(57)【要約】ビデオディスプレイ装置はアルター電圧端子を含む陰極線管を有し、このアルター電圧端子においてアルター電圧を出力してビーム電流を生成する。ビーム電流の変動がある場合このアルター電圧は電圧変動を有する。この陰極線管のフォーカス端子において電圧変動を含む第２高電圧を生成するために、抵抗電圧分圧器が第１高電圧源と陰極線管のフォーカス端子とに結合される。この電圧変動はアルター電圧の電圧変動を示し、フォーカス電圧トラッキングのために提供される。このフォーカス端子には周期的補正信号に反応する増幅器がキャパシタンス値３３ピコファラッドのコンデンサを介して結合される。またフォーカス端子ではビーム投下位置の変動によって変動する動的フォーカス電圧が生成される。
2005523652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム電流を生成するために、アルター電圧端子を有し、前記アルター電圧端子において前記ビーム電流の変動に応じた電圧変動を有するアルター電圧を生成する陰極線管、
第１高電圧源、
前記フォーカス端子において前記アルター電圧の電圧変動を示す電圧変動を含むフォーカス電圧トラッキング用の第２高電圧を生成するために、前記第１高電圧源及び前記陰極線管のフォーカス端子に結合されるインピーダンス、
周期的補正信号源、及び
前記フォーカス端子においてビーム投下位置の変動によって変動する動的フォーカス電圧を生成するために、前記周期的補正信号に反応し且つ前記フォーカス端子で生成された等価キャパシタンス値に７５ピコファラッド以上の値が加算されないような方法で前記フォーカス端子にコンデンサを介して結合される増幅器から構成されるビデオディスプレイ装置。
【請求項２】
変圧器の高電圧巻線を更に有し、
前記フォーカス端子で生成された前記電圧変動はコンデンサを適用せずに前記変圧器の端子から抵抗を介して前記第１高電圧に結合されることを特徴とする請求項１記載のビデオディスプレイ装置。
【請求項３】
前記インピーダンスは分圧器に含まれることを特徴とする請求項１記載のビデオディスプレイ装置。
【請求項４】
前記動的フォーカス電圧は垂直偏向周波数に関連する周波数を有する成分を含むことを特徴とする請求項１記載のビデオディスプレイ装置。
【請求項５】
前記動的フォーカス電圧は水平偏向周波数に関連する周波数を有する成分を含むことを特徴とする請求項１記載のビデオディスプレイ装置。
【請求項６】
前記増幅器を前記フォーカス端子にコンデンサ結合するために、前記増幅器に結合される第１端子、及び前記フォーカス端子に結合される第２端子を含むコンデンサを更に有し、
前記コンデンサの値は７５ピコファラッド以下に設定されることを特徴とする請求項１記載のビデオディスプレイ装置。
【請求項７】
前記インピーダンスは抵抗電圧分圧器に含まれ、前記抵抗電圧分圧器は前記コンデンサの第２端子と共に前記フォーカス端子に結合されるような端子を有することを特徴とする請求項６記載のビデオディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキネスコープの電力供給に関し、特にアルター電圧（ultor voltage）の変動があるなかでのフォーカストラッキング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は２００２年４月１９日に出願された米国仮特許出願整理番号６０／３７４，２８０を基礎出願とし、これに基づく優先権を主張する。
【０００３】
テレビを見るあるいはコンピュータを操作するためのビデオディスプレイは多くの場合キネスコープや、受像管、陰極線管（ＣＲＴ）などをディスプレイ装置として適用する。受像管とは蛍光ディスプレイ画面及び画面に所望の画像を生成するためにフォーカス電子ビームを射出制御するための制御端子を有する真空管である。一般に受像管は画面に電子ビームを射出するのに比較的高度なアルター電圧（ultor voltage）と、生成される画像に応じて電子ビームの強度を変調するために協働するカソード及びグリッドと、画面上で電子ビームをフォーカスするためのフォーカス電圧が印加されるフォーカス電極を要する。更に受像管は電子ビームを垂直・水平の両方向に偏向するための偏向部を具備する。受像管のアルター電圧は多くの場合アルター電圧源の内部インピーダンスと画像を生成するための可変陰極線又はビーム電流との間の相互影響によって生じる電圧の変動を低減するために規制される。なお、画面の中心などの所定位置に電子ビームをフォーカスするためには静的フォーカス電圧が受像管のフォーカス端子に印加される。周知であるように、この静的フォーカス電圧の値は好適にはアルター電圧の一定割合の値に相当する。動的フォーカス制御は多くの場合電子ビームの位置に応じて受像管に印加されるフォーカス電圧の値を調整するために設けられ、偏向による電子ビームパスの長さの変動などに左右されずに電子ビームの画面上でのフォーカスを維持することを可能にする。
【０００４】
フォーカス電圧の高電圧成分はアルター電圧（ultor voltage）を生成する高電圧変圧器によって提供されてよい。このようにフォーカス電圧の高電圧成分を調整するには直流電圧分圧器を高電圧変圧器のフォーカス電圧端子とフォーカス電極端子との間に設けることが要される場合がある。なお、この分圧器は選択可能な分割比率を有する。
【０００５】
ビデオのロードによるビーム電流の変化によりアルター電圧のズレや変動が生じることが知られている。既知技術では、高電圧変圧器の端子で生成されたビーム電流関連電圧変動をフォーカス電極に印加して、フォーカス電圧にアルター電圧の変動をトラッキングするようにしている。ここではこの比率トラッキング要件が画像の全箇所において満たされている必要があり、画像においてアルター電圧がフォーカス電圧に対してずれている箇所がある場合ここでピンボケが発生し問題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで高電圧変圧器のフォーカス電圧端子で生成されたこのビーム電流関連電圧変動を上記分圧器の抵抗を用いてフォーカス電極に印加することが提案される。フォーカス電極にビーム電流関連電圧変動を印加するのに結合コンデンサを適用しないことはコストの削減につながる。というのは、高電圧動作においてコンデンサは定格されなければならない場合があるがこの必要性がなくなる。
【０００７】
また、フォーカス端子における総合又は等価容量性インピーダンスを低減させることが提案される。というのは高い値を有する分圧器の抵抗とフォーカス端子における総合容量性インピーダンスとは電圧変動に対するローパスフィルタを形成してフォーカストラッキング性能を劣化しうるためこのような問題を回避することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一仕様によるビデオディスプレイ装置は、アルター電圧端子を有し、ビーム電流を生成するためにこのアルター電圧端子においてアルター電圧を生成する。このアルター電圧はビーム電流に変化がある場合は変動する。また、インピーダンスが第１項電圧と陰極線管のフォーカス端子とに結合され、これによりフォーカス端子においてフォーカス電圧トラッキングのために提供されるアルター電圧の変動を示す電圧変動を含む第２高電圧が生成されうる。また、周期的補正信号に反応する増幅器がフォーカス端子にコンデンサによって結合されるが、ここでは動的フォーカス電圧を生成するためにフォーカス端子で生成される等価キャパシタンスに加算される値が７５ピコファラッド以下であるようする。この動的フォーカス電圧はビームの投下位置の変動に応じて変動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１ａに示されるテレビ１０は右下に陰極線管（ＣＲＴ）又はキネスコープ１２を有する。このＣＲＴ１２は画面１２Ｓ、アルター又は高電圧端子１２Ｕ、フォーカス端子１２Ｆ、及びカソード１２Ｃを有する。ＣＲＴ１２のカソード１２Ｃは画像信号源としてのビデオ源１４に接続される。図１ａにおいて示されるように、ＣＲＴ１２は３つある同様のＣＲＴのうちの１つであってよく、例えば投影型テレビ配置において適用されうる。また、残りの２つの受像管はこの図において符号３６に示される。
【００１０】
ＣＲＴ１２のアルター電圧端子１２Ｕは高電圧／フォーカス源２００の高電圧出力端子２１０に接続される。この高電圧／フォーカス源２００は図１ｂにおいてより詳細に示される。高電圧／フォーカス源２００のフォーカス電圧出力端子２２０では直流又は静的フォーカス電圧が生成される。このフォーカス電圧出力端子２２０は分圧器２８を有するフォーカス制御２６によってフォーカス端子１２Ｆに結合される。分圧器２８は抵抗Ｒ１０１とＲ１０２と、これらの間に設けられるタップ２８ｔを有する。分圧器２８の抵抗Ｒ１０１の端部のうちタップ２８ｔから離れている一端は直接又はガルバニック作法でフォーカス電圧端子２２０に接続される。タップ２８ｔは直流的にＣＲＴ１２のフォーカス端子１２Ｆに接続される。フォーカス制御２６は入力ポート２６ｉを有する。この入力ポート２６ｉには他のフォーカス信号が印加されることが可能であり、このようなフォーカス信号はコンデンサＣ１０１によってフォーカス端子１２Ｆに結合される。同業者には自明であるように、静的フォーカス電圧は受像管（ＣＲＴ）１２の陰極線又はビームの強度変化によって可変である。
【００１１】
図１ｂは図１ａの高電圧／フォーカス源２００の詳細を示す図である。図１ｂにおいて高電圧／フォーカス源２００は高電圧集積変圧器２３０を有する。この変圧器２３０は第１巻線２３０Ｐ及び第２巻線を有し、この第２巻線は中間整流素子２３０Ｄ１，２３０Ｄ２，２３０Ｄ３，２３０Ｄ４，２３０Ｄ５，２３０Ｄ６及び２３０Ｄ７に直列接続される複数の巻線部２３０Ｓ１，２３０Ｓ２、２３０Ｓ３，２３０Ｓ４、２３０Ｓ５、及び２３０Ｓ６から構成される。巻線部２３０Ｓ１，２３０Ｓ２、２３０Ｓ３，及び２３０Ｓ４の内部抵抗はまとめて１つの抵抗２３０Ｒ１によって示され、これは巻線２３０Ｓ１と高電圧出力端子２１０との間に直列接続される。同様に巻線２３０Ｓ５及び２３０Ｓ６の内部抵抗はまとめて抵抗２３０Ｒ２によって示され、これはダイオード２３０Ｄ７とグランド電圧との間に直列接続される。フォーカス電圧端子２３０ｔはダイオード２３０Ｄ４と２３０Ｄ５との間に配置されるタップ点に接続される。このタップ２３０ｔより上に配置される巻線及びダイオードの浮遊又は分布キャパシタンスはコンデンサ２３０Ｃ１によって示され、このコンデンサ２３０Ｃ１は高電圧端子２１０とタップ端子２３０ｔとの間に接続される。同様にこのタップ２３０ｔより下に配置される巻線及びダイオードの浮遊又は分布キャパシタンスはコンデンサ２３０Ｃ２によって示され、このコンデンサ２３０Ｃ２はタップ端子２３０ｔとグランドとの間に接続される。また、アーク保護のためにタップ２３０ｔとフォーカス端子２２０との間には１Ｍ抵抗が設けられる。変圧器２３０の第１巻線はその一方の端子２４０で規制Ｂ＋源に接続され、他方の端子では水平出力トランジスタ２５０に接続される。このトランジスタ２５０は図１ａに示される偏向部１６の一部を構成する。
【００１２】
図１ａの左上に示される偏向部１６は合成ビデオ信号又は少なくとも分離同期信号を入力ポート１６ｉで受信する。偏向部１６は垂直及び水平偏向信号を生成する。これらの偏向信号はそれぞれ出力端子（この図ではまとめて出力端子１６ｏで示す）で生成され、パス１９を介して偏向巻線（まとめて１２Ｗとして図示）に印加される。周知であるようにこれらの巻線はＣＲＴ１２に対応付けられる。また、偏向部１６は例えば東芝ＴＡ１３１７ＡＮ偏向プロセッサなどの偏向プロセッサ１８を含む。偏向プロセッサ１８は出力ポート１８Ｈで水平動的フォーカス信号を生成し、出力ポート１８Ｖで垂直動的フォーカス信号を生成する。
【００１３】
また、図１ａに示される動的フォーカス合成回路／増幅器２０は、ＮＰＮトランジスタＱ５、Ｑ６、共通エミッタ抵抗Ｒ１０、及びアーク抑制抵抗Ｒ５０５を有する差動増幅器２２から構成される。偏向プロセッサ１８の端子１８Ｖからの垂直動的フォーカス信号はゲイン／位相補正部２３の垂直位相補正回路部に印加される。垂直動的フォーカス信号はアークサージ抑制抵抗Ｒ３０１、ＤＣブロックコンデンサＣ３０１、及び位相補正用のローパスフィルタ素子Ｒ５０４ｃ３０２を介して差動増幅器２２の第１入力ポート２２ｉ１に印加される。また、抵抗Ｒ１１及びＲ１２を含む分圧器は差動増幅器２２の入力端子２２ｉ１に印加される。また抵抗Ｒ１１及びＲ１２を含む分圧器がＤＣバイアスを差動増幅器２２の入力端子２２ｉ１に提供する。抵抗Ｒ５０４とコンデンサＣ３０２とを含むローパスフィルタ又は垂直位相補正回路２３は、差動増幅器２２の第１入力ポート２２ｉ１に結合される偏向プロセッサ１８の端子１８Ｖで生成される垂直動的フォーカス信号の成分に位相遅延及び約５５Ｈｚ以上の周波数の減衰を付加する。偏向プロセッサ１８の端子１８Ｈで生成される水平動的フォーカス信号はリトレース放物線を含むかあるいはこれに対応付けられる。信号の帯域幅を制限するためにこのリトレース放物線は水平動的フォーカス信号から除去され、よってスルーレートの制限された回路がこれらの信号に効果的に反応することができるようになる。リトレース放物線はリトレース放物線除去回路２４によって水平動的フォーカス信号から除去され、このリトレース放物線除去回路２４はトランジスタＱ２０１，Ｑ２０２，Ｑ４０１，ダイオードＤ２０１，Ｄ２０２，Ｄ２０３コンデンサＣ２０１及び抵抗Ｒ１６，Ｒ２０１，Ｒ２０２，Ｒ２０３，Ｒ２０４、Ｒ４０１を有する。
【００１４】
図１ａにおいてリトレース放物線除去回路２４は、入力ポート２４ｉとバッファー増幅器トランジスタのベースＱ４０１との間に電気的に接続される抵抗Ｒ１６と結合コンデンサＣ２０１との直列接続を含む。これによりリトレース放物線除去回路２４の残り部分がない場合、変更なしに水平動的フォーカス信号は入力ポート２４ｉからバッファー増幅器トランジスタのベースＱ４０１へと結合される。リトレース放物線除去回路２４の水平リトレースパルス源２４Ｈは抵抗Ｒ２０１を介して正のパルスをエミッタ接地されたＮＰＮトランジスタＱ２０２のベースに結合させる。なお、トランジスタＱ２０２は水平トレース期間中非導通であり、水平リトレース期間中は導通する。水平トレース期間中トランジスタＱ２０２が非導通状態であるあいだＰＮＰトランジスタＱ２０１はベースバイアスを受信せず、よって非導通状態となる。一方トランジスタＱ２０２が導通状態である水平リトレース期間中は抵抗Ｒ２０２及びＲ２０３を含む分圧器がトランジスタＱ２０１のベース／エミッタ接合に順方向バイアスを印加する。これによりトランジスタＱ２０１はオン状態になる。トランジスタＱ２０１のエミッタ電流はダイオードＤ２０１を通過して電源＋Ｖ１に流れる。よってトランジスタＱ２０１のエミッタは電圧＋Ｖ１よりも１半導体接合電圧分（１ＶＢＥ）低い電圧に維持される。トランジスタＱ２０１は更にコレクタ・エミッタ間の電圧差を飽和状態あるいはこれが小さい状態を実現する。よってＱ２０１のコレクタ、すなわち出力ポート２４ｏの電圧は電圧＋Ｖ１から１ＶＢＥの差の範囲内にまで上昇しうる。したがってリトレース放物線除去回路２４の出力電圧は水平リトレース期間中入力ポート２４ｉに印加される水平動的フォーカス信号の強度とは関係なく一定電圧に設定される。また、この回路２４におけるダイオードＤ２０２及び抵抗Ｒ２０１は分圧器を形成し、Ｄ２０１のアノードに印加される＋Ｖ１よりも２ダイオード電圧分（２ＶＢＥ）低い参照電圧を提供する。したがってダイオードＤ２０２及びＤ２０３のアノードは＋Ｖ１よりも２ＶＢＥ低い。ダイオードＤ２０３及びコンデンサＣ２０１は水平動的フォーカス波形における最も大きい正の値をトランジスタＱ２０１のエミッタにおける電圧にクランプする。ダイオードＤ２０２とＤ２０３との間の電圧低下は相互に打ち消され、ダイオードＶＢＥにおける温度に依存する変化によるクランプされた出力信号における変動を最小限にしうる。同様にダイオードＤ２０１はトランジスタＱ４０１におけるＶＢＥの低下を打ち消し、よってＱ４０１からのコレクタ電流はトランジスタＱ４０１のベースにおける波形の最大値（正の値）部分ではゼロに近い。これが抵抗Ｒ４０において反転された状態で現れる波形における最低値（負の値）部分がグランドにクランプされる。この部分は水平リトレース期間においてトランジスタＱ２０１を切り替えることによって削除される部分を含む。このグランドクランプ動作により、偏向プロセッサＩＣ１８のバス制御などによって水平動的フォーカス波形振幅が変化する場合などにおいて予測可能な直流電圧又はＤＣが維持されうる。
【００１５】
リトレース放物線が除去された水平動的フォーカス信号はトランジスタ２０１のコレクタで生成され、ＰＮＰトランジスタＱ４０１及び抵抗Ｒ４０１、Ｒ４０２を含む反転増幅器のベースに印加される。増幅された水平動的フォーカス信号（リトレース放物線が除去されたもの）は、リトレース放物線除去回路２４の出力２４ｏを出て、トランジスタＱ４０１のコレクタからＡＣゲイン決定抵抗Ｒ１７、高周波数ピークコンデンサＣ２４、及び結合コンデンサＣ４０１の直列／並列接続を介して差動増幅器２２の第２入力ポート２２ｉ２に結合される。差動増幅器２２はコレクタ電流をトランジスタＱ５及びＱ６の両方から生成する。これらのトランジスタＱ５及びＱ６は垂直及び水平動的フォーカス信号の合成イン関連付けられる。トランジスタＱ６のコレクタにおける電流は何の影響もなく直流電圧源Ｖ１に供給される。トランジスタＱ５のコレクタにおける電流の流れは所望の合成動的フォーカス信号を示す。
【００１６】
図１ａに示される動的フォーカス増幅器１７は、差動増幅器２２、Ｑ１保護回路２５、Ｑ１バイアス検出回路３２、フィードバック素子Ｒ２及びＣ５０４、直流（ＤＣ）ゲイン／バイアス決定抵抗Ｒ５、Ｒ１１、及びＲ１２、垂直ゲイン／位相成分Ｒ３０１，Ｃ３０１，Ｒ５０４，及びＣ３０２，ゲイン決定成分Ｒ４０１，Ｃ４０１、Ｃ２４、Ｒ１７、及びサージ抑制抵抗Ｒ５０３、Ｒ２５を含む。これらの構成要素の詳細については以下に示す。なお、動的フォーカス増幅器１７は出力ポートして端子１７ｏを有する。
【００１７】
図１ａに示されるトランジスタＱ２０は、差動増幅器２２のトランジスタＱ５とカスケード配置接続され、これらの要素の間には低値サージ抑制抵抗Ｒ５０６が配置される。トランジスタＱ２０は低電流ゲイン及び高電圧ゲインを有する高電圧トランジスタである。トランジスタＱ２０のベースはサージ抑制抵抗Ｒ２５によって直流電圧源Ｖ１に接続される。よってトランジスタＱ２０のエミッタは電圧Ｖ１を上回ることはない。また、このような構成により、トランジスタＱ５のコレクタにおいて一定の電圧が維持される。よってここではコレクタ／ベース間ミラーキャパシタンスを介して結合されてより高い周波数では変性フィードバックとして機能しうるこのコレクタで電圧の変化は生じず、よってトランジスタＱ５は広い帯域幅を維持しうる。
【００１８】
図１ａに示されるトランジスタＱ１、Ｑ２０、及びこれらに付属する要素は合成された動的フォーカス信号を増幅するための高電圧動的フォーカス信号増幅器１７の一部を構成する。動的フォーカス信号増幅器１７の負荷の大半はキャパシタンスであり、これはキャパシタンスＣワイヤとＣ１０１との並列接続と等しく、Ｃ１０１は増幅されたフォーカス信号によって駆動されるＣＲＴにおけるキャパシタンスＣＴ１との直列関係にある。この負荷キャパシタンスはトランジスタＱ１を介して充電され、トランジスタＱ２０を介して排電される。図１ａにおいてＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタはダイオードＤ５０１によって接続され、供給電圧Ｖ２を受信する。またこのエミッタは抵抗Ｒ５０１及び定電圧ダイオードＤ４を介してトランジスタＱ２０のコレクタに接続される。トランジスタＱ１のベースは導線６０を介してトランジスタＱ２０のコレクタに接続される。このトランジスタＱ１のベースは更に抵抗Ｒ５０２を介してコンデンサＣ５０１とダイオードＤ５０２カソードとの結合点に接続される。コンデンサのもう一方の端子及び定電圧ダイオードＤ５０３のアノードは抵抗Ｒ５０１の定電圧ダイオードＤ４のアノードとの結合点に接続される。ダイオードＤ５０２のアノード及び定電圧ダイオードＤ５０３のカソードは抵抗Ｒ５０３を介して動的フォーカス増幅器１７の出力端子１７ｏに接続される。コンデンサＣ５０４に並列配置される抵抗Ｒ２は出力端子１７ｏ付近からのネガティブフィードバックを差動増幅器２２の入力ポート２２ｉ２に供給する。
【００１９】
図１ａの動的フォーカス信号増幅器１７の動作においては、トランジスタＱ５のコレクタ電流がトランジスタＱ２０のエミッタ／コレクタ・パス、ダイオードＤ４、コンデンサＣ５０１、及びダイオードＤ５０２を介して動的フォーカス信号増幅器１７の出力端子１７ｏに結合される。このトランジスタＱ２０から出力端子１７ｏへの電流の流れによってコンデンサＣ５０１は充電される。この充電は定電圧ダイオードＤ５０３の定電圧又はブレイクダウン電圧に達するまで続けられ、その後ダイオードＤ５０３は導通し、コンデンサＣ５０１における電圧を定電圧に等しい一定の値に維持する。トランジスタＱ２０のコレクタ電流のごく一部は抵抗Ｒ５０２を通過する。トランジスタＱ２０におけるコレクタ電流が流れている間トランジスタＱ１はオフ状態又は非導通状態に維持される。これは定電圧ダイオードＤ４における順方向電圧低下はトランジスタＱ１のベース／エミッタ接合を逆バイアスするからである。
【００２０】
動的フォーカス信号増幅器１７の動作サイクルの一部において図１ａのトランジスタＱ２０のコレクタ電流がゼロまで低下すると、トランジスタＱ１はオン状態にされるかあるいは導通状態にされる。これはコンデンサＣ５０１から抵抗Ｒ５０２、トランジスタＱ１のベース／エミッタ接合、及び抵抗Ｒ５０１を介してコンデンサＣ５０１へと戻るような電流の流れによって実現される。トランジスタＱ１が導通状態であると、実質的なＱ１電流がＶ２電圧源からダイオードＤ５０１、トランジスタＱ１のコレクタ／エミッタ・パス、抵抗Ｒ５０１，及び順方向バイアス定電圧ダイオードＤ５０３を介して増幅器出力端子１７ｏに流入する。トランジスタＱ１へのオーバーカレント損傷はエミッタ抵抗Ｒ５０１において出力されるフィードバック電圧によって回避されうる。これによってコレクタ電流はエミッタ抵抗Ｒ５０１において検出されるダイオードＤ４の定電圧によって規定される値（ベース／エミッタ間電圧だけマイナスされた値）に制御される。したがってＤ４定電圧に達するとトランジスタＱ１は常に一定電流で動作する。コンデンサＣ５０１は増幅器の動作サイクルにおいてトランジスタＱ２０がオフ状態である期間中トランジスタＱ１をオン状態に維持し、さらにＱ１のコレクタ／エミッタ電圧が低いときにトランジスタＱ１をオン状態に維持するのに十分な電力を蓄積している。これによって最大ポジティブ増幅器電圧が電源Ｖ２の電圧に近い値に達することが可能である。正の電源Ｖ２と出力端子１７ｏとの間に接続される抵抗Ｒ１はスタートアップ時にコンデンサＣ５０１を予備充電して周期的ＡＣパンプ動作が開始されうるようにする。また受像管１２においてアルター電圧端子１２Ｕとフォーカス端子１２Ｆとの間に内部アークが発生した場合、ダイオードＤ５０１及び抵抗Ｒ５０２が協働してトランジスタＱ１をそのコレクタ／ベース接合を介してオーバーカレントから保護しうる。
【００２１】
図１ａの増幅器１７は少なくともその出力端子１７ｏの観点からは高電圧動作増幅器としてみなされることが可能である。この動作増幅器において、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ５０４は出力から入力へのフィードバックを提供する。そして抵抗Ｒ５，Ｒ１１及びＲ１２は直流（ＤＣ）動作点を設定する。抵抗Ｒ１７及びコンデンサＣ２４は水平動的フォーカス信号の動的又はＡＣゲインを設定する。垂直動的フォーカス信号の動的又はＡＣゲインはゲイン／位相補正回路２３によって設定され、この補正回路２３はＲ５０４及びＣ３０２、並びにＲ２、Ｒ５，Ｒ１７，Ｒ４０２，及びＣ４０１を含む。偏向プロセッサ１８の出力ポート１８Ｖから増幅器１７の非反転入力ポート２２ｉ１に流れる垂直信号はＲ５０４及びＣ３０２を含むローパスフィルタによって規制される。ここで説明を簡略にするためにＣ４０１による影響は小さいため無視するとして、入力ポート２２ｉ１に印加される垂直信号についての増幅器１７のゲインは以下の式によって求められる。
Ｖゲイン＝Ｒ２＊（Ｒ５＋Ｒ１７＋Ｒ４０２）／Ｒ５＊（Ｒ１７＋Ｒ４０２）
ここで「＊」は乗算を示す。なお、図１ａに示される成分値からゲインを計算すると、３２９という値が得られる。
【００２２】
図１ａに示されるＱ１バイアス検出部３２の出力ポート３２ｏで生成される垂直及び水平動的バイアス信号の増幅合成信号は低インピーダンス源から生成されたとみなされることが可能である。これらの信号はサージ抑制抵抗Ｒ５０３を介してポート１７ｏからフォーカス制御部２６の入力ポート２６ｉに印加され、更には受像管１２以外の他の受像管に対応付けられるフォーカス制御（これらはまとめて符号３６によって示される）に印加されることも可能である。浮遊ワイヤキャパシタンスはＣワイヤとして示され、この値は１０ピコファラッド（ｐＦ）である。受像管１２など１つの受像管のフォーカス電極によって提供されるキャパシタンスＣＴ１は約２５ピコファラッドである。本発明の一仕様によると、ビーム電流に応じて高電圧を可変にすることにより調整された高電圧源に比べてコスト削減を実現することが可能である。したがって高電圧源２００は調整されず、高電圧源２００へのビーム電流ローディングによる高電圧変動又は「サグ」は（減衰を伴い）分圧器２８を介してフォーカス端子１２Ｆへ結合される。なお、この高電圧源２００へのビーム電流ローディングによる高電圧変動のうちコンデンサによってフォーカス端子１２Ｆに結合される部分はほとんどなく、したがって高価な結合コンデンサの必要性がなくなる。
【００２３】
高電圧のサグがフォーカス電圧源Ｖ１００からフォーカス制御２８のタップに結合されると、キネスコープのフォーカス電極における内在キャパシタンスＣＴ１の短絡効果又は並列効果により周波数依存の減衰が生じる。この減衰は結合コンデンサＣ１０１の存在により上昇する傾向にある。これら２つのキャパシタンスは、フォーカス制御２８の等価並列抵抗と共にフォーカス電圧源２２０のサグ信号に対して約９０Ｈｚの遮断周波数を有するローパスフィルタを形成する。このフィルタの遮断周波数が低すぎると、フォーカス電圧源２２０からのサグ信号の高周波数成分が減衰されてしまう。本発明の一実施形態によると、図１ａのフォーカス電圧源２２０からフォーカス端子１２Ｆへのサグ信号の結合は、フォーカス結合キャパシタンスＣ１０１を実践的に可能な限り低減することによって最適化される。しかし、キャパシタンスＣ１０１の値を低減することで増幅器出力ポート１７ｏからＣＲＴフォーカス端子１２Ｆに印加される利用可能な動的フォーカス信号が減衰されてしまう。ＣＲＴフォーカス端子１２Ｆでの最適な機能を実現するのに要される動的フォーカス信号はＣＲＴの特性によって決定され、これは一定値である。キャパシタンスＣ１０１と、Ｒ１０及びＲ１０２に並列するキャパシタンスＣＴ１によって形成されるインピーダンスとの直列配置構成によって形成される分圧器における動的フォーカス信号の減衰は増幅器１７のゲインの上昇によって補償される。しかし増幅器１７から出力されるこの補正用の信号は図１ａ源Ｖ２及びトランジスタＱ１、Ｑ２０の電圧ブレイクダウンレートによって制限されてしまう。よってこれらの条件や制限間の妥協によりキャパシタンスＣ１０１の合理的な最適値が確定されうる。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、キャパシタンスＣ１０１の値としては、フォーカス端子１２Ｆで出力された等価キャパシタンス値（非図示）に７５ピコファラッド以上加算されないような値が選択される。このようなキャパシタンスＣ１０１の値の選択により比較的大きな抵抗Ｒ１０１を適用することが可能になり、よって過剰な電力の浪費が抑制されうる。
【００２５】
このフォーカス端子１２Ｆで出力される等価キャパシタンス値（非図示）はキャパシタンスＣＴ１の値（２５ピコファラッド）とキャパシタンスＣ１０１によって提供されるキャパシタンス値の合計に等しい。ここではキャパシタンスＣ１０１の値は３３ピコファラッドに設定される。これは上述の７５ピコファラッド以下という条件を満たし、フォーカス端子１２Ｆで出力される等価キャパシタンス値は５８となる。
【００２６】
このようにしてキャパシタンスＣ１０１の短絡効果によりフォーカス端子１２Ｆで出力される電圧変動の周波数依存減衰（非図示）が低減されうる。よって端子１２Ｕにおいて十分なアルター電圧変動のフォーカス電圧トラッキングが実現されうる。また、端子１７ｏからキャパシタンスＣ１０１によって結合される動的フォーカス電圧の周波数依存減衰は、増幅器１７のダイナミックレンジを考慮して過剰にならないように制御されうる。
【００２７】
本発明のまた別の実施形態によると、端子１２Ｆにおけるフォーカス電圧トラッキングは抵抗Ｒ１０１を適用し、電圧変動をフォーカス端子１２Ｆに結合するのに結合コンデンサを適用しないことによって実現されうる。フォーカス電極１２Ｆにビーム電流関連電圧変動を印加するのに結合コンデンサを適用しないことはコストの削減につながる。というのは、高電圧動作においてコンデンサは定格されなければならない場合があるがこの必要性がなくなるからである。
【００２８】
前述のように図１ａの例では、キャパシタンスＣ１０１の値は約３３ピコファラッドであって、これは７５ピコファラッドという上限値の条件を満たす。また、内在キャパシタンスＣＴ１の値は２５ｐＦである。これらの値は、キャパシタンスＣ１０１及びＣＴ１並びに抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２によって形成されるローパスフィルタの遮断周波数をフォーカスサグ信号においてフィルタの減衰が過剰になる周波数部分よりも高い周波数に維持することができる。ここで示される値では、遮断周波数は約９０Ｈｚとなる。したがってＶ１００からの静的フォーカス電圧のサグ成分は過剰な減衰を伴わずにフォーカス端子１２Ｆに結合される。但し、好適なフォーカストラッキングを実現するためには、フォーカス端子１２Ｆにおけるフォーカス電圧は源２００の端子２２０からのサグ信号に対して迅速に反応しなければならない。なお、最適なフィルタ遮断周波数は約４００Ｈｚ以上である。９０Ｈｚという遮断周波数は主に動的フォーカス増幅器１７のダイナミックレンジの制限に応じて得られた妥協点である。
【００２９】
垂直動的フォーカス放物線信号は６０Ｈｚのベース周波数を有し、又これより高い調波を含む。この垂直動的フォーカス放物線信号のエネルギーのほとんどは１ｋＨｚ以下にある。この６０Ｈｚから１ｋＨｚの周波数帯域において、波形を維持するために垂直動的フォーカス信号源からフォーカス端子１２Ｆへ略均一の振幅レスポンス及び対数でプロットしたとき線形の位相レスポンスが提供されることが好ましい。一方、水平ベース周波数は（少なくとも一部のテレビディスプレイでは）約３２ｋＨｚであって、ここから周波数１ＭＨｚまでの調波が含まれる。ここでも波形を維持するために、この３０ｋＨｚから１ＭＨｚ程度の周波数帯域において、動的フォーカス信号の振幅レスポンスは略均一な振幅レスポンスであることが望ましく、また位相レスポンスは対数でプロットしたとき線形の位相レスポンスであることが望ましい。垂直及び水平動的フォーカス信号の位相エラーはいずれも波形を変形し、これを最適なタイミング位置からずらす。
【００３０】
本発明のまた別の実施形態によると、垂直及び水平動的フォーカス信号が画旺盛される前又は先の段階において位相補償が追加される。これにより垂直動的フォーカス信号の少なくとも一部の成分における回避不能な位相シフトに対して補償を行うことができる。図１ａの例では、抵抗Ｒ５０４とトランジスタＱ６のベースとの間にコンデンサＣ３０２が追加される。コンデンサＣ３０２の値は抵抗Ｒ５０４の値に関連して選択され、抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２に関連するキャパシタンスＣ１０１及びＣＴ１によって定義されるハイパスフィルタの特性に対して理想的には補完的である特性を有するローパスフィルタを定義する。これらのフィルタの特性が相互補完的である範囲において、キャパシタンスＣ１０１によってＲ１０１／Ｒ１０２を介して結合される動的フォーカス信号に導入される位相シフトは、このＣ３０２及びＲ５０４からなるローパスフィルタによって補正される。そしてこの位相シフトの補正により受像管における画像のピンボケを防止しうる。
【００３１】
本発明の更なる実施形態によると、図１ａに示されるＲ５０４とＣ３０２とからなるローパスフィルタによって引き起こされる垂直動的フォーカス信号の減衰は、動的フォーカス増幅器／合成器１７のゲインの上昇によってオフセットされる。ゲインの上昇は、例えばＣ４０１、Ｃ２４、及びＲ１７からなる抵抗／容量（ＲＣ）網の減衰を低下させるなどの周知の方法で実現されうる。より具体的には、これは結合コンデンサＣ４０１の値を大きくすることによって実現されうる。図１ａの例ではこの値は１０ミクロファラッドに設定される。
【００３２】
図２ａは図１ａにおける３つのＣＲＴ（すなわちＣＲＴ１２及びブロック３６によってまとめて示される他の２つのＣＲＴ）の配置を示す。この図は動的フォーカス信号及びサグ信号がこれら３つのＣＲＴのフォーカス端子に同のように結合されるかを示す。図２ａでは赤、緑、及び青のＣＲＴがそれぞれ１２Ｒ、１２Ｇ，及び１２ｂとして示される。青ＣＲＴ１２ｂはカソード１２ＣＢ，スクリーン画面１２ＳＢ、フォーカス端子１２ＦＢ、及びアルター電圧端子１２ＵＢを有する。同様に緑ＣＲＴ１２Ｇはカソード１２ＣＧ，スクリーン画面１２ＳＧ、フォーカス端子１２ＦＧ、及びアルター電圧端子１２ＵＧを有し、赤ＣＲＴ１２Ｒはカソード１２ＣＲ，スクリーン画面１２ＳＲ、フォーカス端子１２ＦＲ、及びアルター電圧端子１２ＵＲを有する。高電圧／フォーカス源２００の高電圧端子２１０は共通導線２１０Ｃによってアルター電圧端子１２ＵＢ，１２ＵＧ，及び１２ＵＲに接続される。図２ａでは青ビデオ源Ｖ１０１ｂが青ＣＲＴカソード１２ＣＢに接続され、緑ビデオ源Ｖ１０１Ｇが緑ＣＲＴカソード１２ＣＧに接続され、赤ビデオ源Ｖ１０１Ｒが赤ＣＲＴカソード１２ＣＲに接続される。
【００３３】
図２ａの赤、緑、及び青ＣＲＴ１２Ｒ、１２Ｇ，及び１２ｂのフォーカス端子は共通フォーカス制御構成２２６においてそれぞれ個々の分圧器２８Ｒ，２８Ｇ，及び２８Ｂのタップに接続される。より具体的には、青フォーカス端子１２ＦＢは、抵抗Ｒ１０１ｂ及びＲ１０２ｂを含む抵抗電圧分圧器２８Ｂのタップ２８ｔＢに接続される。同様に緑フォーカス端子１２ＦＧは、抵抗Ｒ１０１Ｇ及びＲ１０２Ｇを含む抵抗電圧分圧器２８Ｇのタップ２８ｔＧに接続され、赤フォーカス端子１２ＦＲは、抵抗Ｒ１０１Ｒ及びＲ１０２Ｒを含む抵抗電圧分圧器２８Ｒのタップ２８ｔＲに接続される。高電圧／フォーカス源２００のフォーカス源端子２２０は共通導線２２０Ｃによって抵抗Ｒ１０１ｂ，Ｒ１０１Ｇ，Ｒ１０１Ｒそれぞれの端部のうちタップ２８ｔＢ，２８ｔＧ，２８ｔＲから離れているほうの端部に結合される。また、図２ａに示されるようにフォーカス電極又は端子のキャパシタンスＣＴ１ｂ，ＣＴ１Ｇ，ＣＴ１Ｒはそれぞれ２５ｐＦである。
【００３４】
図１ａの動的フォーカス増幅器１７の出力端子１７ｏからの水平及び垂直動的フォーカス電圧は図２ａの導線２１７を介してフォーカス制御２２６の入力ポート２６ｉＢ，２６ｉＧ，２６ｉＲに印加される。ポート２６ｉＢは直列コンデンサＣ１０１ｂを介して分圧器２８Ｂのタップ２８ｔＢに接続され、ポート２６ｉＧは直列コンデンサＣ１０１Ｇを介して分圧器２８Ｇのタップ２８ｔＧに接続され、ポート２６ｉＲは直列コンデンサＣ１０１Ｒを介して分圧器２８Ｒのタップ２８ｔＲに接続される。なお、コンデンサＣ１０１Ｒ，Ｃ１０１Ｇ，Ｃ１０１ｂの値は図１ａに示されるようにそれぞれ３３ｐＦに設定される。
【００３５】
図３ａは、１ボルト垂直動的フォーカス信号を図１ａの偏向プロセッサ１８の出力１８Ｖから図２ａのＣＲＴ１２Ｒ、１２Ｇ，１２ｂのフォーカス端子１２ＦＲ，１２ＦＧ，１２ＦＢのいずれかへ伝達する際の伝達関数における位相（度）と周波数（対数）との関係を示すグラフ３００を示す。図３ｂはこれに対応する振幅（ボルト）グラフ３０２を示す。図３ｃは１ボルト高電圧サグ信号を図２ａの導線２１０ＣからＣＲＴ１２Ｒ、１２Ｇ，１２ｂのフォーカス端子１２ＦＲ，１２ＦＧ，１２ＦＢのいずれかへ伝達する際の伝達関数における位相（度）と周波数（対数）との関係を示すグラフ３０４を示す。図３ｄはこれに対応する振幅（ボルト）グラフ３０６を示す。
【００３６】
図２ｂは図２ａ同様の概略構成図であるが、コンデンサＣ１０１ｂ，Ｃ１０１Ｇ，及びＣ１０１Ｒの値が３３ｐＦではなく３３０ｐＦに設定され、導線２１７において１２０ｐＦの値を有する更なるコンデンサＣ１０２が直列接続される点で図２ａとは異なる。このコンデンサＣ１０２のキャパシタンス１２０ｐＦは、並列接続される３つの４０ｐＦコンデンサのキャパシタンスに等しい。これら４０ｐＦコンデンサはそれぞれ３３０ｐＦコンデンサＣ１０１ｂ′、Ｃ１０１Ｇ′、Ｃ１０１Ｒ′に直列接続される。よって各ＣＲＴへの実質結合キャパシタンスは約３５ｐＦであり、この値は各ＣＲＴのフォーカス端子の浮遊キャパシタンスの大きさと同程度である。図２ｂに示される回路はフォーカス制御機構２２６が小さな値の結合コンデンサで商業化されていない場合などに適用されうる。
【００３７】
図４ａは、１ボルト垂直動的フォーカス信号を図１ａの偏向プロセッサ１８の出力１８Ｖから図２ｂのＣＲＴ１２Ｒ、１２Ｇ，１２ｂのフォーカス端子１２ＦＲ，１２ＦＧ，１２ＦＢのいずれかへ伝達する際の伝達関数における位相（度）と周波数（対数）との関係を示すグラフ４００を示す。図３ｂはこれに対応する振幅（ボルト）グラフ４０２を示す。図３ｃは１ボルト高電圧サグ信号を図２ｂの導線２１０ＣからＣＲＴ１２Ｒ、１２Ｇ，１２ｂのフォーカス端子１２ＦＲ，１２ＦＧ，１２ＦＢのいずれかへ伝達する際の伝達関数における位相（度）と周波数（対数）との関係を示すグラフ４０４を示す。図３ｄはこれに対応する振幅（ボルト）グラフ４０６を示す。なお、図４ａ〜４ｄに示されるレスポンスは図３ａ〜３ｄに示されるレスポンスに非常に似ている。この類似性はこれらの回路が電気的に同等であり、よって互換性を有することを示す。
【００３８】
図３ａ及び３ｂまたは図４ａ及び４ｂにおいて、周波数６０Ｈｚと１ＫＨｚとの間で振幅は１５Ｖから１０Ｖまでの範囲内において変化し、位相は＋２０°から−９０°までの範囲内において変化する。また、周波数１０３Ｈｚでは位相シフトは生じない。最適なフォーカスは動的フォーカス端子が垂直偏向より若干大きな電圧位相を有する状態で検出された。
【００３９】
図３ｃ及び図４ｃは、６０Ｈｚ１３０ｍＶ（１３％）及び４００Ｈｚ５０ｍＶ（５％）での導線２１０Ｃにおける高電圧の１ボルト分の変化又はサグに対する振幅レスポンスを示す。ローパスフィルタの遮断周波数、すなわち位相が−４５Ｅに等しいときは９０Ｈｚである。これに対して図１ｂ、図２ａ、２ｂで示される分圧器の値での導線２１０Ｃにおける１ボルト分の変化又はサグに対する理想的なレスポンスは、図１ｂのフォーカスタップ２３０ｔの３３％にフォーカス制御分圧器２８（図２ａ又は２ｂ）の６２％をかけることによって得られ、これは２００ｍＶ（２０％）に等しい。なお、高コントラスト高輝度画素の上部エッジにおけるピンボケを抑制するためにフィルタ遮断周波数は、理想的には４００Ｈｚ以上である。しかしこれらの回路はこの理想的条件を満たさないため、中間コントラストを有する白色の水平画素の上部に対してフォーカス補正が実施され、高コントラストを有する画素は若干ぼかされる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】本発明の一実施形態による動的フォーカス信号及び高電圧関連フォーカス信号合成器の概略構成を示す図である。
【図１ｂ】図１ａにおける高電圧及びフォーカス電圧源を詳細に示す図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による３つの受像管を適用した構成の簡略回路等価図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態による別の構成を示す図である。
【図３ａ】図２ａの回路での垂直動的フォーカス信号の伝達における位相成分の周波数グラフである。
【図３ｂ】図２ａの回路での垂直動的フォーカス信号の伝達における振幅成分の周波数グラフである。
【図３ｃ】図２ａの回路での高電圧サグ信号の伝達における位相成分の周波数グラフである。
【図３ｄ】図２ａの回路での高電圧サグ信号の伝達における振幅成分の周波数グラフである。
【図４ａ】図２ｂの回路での垂直動的フォーカス信号の伝達における位相成分の周波数グラフである。
【図４ｂ】図２ｂの回路での垂直動的フォーカス信号の伝達における振幅成分の周波数グラフである。
【図４ｃ】図２ｂの回路での高電圧サグ信号の伝達における位相成分の周波数グラフである。
【図４ｄ】図２ｂの回路での高電圧サグ信号の伝達における振幅成分の周波数グラフである。
【図１ａ】
2005523652.tif 000003
【図１ｂ】
2005523652.tif 000004
【図２ａ】
2005523652.tif 000005
【図２ｂ】
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【図３ａ】
2005523652.tif 000007
【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2005523652.tif 000009
【図３ｄ】
2005523652.tif 000010
【図４ａ】
2005523652.tif 000011
【図４ｂ】
2005523652.tif 000012
【図４ｃ】
2005523652.tif 000013
【図４ｄ】
2005523652.tif 000014
【国際調査報告】
2005523652.tif 000015