(57)【要約】ビデオ受像管用の電源は、第一のビデオ規格に従う信号を表示するとき第一の値を有し、第二の規格に従うビデオを表示するとき第二の値を有する走査電圧で電圧が印加される一次巻線をもつ偏向変圧器を含んでいる。変圧器の二次巻線は、受像管のためのフィラメント電圧を生成する。可変の結合素子は、制御信号により規定される量で受像管のフィラメントにフィラメント電圧を結合する。メモリは、第一の走査電圧に応答して第一の制御信号を生成し、第二の走査電圧に応答して第二の制御信号を生成する。第一及び第二の制御信号は、変圧器からフィラメントに接続される電圧が両方の走査電圧で同じであるように選択される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極線管のフィラメント負荷に電圧を印加するためのビデオディスプレイ用電源であって、
入力供給電圧源と、
偏向周波数に関連される周波数で交流電流である調整されていない供給出力を発生するために該入力供給電圧源に接続される半導体スイッチと、該調整されていない供給出力は、フィルタリングされていない第二の供給出力を該フィラメント負荷において発生するため、該調整されていない供給出力の該周波数に関して、該フィラメント負荷にフィルタリングされずに印加され、
該第二の供給出力を調整するためのレギュレータと、
制御信号の選択された値に従って該第二の供給出力を調整するための該レギュレータの入力に接続され、値のレンジから選択された値を有する調整制御信号源と、
を備えるビデオディスプレイ用電源。
【請求項２】
該偏向周波数は周波数のレンジから選択され、該調整制御信号は、選択された偏向周波数に従って該第二の供給出力を調整するため、第一の偏向周波数が選択されたときに第一の値を有し、第二の偏向周波数が選択されたときに第二の値を有する、
請求項１記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項３】
該調整されていない供給出力は、変圧器の巻線において発生される、
請求項２記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項４】
該半導体スイッチは、該変圧器の巻線に接続され、該入力供給電圧は、該変圧器の巻線に接続され、該第一の偏向周波数が選択されたときの該入力供給電圧は、該第二の偏向周波数が選択されたときの該入力供給電圧の振幅とは異なる振幅を有する、
請求項３記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項５】
該半導体スイッチは、該変圧器の巻線において該調整されていない供給出力を発生するために接続される変圧器である共振回路において共振パルスを発生するための該共振回路に接続される、
請求項２記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項６】
該半導体スイッチは、掃引線期間及び帰線期間の間に、該調整されていない供給出力の掃引線部分と帰線部分をそれぞれ発生する偏向巻線を含む共振回路に接続され、該第一の偏向周波数が選択されたときの該入力供給電圧の振幅は、該第一及び第二の変更周波数のそれぞれで同じである該偏向巻線における偏向電流の振幅を生成するようなやり方で、該第二の偏向周波数が選択されたときの該入力供給電圧の振幅とは異なる、
請求項２記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項７】
該レギュレータは、該帰線期間の間に動作し、該掃引線期間の間にディスエーブルにされる、
請求項６記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項８】
該調整制御信号源は、該レギュレータの該入力に接続されるそのアナログ側を有するデジタル−アナログコンバータと、該デジタル−アナログコンバータのデジタル側に接続される予めプログラムされたデジタルメモリとを備える、
請求項２記載のビデオディスプレイ用電源
【請求項９】
該デジタルメモリは、少なくとも第一及び第二の予めプログラムされたメモリのロケーションを備える、
請求項８記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１０】
該メモリは、該第一の偏向周波数が選択されたときに該第一の予めプログラムされたメモリロケーションから該調整制御信号を生成し、及び該第二の偏向周波数が選択されたときに該第二の予めプログラムされたメモリロケーションから該調整制御信号を生成する、
請求項９記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１１】
該レギュレータはレベルシフトを実行する、
請求項１記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１２】
該レギュレータは、該調整制御信号に関して開ループ方式で制御される、
請求項１記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１３】
該調整制御信号源は、該レギュレータの該入力に接続されるそのアナログ側を有するデジタル−アナログコンバータと、該デジタル−アナログコンバータのデジタル側に接続される予めプログラムされたデジタルメモリとを備える、
請求項１記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１４】
該レギュレータは、該調整制御信号に応答する制御端子を有する分路用トランジスタに接続される抵抗を備える、
請求項１記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１５】
陰極線管のフィラメント負荷に電圧を印加するためのビデオディスプレイ用電源であって、
周波数のレンジから選択される偏向周波数に関連する周波数で調整されていない供給出力電圧を発生する電源パワーステージと、
調整されていない供給出力電圧を該フィラメント負荷において発生するため、該調整されていない供給出力電圧を該フィラメント負荷に印加するレギュレータと、
該レギュレータの制御入力に接続され、選択された偏向周波数に従って該調整されていない供給出力電圧を調整するため、第一の偏向周波数が選択されたときに選択可能な第一の値を有し、第二の偏向周波数が選択されたときに選択可能な第二の値を有する調整制御信号源と、
を備えるビデオディスプレイ用電源。
【請求項１６】
該電源パワーステージは、半導体スイッチに接続されるインダクタと、該第一の偏向周波数が選択されたときの振幅が該第二の偏向周波数が選択されたときの該入力供給電圧の振幅とは異なる振幅を有する該インダクタに接続される入力供給電圧源とを備える、
請求項１５記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１７】
該半導体スイッチは、変圧器の巻線において該調整されていない供給出力電圧を発生するために接続される変圧器である共振回路において共振パルスを発生するための共振回路に接続される、
請求項１６記載のビデオディスプレイ用電源。
【請求項１８】
該共振回路は、該調整されていない供給出力電圧の掃引線部分及び帰線部分を発生するために偏向巻線を含む、
請求項１７記載のビデオディスプレイ用電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受像管のフィラメント用の電源に関し、より詳細には、多数の走査周波数の環境でフィラメントに電圧を印加するためのかかる電源に関する。
【０００２】
この出願は、２００２年４月１９日に提出された米国仮出願６０／３７３，８７５号、及び２００３年１月２４日に提出された米国仮出願１０／３５１，２２０号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
テレビジョン受像管のようなビデオ表示管は、カソードから電子を放出するためにカソードを加熱するためのフィラメントを通常使用する真空管である。カソードからの電子は、ルミネセンスによるドットを発生するため高電圧端子又は蛍リン光面に向かって加速される。ドットは、受像管の面にわたって走査され、この走査により明るい表示が形成される。電子ビームの強度は、画像を形成するための走査に従って調整される。
【０００４】
過去には、テレビジョン又はビデオ受像管には、約１５，７３４Ｈｚに対応するＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格に準拠した水平走査周波数で調整された走査電圧から駆動される水平偏向変圧器からの電圧が供給される。
【０００５】
受像管の蛍光体のための高電圧は、偏向変圧器の高電圧の二次巻線からの電圧を整流することで一般に発生され、受像管のフィラメントは、変圧器のフィラメントの二次巻線からの電圧を交流にすることで駆動される。走査電圧の調整は、受像管の公称のフィラメント供給電圧レンジ内にあるフィラメント電圧を維持するために十分であると考えられている。フィラメント電圧が公称値から離れる場合、受像管の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
多機能高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ）及びＮＴＳＣディスプレイシステムの出現により、ＮＴＳＣ規格の偏向周波数と、別の、より高いＨＤＴＶ偏向周波数の両方でディスプレイシステムが動作可能であることが要求される。受像管がＮＴＳＣ及びＨＤＴＶの両方で使用されるとき、ＮＴＳＣ用に使用される偏向周波数は２Ｈである。ここで、ＨはＮＴＳＣ偏向周波数を表している。この目的のために使用されるＨＤＴＶ偏向周波数は、たとえば２．１４Ｈである場合がある。ＨＤＴＶシステムとＮＴＳＣシステムの異なる水平走査周波数のため、それらの本質的に異なる周波数で走査される受像管は、偏向周波数の影響のための補償がない場合には、走査周波数に依存して、蛍光スクリーンの異なる部分を走査することになる。ＮＴＳＣ又はＨＤＴＶで表示したときに蛍光スクリーンの走査された部分を同一にするため、走査周波数に比例して走査電圧が増加される場合がある。なお、ＨＤＴＶと対照的に、ＮＴＳＣ規格に準拠するビデオは、「標準精細度」を有すると呼ばれることがある。
【０００７】
２つの異なる走査電圧が偏向変圧器に印加されたとき、ビデオが標準精細であるかＨＤＴＶであるかに依存して、偏向変圧器のフィラメントの巻線により生じる電圧が変化する。
【０００８】
テレビジョン受像管のフィラメント電圧を調整する１つの可能なやり方は、交流のフィラメント電圧を生成し、パルスの電圧又は電流を生成するために交流電圧を整流し、キャパシタの使用によりパルス電流をフィルタリングすることである。この文脈では、用語「パルス（ｐｕｌｓａｔｉｎｇ）」は、パルスの電圧又は電流は、主に１方向的であり、交流はゼロに関して反対の極性をとる電圧及び両方向において一般に等しい量で流れる電流を一般に示す点で「交流（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）」とは異なる。その後、整流及びフィルタリングにより生じる直流電圧は、所望の値のフィラメント電圧を生成するため、従来のやり方で調整することができる。このアプローチは、ビデオディスプレイ装置におけるフィラメント電流が３／４アンペアのオーダとなる場合があり、フィルタリングのために必要とされるキャパシタが大きく、高価かつ老朽化しやすいために、効果的であるもののコストが望まれるよりも高くなる場合がある。必要とされる電流で電圧を調整するために必要とされるアクティブデバイスは、比較的高い電力が制御されるために高価になる傾向にあり、それらの取り付けは、除去されるべき熱のために高価になる傾向にある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様によれば、制御信号の制御下で結合の大きさを制御するため、制御可能な結合素子が偏向変圧器のフィラメント電圧巻線とディスプレイ受像管のフィラメントとの間に接続され、制御信号は、印加された走査電圧に関わらず、同じフィラメント電圧を供給するために選択される。制御可能な結合素子は、可変の分圧器、可変の負荷、可変の電流分路、又はレベルシフタとして見られる場合がある。
【００１０】
本発明の態様に係る陰極線管のフィラメント負荷に電圧を印加するためのビデオディスプレイ用の電源は、入力供給電圧源を備えており、また、偏向周波数に関連する周波数で、交流電流である調整されていない供給出力を発生するために、該入力供給電圧源に接続される半導体スイッチを備えている。調整されていない供給出力は、フィルタリングされていない第二の供給出力をフィラメント負荷において発生するため、調整されていない供給出力の周波数に関して、フィラメント負荷にフィルタリングされずに印加される。また、ビデオディスプレイ電源は、該第二の供給出力を規制するレギュレータ、及び調整制御信号のソースを含んでいる。調整制御信号は、値のレンジから選択される値を有しており、制御信号の選択された値に従って該第二の供給出力を調整するためにレギュレータの入力に接続される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、ビデオディスプレイ電源は、陰極線管のフィラメント負荷に電圧を印加する。本発明のこの他の態様に係るビデオディスプレイ電源は、偏向周波数に関連する周波数で調整されていない供給出力電圧を発生するための電源パワーステージを備えており、この場合、偏向周波数は、周波数のレンジから選択されている。レギュレータは、調整された供給出力電圧をフィラメント負荷で発生するため、調整されていない供給出力電圧をフィラメント負荷に印加する。調整制御信号のソースは、レギュレータの制御入力に接続されており、選択された偏向周波数に従って調整されていない供給出力電圧を調整するため、第一の偏向周波数が選択されたときに選択可能な第一の値を有し、第二の偏向周波数が選択されたときに選択可能な第二の値を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１ａでは、ビデオディスプレイ装置１０は、ｕｌｔｏｒすなわち高電圧端子１２ｕ及びカソード（Ｋ）フィラメント１２ｆを有する受像管又は陰極線管（ＣＲＴ）１２を含んでいる。端子１４Ａ及び１４Ｂを有する水平偏向巻線１４は、受像管１２に関連されるように例示されている。
【００１３】
また、図１ａでは、水平偏向構成は、一般に参照符号２０として示されており、変圧器２２及び水平偏向回路２４を含んでいる。変圧器２２は、一次巻線（ＰＲＩ）２２Ｐ、端子２２ＨＶ１及び２２ＨＶ２をもつ高電圧巻線２２ＨＶ、及びフィラメント巻線２２ＦＩＬを含んでいる。一次巻線２２Ｐの端子２２Ｐ１は、制御可能な走査電圧源２６の出力端子２６ｏに接続されている。走査電圧源２６は、その入力端子２６ｉに印加される信号の第一の状態の制御下で第一の走査電圧を生じ、制御信号の第二の状態に応答して、第一の走査電圧よりも大きい第二の電圧を生じる。変圧器２２の一次巻線２２Ｐの別の端子２２Ｐ２は、高電圧スイッチングＮＰＮトランジスタ２８のコレクタに接続されている。高電圧スイッチングトランジスタ２８は、グランドに接続されるそのエミッタを有している。ダイオード３０は、トランジスタ２８のコレクタに接続されるそのアノードを有している。水平周波数（Ｈ）のソース（ＨＳＯＵＲＳＥ）３２は、その入力端子３２ｉに印加される制御信号の制御下で、トランジスタ２８のベース駆動を本質的に異なる駆動周波数ｆ１又はｆ２で生じ、この駆動周波数は、本発明の１実施の形態では、２Ｈ又は２．１４Ｈのいずれかに対応している。
【００１４】
図１ａの変圧器２２の高電圧巻線２２ＨＶの端子２２ＨＶ１は、単一の整流素子３４として簡略化された形態で例示されている整流構成を経由して、受像管１２の高電圧端子１２ｕに接続されている。整流素子３４は、高電圧端子１２ｕのｕｌｔｏｒ電圧を発生するために巻線２２ＨＶにより生じる高電圧パルスを整流する。巻線２２ＨＶの端子２２ＨＶ２は、キャパシタＣ３８及び抵抗Ｒ２８、さらに直列の抵抗ＲＡを経由して、ビデオ集積回路（ＶＩＤＥＯ  ＩＣ）３６に接続されている。集積回路３６は、経路３６ｐにより示されるように、受像管１２のカソードＫに接続されている。抵抗ＲＶは、直流の供給電圧源Ｖ１、及びＩＣに電圧を印加するためにビデオＩＣ３６に接続されている。通常の動作の間、キャパシタ３８は、低い正の電圧であり、抵抗ＲＡを通して電流が殆ど流れない。非常に明るいシーンが起こったとき、高電圧巻線２２ＨＶにおける電流は、キャパシタＣ３８を放電する傾向にあり、このため、抵抗ＲＡを通して電流を引き出す傾向にあり、つぎに、ビデオ集積回路３６のための利用可能な印加電圧を低減する傾向にある。集積回路３６のための印加電圧における減少により、次に、全て公知のやり方でアノード電流を減少する傾向にある。
【００１５】
図１ａの水平偏向巻線１４は、スイッチングトランジスタ２８のコレクタに接続されている。水平（Ｈ）のソースにより規定される周波数でのスイッチングトランジスタ２８の従来の動作は、従来のダンパーダイオード３０及びリトレースキャパシタＣｒにより、図１ａの水平偏向巻線１４を通した偏向電流を発生し、この偏向電流は、次に、受像管１２の電子ビームを水平方向に変更させる。
【００１６】
図１ａのフィラメント巻線２２ＦＩＬは、パルス電圧を発生し、このパルス電圧は、図１ｂに参照符号２００として一般に例示されている。図１ｂでは、巻線２２ＦＩＬにより生じる平均電圧２００は、ゼロボルトであり、正方向に向かうパルス２１０は、約２３ボルトのピーク値、及び約４．５秒の持続期間を有している。パルス２１０の間にある負の値２１２は、約２ボルトのレンジにある。フィラメント巻線２２ＦＩＬにより生じたパルス電圧は、整流器７０及び抵抗７１を通して受像管１２のフィラメント１２ｆに印加される。参照符号４０として一般に示される制御回路は、グランドと抵抗７１とフィラメント７１の接続部３９との間に接続されている。実際は、制御回路４０は、フィラメント１２ｆ間に接続されており、この場合、用語「間に」は、物理的な意味よりはむしろ電気的な意味で使用されている。この接続により、制御回路４０は、フィラメント１２ｆと効果的に並列（シャント／分路）にある。したがって、制御回路４０における導通を増加することは、フィラメント１２ｆからの電流を益々バイパス又は分流することになり、これにより、フィラメント１２ｆで利用可能な電流を減少させ、フィラメントでの電圧を効果的に減少させることができる。これに応じて、制御回路４０の導通が減少されることで、フィラメント１２ｆからより少ない電流がバイパス又は分流され、これにより、フィラメントにとってより多くの電流を利用可能なままにし、これにより、フィラメントの電圧を増加する。このように、制御回路４０の導通を変化させることで、フィラメント１２ｆ間の電圧及びフィラメント１２ｆを流れる電流が調節される。
【００１７】
図１ａの制御回路４０は、抵抗４６を経由してグランドに接続されるそのエミッタ、及び接続部３９に抵抗４４を経由して接続されるそのコレクタを有するＮＰＮトランジスタ４２を含んでいる。トランジスタ４２の導通は、抵抗４８及び５０を含む抵抗性の分圧器４７を経由してトランジスタのベースに印加されるベース電流又は電圧により制御される。制御回路４０の動作をレベルシフタとして見ると、トランジスタ４２のコレクタ電流は、そのコレクタ−ベース間の電圧が接合部を逆バイアスするインターバルの間には定電流であると考えられる場合がある。この定電流は、接続部３９からグランドに流れ、フィラメント１２ｆにとって利用可能な電流を減少させる。代替的に、トランジスタ４２のコレクタを通して流れる定電流は、直列の抵抗７１間の電圧降下を増加するものと見られる場合があり、次に、フィラメント１２ｆにとって利用可能な電圧を減少させる。
【００１８】
制御回路４０の動作は、別のやり方で見られる場合がある。より詳細には、トランジスタ４２と共に、直列の接続にある抵抗４４及び４６は、直列の抵抗７１と（フィラメント１２ｆに関して）分路の制御回路４０とを含む分圧器の一方のレグ（脚）として見られる場合がある。分圧器の分路のレグ（このレグはフィラメントと並列にある）の導通が増加するとき、フィラメント巻線２２ＦＩＬにより生じるより多くのパルス電圧が抵抗７１間に生じ、分路のレグとフィラメント１２ｆとの並列の組み合わせ間には、より少ない電圧が生じる。同様に、分圧器の分路のレグ４０の導通が減少したとき、フィラメント巻線２２ＦＩＬにより生じたより多くのパルス電圧は、分路のレグとフィラメント１２ｆの並列の組み合わせ間で生じ、したがって、より多くの電圧がフィラメント１２ｆ間で利用可能である。
【００１９】
図１ａのメモリ（ＭＥＭ）６０は、結合経路６４ｃを介してその入力ポート６０ｉに印加される制御信号の制御下で、内部メモリのロケーションをアドレス指定する。ポート６４ｃに印加される制御信号の第一の状態では、メモリは、第一のメモリロケーションをアドレス指定し、制御信号の第二の状態では、メモリは、第二のメモリロケーションをアドレス指定する。アドレス指定されたメモリロケーションからの信号は、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）６２に印加され、このコンバータは、メモリからのデジタル信号を対応するアナログ信号に変換する。アナログ信号は、トランジスタ４２の導通を制御するため、ＤＡＣ６２から抵抗５４及びエミッタフォロワ５２を経由して、分圧器４７及びトランジスタ４２のベースに印加される。
【００２０】
図１ｂの構成の動作では、ＨＤＴＶ／ＮＴＳＣ制御信号は、端子６４を経由して、走査電圧源２６の入力ポート２６ｉ、Ｈソース３２の入力ポート３２ｉ、及びメモリ６０の入力ポート６０ｉに印加される。ＮＴＳＣ動作の選択のためであると考えられる、制御信号の第一の状態では、走査電圧源２６は、比較的低い電圧をはじめに生じ、Ｈソース３２は、水平偏向回路２４を駆動するための周波数２Ｈで信号を生じ、及びメモリ６０は、第一のメモリロケーションをアドレス指定する。これは、抵抗５４、エミッタフォロワ５２及び分圧器４７を経由して印加されたとき、その公称値内でフィラメント１２ｆのフィラメント電圧を維持するのに十分に制御回路４０を導通させる電圧を表すデジタルワードで予めプログラムされる。ＨＤＴＶ／ＮＴＳＣ信号の状態を交互にすることでＨＤＴＶ動作が命令されたとき、走査電圧源２６により生じた電圧は、走査時間と供給電圧との一定の積を維持するために増加する。この走査電圧における増加は、通常、フィラメント巻線２２ＦＩＬにより生じたパルスのフィラメント電圧の値を増加することが期待される。ＨＤＴＶ動作がＨＤＴＶ／ＮＴＳＣ信号により命令されたとき、Ｈソース３２は、周波数２．１４Ｈを生じ、メモリ６０は、別のメモリロケーションをアドレスし、これは、抵抗５４、エミッタフォロワ５２及び分圧器４７を経由して印加されたとき、フィラメント１２ｆのフィラメント電圧をその公称値内に維持するために十分に制御回路４０を導通させる電圧を表すデジタルワードで予めプログラムされる。このように、フィラメント電圧は、走査電圧に関わらず、その公称値の近くに保持される。
【００２１】
図２は、本発明の代替的な実施の形態を例示している。図２は、図１ａと非常に類似しており、整流器７０の位置においてのみ違いがある。図２では、フィラメント巻線２２ＦＩＬ及びフィラメント１２ｆから延びる経路においてもはや整流器７０が存在せず、したがって、図１ｂの交流電圧２００の一部がフィラメント１２ｆに印加される。整流器７０は、代わりに、制御回路４０の抵抗４４と直列に位置される。これにより、トランジスタ４２のコレクタ−ベース接合が負の電圧（図１ｂの参照符号２１２）の印加により順バイアスされることがない。
【００２２】
本発明に係る構成の突出した利点は、関連されるフィルタキャパシタをもつ直列のレギュレータは、フィラメント１２Ｆに印加される電圧を制御するために使用される必要がない。
【００２３】
本発明の他の形態は、当業者には明らかとなるであろう。たとえば、図１ａは、フィラメント巻線２２ＦＩＬとフィラメント１２ｆとの間に接続される直列の抵抗７１を単一の抵抗として示しているが、複数の抵抗を使用することは、より高価な高電力の抵抗に代わり安価な低電力の抵抗が使用される場合があるように、コストの観点から有利な場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１ａ】本発明の態様に係るディスプレイ構成に関する第一の実施の形態のブロック及び概念的な形式での簡略化された図である。
【図１ｂ】動作の間、図１ａの構成で生じる電圧の振幅−時間のプロットである。
【図２】本発明の態様に係る別の実施の形態のブロック及び概念的な形式での簡略化された図である。
【図１ａ】
2005527144.tif 000003
【図１ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
2005527144.tif 000006
2005527144.tif 000007
2005527144.tif 000008