(57)【要約】投射型カラーテレビジョンディスプレイシステム２３との使用向けの陰極電流制限回路２０及び方法は、加熱を防止するとともに、連続的な青の背景色が存在するときに青の陰極線管（ＣＲＴ）４７に起こり得るクラッキングを防止する。回路２０は、映像信号プロセッサ２６から、それぞれＲＧＢ陰極すなわちビーム電流を生成するＣＲＴドライブ３８に送出されるそれぞれ低レベルの赤、緑及び青信号（ＲＧＢ）Ｖr，Ｖg及びＶbの間の差を監視する。低レベルの青信号Ｖbが所定の値だけ赤信号Ｖr及び緑信号Ｖgの両者を超えたとき、回路２０は、フィードバック信号を映像信号プロセッサ２６に送出して、青信号Ｖb、すなわちＣＲＴドライブ３８からの陰極電流を制限する。
2004538528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の陰極線管を有する投射型カラーテレビジョンディスプレイとの使用向け陰極電流制限回路であって、
映像プロセッサから陰極線管ドライブに伝送される複数の低レベルのＲＧＢ信号を受けるために構成され、前記複数の低レベルＲＧＢ信号間の差を監視して、前記複数のＲＧＢ信号のうちの１つが前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの他の全てを超えるときに出力信号を発生するために適合される第一の検知素子を有し、
前記出力信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号を調節するために前記映像プロセッサにフィードバックを提供して、最も高いレベルのＲＧＢ信号を有する前記陰極線管の陰極ビーム電流を制限する、陰極電流制限回路。
【請求項２】
前記出力信号を、前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの１つが他の前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの大きな信号を超える平均レベルに比例させる積分回路をさらに有する、
請求項１記載の陰極電流制限回路。
【請求項３】
前記第一の検知素子から前記出力信号を受けるために構成され、前記第一の検知素子の前記出力信号を監視し、前記第一の検知素子の前記出力信号が所定の値を超えるときに別の出力信号を発生する第二の検知素子をさらに備え、
前記第二の検知装置の前記別の出力信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号を調節するために、前記所定の値を超えた後に前記映像プロセッサにフィードバックを提供して、最も高い低レベルのＲＧＢ信号を有する陰極線管の陰極ビーム電流を制限する、
請求項２記載の陰極電流制限回路。
【請求項４】
前記別の出力信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの青信号が前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの赤信号と緑信号のそれぞれを超えるときにのみ発生される、
請求項３記載の陰極電流制限回路。
【請求項５】
前記複数の低レベルＲＧＢ信号は、それぞれ赤信号、緑信号及び青信号からなるＲＧＢ電圧を有し、
前記第一の検知素子は、コレクタが前記出力信号を伝送し、ベースが前記ＲＧＢ電圧のうちの２つの電圧を受け、該２つの電圧とエミッタに入力される前記ＲＧＢ信号のうちの第三の電圧とを比較するＰＮＰトランジスタを有し、
前記出力信号は、前記エミッタの前記第三の電圧が前記ベースの前記ＲＧＢ電圧のうちの前記２つの電圧のうちの高い方の電圧を超えるとき、前記映像プロセッサにフィードバックを提供する、
請求項１記載の陰極電流制限回路。
【請求項６】
ダイオードの対により、前記ＲＧＢ電圧のうちの前記２つの電圧のうち高い電圧を前記ＰＮＰトランジスタの前記ベースに印加することを可能にする、
請求項５記載の陰極電流制限回路。
【請求項７】
前記ＰＮＰトランジスタの前記ベースは、抵抗素子を介してグランド電位に接続される、
請求項６記載の陰極電流制限回路。
【請求項８】
前記出力信号を、前記第三の電圧が前記ＰＮＰトランジスタの前記ベースに入力される前記ＲＧＢ電圧のうちの前記２つの電圧のうちで高い電圧を超える平均レベルに比例させる積分回路をさらに有する、
請求項５記載の陰極電流制限回路。
【請求項９】
前記ＰＮＰトランジスタからの前記出力信号を受けるための入力としてのベースと、電源と分圧器の構成による抵抗素子の対とを有するバイアス回路の入力としてのエミッタと、コレクタを有する出力とを有するＮＰＮトランジスタを有し、
前記ＮＰＮトランジスタは、前記ＰＮＰトランジスタの前記出力信号を監視し、前記ＰＮＰトランジスタの前記出力信号が所定の値を超えるときに前記コレクタでフィードバック信号を発生し、
前記フィードバック信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号を調節するために、前記所定の値を超えた後に前記映像プロセッサへのフィードバックを提供して、最も高い低レベルＲＧＢ信号を有する陰極線管の陰極ビーム電流を制限する、
請求項８記載の陰極電流制限回路。
【請求項１０】
前記ＰＮＰトランジスタのベースは、抵抗素子を介してグランド電位に接続される、
請求項９記載の陰極電流制限回路。
【請求項１１】
投射型カラーテレビジョンディスプレイシステムの陰極電流を制限する方法であって、
複数の低レベルのＲＧＢ信号Ｖr，Ｖg，Ｖbを受けるための入力を有し、前記複数の低レベルＲＧＢ信号の間の差を監視して、前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの１つが前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの他のそれぞれを超えるときに出力信号Ｖoを発生するために構成される第一の検知装置を含む陰極電流制限回路を利用して、映像プロセッサから陰極線管ドライブに伝送される前記複数の低レベルＲＧＢ信号間の差を監視するステップと、前記出力信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号を調節するために前記映像プロセッサへのフィードバックを提供し、最も高いレベルのＲＧＢ信号を有する前記陰極線管の陰極ビーム電流を制限し、
前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの１つが前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの他のそれぞれを超えるとき、前記陰極電流制限回路を使用して前記出力信号を発生するステップを有し、前記出力信号は、前記複数の低レベルＲＧＢ信号を調節するために前記映像プロセッサへのフィードバックを提供し、最も高い低レベルのＲＧＢ信号を有する陰極線管の陰極ビーム電流を制限する、方法。
【請求項１２】
前記複数の低レベルＲＧＢ信号のうちの１つが前記複数の低レベルＲＧＢ信号の他のそれぞれを超えるときに前記出力信号を発生するステップは、式Ｖb＞Ｖr及びＶb＞Ｖgの両者が同時に満足されたとき、別の出力信号Ｓfbを発生するステップを有する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第一の検知装置は、ｋを比例定数として以下の式
【数１】
2004538528.tif 000005
に従い、前記複数の低レベルＲＧＢ信号に比例した前記第一の検知装置の前記出力信号を保持する積分回路を含み、
前記第一の検知装置からの前記出力電圧とバイアス電圧とを受けるための入力を有し、前記出力信号と前記バイアス電圧の間の差を監視して、前記出力信号が所定の値を超えるときに別の出力信号を発生するために適合される第二の検知装置を供給するステップをさらに含む、
請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、映像ディスプレイ向け陰極電流制限回路に関し、より詳細には、投射型テレビジョンディスプレイシステム向け陰極電流制限回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型テレビジョンディスプレイシステムは、赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）のうちの１つに対応する異なるスクリーン蛍光物質をそれぞれが有する３つの個々の陰極線管（ＣＲＴ）を含んでいる。それぞれのＣＲＴは、システムの受信されたテレビジョン信号に応じて、それぞれのＲＧＢ光画像を放出する。この光画像は、ミラーから反射され、１つのフルカラー画像として見るために不透明スクリーンの後部で合成される。高レベルのＲＧＢ映像駆動信号は、映像信号プロセッサにより発生されるそれぞれ低レベルのＲＧＢ映像信号を増幅する駆動増幅器すなわち「ドライバ」のそれぞれから、ＣＲＴの電子銃のそれぞれの陰極に接続される。それぞれの映像駆動信号に応答して、ＣＲＴは、陰極で電子ビームすなわちビーム電流を発生する。このビームは、ＣＲＴ内のそれぞれのスクリーン蛍光物質に衝突し、これにより、該衝突された蛍光物質は、ＣＲＴにより放出される色のそれぞれに対応する特定の波長の光出力を放出する。ＣＲＴにより発生される光出力は、光学システムによりスクリーンに伝送される。このスクリーンでは、複合カラー画像が再現される。
【０００３】
かかる投射型テレビジョンディスプレイシステムは、ＲＧＢ光を発生するために３つの個別のカソードＣＲＴを有しており、個々の原色における高レベルのフラットなフィールドのような特定の信号により、それぞれのＣＲＴがその基準となる光の割当てよりも多くを供給することになる。残念ながら、ビデオゲーム、ケーブルテレビ等のような多くのビデオアクセサリ装置は、番組コンテンツが提供されていないときに青色のフラットなフィールドを供給する。かかるフラットなフィールドの状況下で全体のビーム電流を検知して、該ビーム電流を制限することが一般に実施されているが、あるＣＲＴは、全てのビーム電流が全ての３つのＣＲＴについて通常に割当てられていない場合に最も多くの陰極電流を引き出す場合がある。かかるフラットなフィールドが連続的に表示されたままの場合には、ＣＲＴが加熱及び破壊される場合がある。
【０００４】
典型的に、それぞれ個々のＣＲＴにより引き出される陰極電流を基準とした全てのＣＲＴにより引き出される全体の陰極電流の割当ては、それぞれのＣＲＴの陰極線電流を直接測定することで決定される。次いで、全体の陰極電流がフィードバックにより制御され、ＲＧＢ映像信号のゲインが制御される。したがって、それぞれのＣＲＴの個々の電子銃における最大の平均陰極電流を所望のレベルに制限することができる。たとえば、Philips/Magnavox  Model  GR-9D投射型テレビジョンディスプレイシステムは、青色のＣＲＴの陰極電流を直接測定する。ＲＧＢ映像信号のゲインは、フィードバックループで制御され、平均の青色の陰極電流を安全なレベルに制限する。しかし、このシステムは、個々の陰極電流を直接サンプリングするために、費用的に高い電圧トランジスタを電流サンプリング素子として使用することを必要とし、さらに、この電流サンプリング素子が自動的な「黒色に関する陰極電流“black  current”」のＡＫＢ安定ループにおいても機能する必要がある場合、追加の回路の複雑さを導入することになる。
【０００５】
（発明の開示）
本発明の目的は、従来技術における問題点を低減することができる陰極電流制限回路を提供することにある。本発明は、独立な請求項により定義され、従属的な請求項は、好適な実施の形態を定義している。
【０００６】
本発明によれば、投射型カラーテレビジョンディスプレイシステム向けの陰極電流制限回路及び陰極電流の制限方法を提供することにある。本ディスプレイシステムは、それぞれのＲＧＢビーム電流を発生する個別のＲＧＢ陰極線管を駆動する高レベルのＲＧＢ信号に低レベルＲＧＢ信号を増幅する陰極線管（ＣＲＴ）ドライブにそれぞれ低レベルの赤、緑、青（ＲＧＢ）信号を供給する映像信号プロセッサを有するタイプのシステムである。
【０００７】
本回路は、映像信号プロセッサからＣＲＴドライブに供給されるそれぞれ低レベルのＲＧＢ信号を受けるための入力を有する検知素子すなわちスイッチ素子を備えている。この検知素子は、低レベルＲＧＢ信号間の差を監視して、ＲＧＢ信号のうちの１つが他の個々のＲＧＢ信号のそれぞれを超えるときに、出力信号をその出力で発生するために適合される。この出力信号は、低レベルのＲＧＢ信号を調節するために映像信号プロセッサにフィードバックを提供して、最も高いレベルのＲＧＢ信号を有するＣＲＴの陰極ビーム電流を制限する。
【０００８】
陰極電流を制限する方法は、以下のステップを有している。１）先に説明したタイプの陰極電流制限回路を提供するステップ。２）陰極電流制限回路を使用して、映像信号プロセッサからＣＲＴドライブに供給されるそれぞれ低レベルのＲＧＢ信号の間の差を監視するステップ。３）ＲＧＢ信号のうちの１つが他の個々のＲＧＢ信号のそれぞれを超えるときに、陰極電流制限回路を使用して出力信号を発生するステップ。この出力信号は、低レベルのＲＧＢ信号を調節するために映像信号プロセッサにフィードバックを提供して、最も高いレベルのＲＧＢ信号を有するＣＲＴの陰極ビーム電流を制限する。
【０００９】
本発明のより完全な理解は、添付図面と共に以下の発明の実施の形態の説明を考慮することから得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
唯一の図１は、投射型テレビジョンカラービデオシステム２３における本発明による陰極電流制限回路２０に関する典型的な実施の形態を示している。この陰極電流制限回路２０は、映像信号プロセッサ２６から、映像システム２３のＣＲＴドライブ３８の赤、緑及び青のドライバ２９，３２及び３５のそれぞれへの低レベルの赤信号、緑信号及び青信号Ｓr，Ｓg及びＳb間の差を監視する。この制限回路２０は、映像システム２３の赤、緑及び青のＣＲＴ４１，４４及び４７のそれぞれに伝送されるＲＧＢドライバ２９，３２及び３５のそれぞれのＲＧＢ陰極電流を制限する映像信号プロセッサに陰極電流を制限するフィードバックを提供する。
【００１１】
図示される典型的な実施の形態では、個別の低レベルのＲＧＢ映像信号は、それぞれＲＧＢ電圧Ｖr，Ｖg及びＶbとして測定され、それぞれのＣＲＴ４１，４４及び４７を駆動するために十分な陰極電流に増幅するために、映像信号プロセッサ２６からＣＲＴドライブ３８の個々のＣＲＴドライバ２９，３２及び３５に接続される。緑及び赤の映像信号もまた、それぞれのダイオード５０及び５３を通して供給され、ＰＮＰトランジスタ５６のベースに印加される。また、トランジスタ５６のベースは、抵抗素子６２を介して、シグナルグランド５９に接続されている。青色の映像信号は、抵抗素子６８及び該抵抗素子に並列接続されるダイオード６５を介して、トランジスタ５６のエミッタに供給される。この抵抗素子６８及びダイオード６５は、抵抗素子７１と直列に接続される。トランジスタ５６のコレクタは、ＮＰＮトランジスタ７４のベース、及び並列接続された抵抗素子７７とキャパシタ８０に接続されており、グランド５９に接続されている。トランジスタ７４のエミッタは、バッテリ８９の構成で正（＋）のバイアス電圧と負（−）のバイアス電圧とを相互接続して直列に接続される抵抗素子８３，８６の対と中間的に接続される。バッテリ８９の正（＋）の出力は、抵抗素子８３を介してトランジスタ７４のエミッタに接続される。このトランジスタ７４のエミッタは、抵抗素子８６を介してバッテリ８９の負（−）の出力とともにグランド５９に接続される。トランジスタ７４のコレクタは、フィードバック信号Ｓfbとして映像信号プロセッサ２６に接続される。また、このフィードバック信号Ｓfbは、１つ以上の他のフィードバック信号受信装置９２に入力することもできる。
【００１２】
陰極電流制限回路２０は、ＲＧＢ電圧Ｖr，Ｖg及びＶbとして低レベルのＲＧＢ映像信号間の差を監視し、３つのＣＲＴのうちの１つの陰極電流、例示される実施の形態では青のＣＲＴ４７の陰極電流が、全体の陰極電流のうちのその基準となる３分の１の割合を有意に超えることが期待できるときを予測する。フィードバック電圧Ｖfbの形式によるフィードバック信号Ｓfbは、フィードバック電流を映像信号プロセッサ２６に発生する。このフィードバック電流は、適切な高レベルのＲＧＢ陰極電流がＲＧＢのＣＲＴ４１，４４及び４７のそれぞれの陰極電子銃に伝送されるようなやり方で、低レベルのＲＧＢ映像信号Ｖb，Ｖg及びＶbの電圧駆動を低減する。これにより、陰極電子銃が加熱しないように、Ｘ線のビーム電流レベルの閾値を超えることによるＸ線の放出が生じることがないように、それぞれのＲＧＢビーム電流を許容レベルに制限することができる。
【００１３】
陰極電流制限回路２０は、以下のように動作する。低レベルのＲＧＢ入力電圧Ｖr，Ｖg及びＶbは、同じ直流電流（ＤＣ）及び黒／白（Ｂ−Ｗ）レベルを名目上それぞれ有している。赤及び緑の入力電圧Ｖr及びＶgは、ダイオード５０，５３を介してトランジスタ５６のベースに印加される。このダイオード５０，５３は、電圧ＶrとＶgのうち低い方への逆方向の流れを防止する。青の入力電圧Ｖbは、トランジスタ５６のエミッタに印加される。このエミッタは、はじめは非導通であり、したがって、ダイオード６５並びに抵抗素子６８及び７１の間には測定可能な電流の流れが存在しないので、その間には測定可能な電圧降下はない。ＰＮＰトランジスタ５６のエミッタに接続される、非線形の抵抗素子とダイオードからなる回路網６５，６８及び７１は、１つの抵抗素子を使用したときのトランジスタ５６のコレクタ電流に比べて、より正確にコレクタ電流の値を表すことができる。最終的な陰極電流は、Ｉcathodeであり、式
【数２】
2004538528.tif 000003
により、陰極の駆動電圧Ｖdriveに指数関数的に関連している。ここで、ｍは定数である。
【００１４】
トランジスタ５６は、青の入力電圧Ｖbのレベルが赤及び緑の入力電圧Ｖr及びＶgのそれぞれよりも高くなるまで導通しない。青の入力電圧Ｖbのレベルが赤及び緑の入力電圧Ｖr及びＶgのそれぞれよりも高くなったとき、トランジスタ５６は導通して、トランジスタ５６のコレクタで出力電圧Ｖoを供給する（すなわち、出力電圧Ｖoは、抵抗素子７７及びキャパシタ８０の間の電圧であり、それぞれの反対側の接続はアースされている）。抵抗素子７７及びキャパシタ８０は、コレクタでの出力電圧Ｖoを平均レベルに比例させる積分回路として機能する。この平均レベルにより、青の入力電圧Ｖbは、緑及び赤の入力電圧Ｖg及びＶrのうちで高い方の電圧を超える。したがって、入力電圧Ｖr，Ｖg及びＶbが赤色、緑色及び青色の平均の低レベルの入力信号すなわち平均の電圧駆動レベルを表すとすると、
【数３】
2004538528.tif 000004
である。
【００１５】
定数ｋは、青色の入力電圧Ｖbが緑色又は赤色の入力電圧Ｖg又はＶrのうちの高い方の電圧を超える平均レベルに対する割合であり、抵抗素子７７の抵抗値により主に制御され、平均化する機能は、キャパシタ８０の静電容量値により主に制御される。出力電圧Ｖoは、映像が青のフィールドを１００パーセント表示しているときに最大である。トランジスタ７４のエミッタは、抵抗素子８３，８６により形成される分圧器を介してバッテリ８９により逆バイアスされている。トランジスタ７４のエミッタでの電圧に対するトランジスタ７４のベースでの出力電圧Ｖoがトランジスタ７４のターンオン電圧を超えはじめるとき、フィードバック電流の形式によるフィードバック信号Ｓfb、及び結果として生じるトランジスタ７４でのコレクタでのフィードバック電圧Ｖfbが映像信号プロセッサ２６に供給され、それぞれ赤、緑及び青のＣＲＴ４１，４４及び４７に対して許容可能な高レベルの出力信号Ｓor，Ｓog及びＳobを有するために、ＣＲＴドライブ３８のそれぞれのＲＧＢドライバ２９，３２及び３５への低レベルのＲＧＢ入力電圧Ｖr，Ｖg及びＶbのレベルを制限する。フィードバック信号Ｓfbは、フィードバック受信装置９２のような、全体の平均ビーム電流に応答する追加の駆動制限装置と共有される場合がある。
【００１６】
陰極電流制限回路２０が、ＲＧＢ電圧Ｖr，Ｖg及びＶbに関連する任意のコモンモード電圧レベルに対して感度が低く、ＲＧＢ電圧Ｖr，Ｖg及びＶb間の電位差のみに敏感であることは注目すべきことである。したがって、陰極電流制限回路２０は、それぞれ赤、緑及び青のコモンモード電圧Ｖr，Ｖg及びＶbが異なり、異なる電位レベルの差のみが測定される様々な投射型テレビジョンカラービデオシステム２３に容易に適用することができる。さらに、適用性及び柔軟性は、抵抗素子７７を可変抵抗として定数ｋを変化させ、可変のバイアス電圧源でバッテリ８９のような固定されたバイアス電圧源を置き換えて、フィードバック信号Ｓfbがトランジスタ７４のコレクタから映像信号プロセッサ２６に送出し返されるポイントでの変化を可能とするようにして達成することができる。
【００１７】
本発明の様々な変更及び代替となる実施の形態は、先の説明の観点で当業者には明らかであろう。したがって、本実施の形態の説明は、例示することのみとして解釈されるべきであり、当業者に対して本発明を実行する最良の形態を教示することを目的としている。構成の詳細は、本発明の精神から逸脱することなしに実質的に変化する場合があり、特許請求の範囲に含まれる全ての変更の排他的な利用が保持される。
【００１８】
なお、先に説明した実施の形態は、本発明を制限するよりはむしろ例示すること、及び当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなしに多くの代替的な実施の形態を設計することが可能である点を理解されたい。特許請求の範囲では、括弧の間に配置される参照符号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。単語“comprising”は、請求項に列挙された構成要素又はステップ以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素に先行する単語“ａ”又は“ａｎ”は、かかる構成要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、幾つかの個別の構成要素に、適切にプログラムされたコンピュータにより実現することができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項では、幾つかのこれらの手段は、１つ又は同じ項目のハードウェアで実現することができる。特定の手段が相互に異なる従属的な請求項で説明される単なる事実は、これらの手段の組み合わせを使用して利益を得ることを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】投射型テレビジョンディスプレイシステムにおいてフィードバックを提供するために、本発明による陰極電流制限回路に関する典型的な実施の形態を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004538528.tif 000006
2004538528.tif 000007
2004538528.tif 000008
2004538528.tif 000009
2004538528.tif 000010
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2004538528.tif 000012
2004538528.tif 000013
2004538528.tif 000014
2004538528.tif 000015
2004538528.tif 000016
2004538528.tif 000017
【国際調査報告】
2004538528.tif 000018
2004538528.tif 000019