小さいから、再
供給装置に対して余り厄介ヤ〜は−ない。

抵抗４１−４３、比較器トランジスタ５０およびピーク
検波器キャパシタ１６よシー成る信号調整回路は、ビー
ム電流制限モードで働くときはビーム制限器回路と都合
よく共働して、映像管に流れる過大なビーム電流の大き
さを制限する。この信号調整回路は、カラービデオ信号
を直接検出して、前述した所定の３ミリ秒の遅れを除い
て、直ちにビデオ駆動信号の大きさを制限する。この信
号調整回路の動作に付帯する上記３ミリ秒の遅延期間中
に発生することのあるような、付加的なピークビーム電
流は、もし充分な大きさを持っていＫば、ピークビーム
電流制限モード中の回路３０の作用によってすべて制限
される。ピークビーム電流を制限するのにこの信号調整
回路を使用すると、ビーム制限器回路３０が付属する映
像管再供給装置に付帯する遅れが除かれる。

信号調整回路は、ビデオ信号路に、たとえばマトリクス
回路１７と輝度処理器１４およびクロミナンス処理器１
２の両利得入力との間にＤＣ結合され、かつ、ビデオ信
号のピーク−ビーク間振幅が制御されるとき画像の過渡
的な輝度変化が起らぬようビ≠オ信号ＤＣレベルに実質
的に影響を与えることなくビデオ信号の振幅を制御する
ことが望ましい。

信号調整回路は、ｉた、駆動段１８の出力と映像管の陰
極との間のような高レベルビデオ信号路中に結合するよ
りも低レベルビデオ信号路に結合することが望ましい。

この望ましい理由は、大きな寄生キャパシタンスを呈す
る大形の高価な検出用抵抗（たとえば、４ｌ−４３）の
使用を避け、かつ信号負荷作用と寄生帯域幅制限作用の
可能性を小さくすることが望ましいというこ□とから、
生ずるものである。この後者の２つの作用は、出力駆動
段から映像管陰極への信号路中でビデオ信号の検出を行
なう場合に発生し易い。

複数のｒｚ　ｇおよびｂカラー信号を検出するこの方式
はたゾ輝度信号成分だけを検出する方式に比べて、よシ
正確に過大ピーク電流の存在を表示することができる。

この点に関連して、輝度信号の゛レベルが比較器トラン
ジスタ５０の閾値よシ低いときでも、黄（ｒ＋ｇ）カラ
ー信号、シアン（ｂ＋ｇ）カラー信号、マゼンタ（ｒ＋
ｂ）カラー信号、またはこれらカラー信号の組合せに応
じて過大なビーム電流が発生し得ることが判る。従って
、カラー情報による過大ビーム電流があるとき輝度成分
のみを検出すると信号調整回路が非動作状態を保つこと
になる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の原理を使用した一例装置を組込んだ一
部ブロック形で示すカラーテレビジョン受像機の要部を
示す図である。 １０・・・テレビジョン信号源、１２．１４．１７・・
・複数のカラービデオ信号源（クロミナンス処理器、輝
度処理器、マトリクス増幅器）、１６・・・検波手段（
キャパシタ）、２０・・・カラー画像表示装置（映像管
）、４１．４２．４３・・・信号合成手段（それぞれ抵
抗）、５０・・・比較手段（比較器トランジスタ）。 特許出願人　アールシーニー　コーポレーション化　理
　人　清　水　哲　ほか２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のカラービデオ信号の信号源と、カラー画像
   表示装置と、上記信号源から上記表示装置の信号入力電
   極に複数のカラー信号を供給する手段と、この供給手段
   に結合されていてこの供給手段から供給される複数のカ
   ラー信号の瞬時ピーク振幅の和を表わす合成信号を生成
   する信号合成手段と、上記合成信号を実質的に一定の基
   準レベルと比較してその合成信号が上記基準レーベルを
   白画像方向に超えたときその合成信号を表わす出力信号
   を生成する比較手段と、この出力信号を検波して制御信
   号を生成する手段と、この制御信号を上記信号源に結合
   してその大きさに応じて上記信号源からの信号のピーク
   −ピーク間振幅を制限する手段と、を具備して成るカラ
   ービデオ画・像情報の処理表示装置における補助ビーム
   電流制限装置。