(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受像管（３０）の黒レベルを調整する装置であって、
基準電位を上記受像管（３０）の制御グリッド（Ｇ１）に印加する手段（＋２０Ｖ）と、
スクリーングリッド電位を上記受像管のスクリーングリッド（Ｇ２）に印加する手段（９０）と、
ビデオ信号を上記受像管の陰極に印加する手段（５０）と、
ビーム電流表示信号（Ｓ６）を供給する手段（５６）と、
上記ビーム電流表示信号から黒レベル表示信号（Ｖａ）を得る手段（６１，６５）と、
黒レベル制御のレンジを有するＡＫＢ制御ループを形成するため、上記黒レベル表示信号（Ｖａ）の関数として黒レベル調整電流（Ｉａ）を上記陰極（３６）に供給する手段（６２，５０）と、
上記黒レベル制御のレンジを拡大する第２の黒レベル制御ループを形成するため、上記黒レベル表示信号の関数として上記スクリーングリッド電位を調整する調整手段（８０）と、
上記受像管への動作電圧の最初の供給後に、上記スクリーングリッド電位を直ちに低下させる手段（７００）とからなる装置。
【請求項２】
上記手段は、
制御信号（Ｓ９）を生成するため上記黒レベル表示信号（Ｖａ）を基準レベル信号（＋２．２Ｖ）と比較する手段（８１）と、
上記スクリーングリッド電位の大きさを調整する上記スクリーングリッド電源（９０）内の回路ノード（９９）に上記制御信号を供給する回路手段（８２，８４，８５，８８）とからなる請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記受像管は３個の陰極及び共通スクリーングリッドにより構成され、
各陰極（３２，３４，３６）の別個の黒レベル表示信号を発生する手段（４０，４２，４４）と、
上記黒レベル表示信号の最小値の関数として上記スクリーングリッド電位を調整する手段（７２，８０）とを更に有する請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、テレビジョンシステムに係り、特に、表示装置として少なくとも１台の受像管を利用するタイプのテレビジョンシステムにおけるスクリーングリッドアレイ（Ｇ２）バイアス源に関する。
発明の背景
従来使用されている殆どのテレビジョン表示システムは、表示装置として受像管を使用する。制御グリッドと集束電極との間に介挿されたスクリーン又はＧ２グリッドは、多数の重要な受像管動作パラメータに影響を与える。不正確な調整は、画像の公称黒レベル、色温度、受像管ドライバ増幅器損失、及び、スポットサイズ又はシャープさに悪影響を与える。
より詳細に言うと、カラー受像管において、各電子銃の黒レベル電圧は、受像管Ｇ２（スクリーン）グリッドに印加されたバイアス電圧の大きさに関係する。“インライン形”電子銃構造を備えたカラー受像管は、３本の全電子銃に関し共通に活性化されたグリッド電極を有し、一方、別の“デルタ形”電子銃を備えたカラー受像管は、各銃に対するＧ２グリッド電極を別々に活性化させる。何れの場合でも、Ｇ２バイアス電圧は、屡々、例えば、４００乃至８００ボルトの値に設定されるので、所望の陰極・Ｇ１間の（制御）グリッド電圧は黒レベル条件を生成する。
再生画像における高輝度及び高解像度は、高い受像管ピークビーム電流性能と小さいスポットサイズを必要とする。各銃に対し、ピークビーム電流は、Ｇ２バイアス電圧に関係した黒レベル電圧の増加と共に増加する。高輝度及び高解像度の必要性は、受像機設計上の他の要求条件及び制約条件に従って、利用可能な最大のＧ２バイアス電圧が使用されるべきであることを示唆する。
ある種のテレビジョン受像機は、更に、所望の黒レベル受像管陰極バイアスを維持するため、自動受像管バイアス（ＡＫＢ）制御システムを利用する。かかるシステムは、各電子銃の所望の陰極・Ｇ１間バイアスを維持するため動作し、少なくとも任意の２台の受像管電子銃の間の黒レベル電圧の最大の差と同じ大きさ、例えば、５０ボルト程度のオーダーの黒レベルバイアス電圧レンジに亘って動作可能でなければならない。同様に他のシステムパラメータの許容誤差を補償するため、典型的なＡＫＢシステムの動作範囲は、１００ボルト程度の大きさである。上記範囲内の動作点の選択は、Ｇ２グリッドバイアス電圧により決められる。従って、従来、各受像管電子銃の黒レベルバイアス電圧がＡＫＢシステムの動作範囲内に収まることを保証するため、各受像機についてＧ２グリッドバイアス電圧が手動で調整される。更に、表示された画像内で高い輝度及び解像度を得るため、Ｇ２バイアス電圧は、使用可能な最大の黒レベルバイアス電圧に略一致する最大（即ち、一番大きい正側）の黒レベル電圧を伴う電子銃の黒レベルバイアス電圧が受像管ドライブ段により生成され得るよう調整される必要がある。
Ｇ２スクリーングリッドバイアスを調整するとき、特に、受像管ドライブ回路の動作電源電圧の変化がある場合に、画像帰線消去の確保の目的のため、黒がより増す方向に適切なダイナミックレンジが存在することを保証することが望ましい。
Ｇ２バイアス調整の従来提案された方法は、１９８６年４月２２日に発行された発明の名称「テレビジョン受像機調整システム」の米国特許第４５８４５９６号明細書にタラント（Tallant）によって記載されている。調整は、受像機サービスモード中に手動で行われ、所定の陰極・Ｇ１間の電圧を生成するため、陰極及び制御グリッドＧ１の両方の通常のバイアス電圧の変更を要求する。例示された実施例において、受像機は、受像管ドライブ回路の出力トランジスタの動作を禁止し、同時に、自動受像管バイアス（ＡＫＢ）回路の動作を禁止し、かつ、昇圧されたバイアス電圧（例えば、通常の値の約２倍）を受像管制御グリッドＧ１に印加するサービスモードに置かれ、その後、スクリーン電圧ポテンショメータを設定することによりＧ２の調整が手動で行われる。
発明の概要
従って、上記の受像管パラメータの最適性能を与えるが、Ｇ１電庄(+20)の昇圧を必要とせず、ＡＫＢ回路の動作の禁止を必要とせず、受像管ドライバ増幅器の出力トランジスタの動作の禁止を必要としない簡単化されたスクリーン電庄調整システムの要求が認められる。本発明は、第１の点で上記の要求を満たすことを目的とする。
更にスクリーングリッド調整の問題は、縮小されたスポットサイズが得られる所謂“２重焦点”電子銃の使用の増加と共に、徐々に重要性が増し始めたことが認められる。このような銃において、焦点とスクリーングリッドとの間の漏れは、時間と共に増加する傾向があることが分かる。集束電極は、数千ボルトで動作するので、電極間の漏れは、スクリーン電圧を変化（増加）させる傾向がある。受像管が電極と電極の間でアークを発生し、或いは、破損したとき、上記漏れは消去又は削減される。その結果として、黒レベルバイアスは過剰に変化し、ＡＫＢ回路の補正レンジを超える場合がある。
更に詳細に言うと、最大遮断バイアス銃に対する陰極からグリッドへのバイアスは、例えば、１９０ボルト程度のオーダーであり、他の２台の銃は、漏れのようなそれらの特性の本質的な差のため、より低い遮断電圧でバイアスされる。スクリーン電極Ｇ２内への漏れ電流の増加は、３台の全ての銃の遮断バイアスを増加させるＡＫＢバイアスを誘起する。得られた漏れの量は、次に、低い光の色温度に著しい変化を生じさせるＡＫＢシステムの補正レンジの制限に起因して、最大の遮断銃バイアスを“輸送する”（即ち、利用可能な最大の正の電源電圧に到達させる）ことが可能である。漏れが増加した後、スクリーンバイアスを再調整することができるが、この漏れば受像管アークと共に取り除かれるが、輝度及び色温度に別の誤差が発生し、依然として別の調整を必要とする。
より“ロバスト性のある”、即ち、電極間の漏れの影響の許容誤差が大きく、少ない頻度のスクリーン調整を必要とし、又は、以下の説明のような特定の応用において全く調整を必要としないＡＫＢシステムに対する要求があることが認められる。
以下に説明される本発明の実施例は、調整を全く必要としない全自動システムと、初期調整の後に調整を全く必要としない半自動システムの両方を含む。
全自動システムは、初期調整のコストと、スクリーン制御ポテンショメータと関係したサービス調整コストの両方を回避する点で有利である。
本発明の半自動的な実施例は、非常に高い電圧の使用を必要としないので、トランジスタが、黒レベル及び色温度を維持するため適切であることが示されたプラス又はマイナス１００ボルトのオーダーで依然としてスクリーン電圧補正レンジを生成することが完全に可能であるという利点がある。
本質的に、本発明の利点は、“結合された”、換言すると、ある共通の素子を共有する１対のフィードバックループを用いて達成されることである。第１の結合ループにおいて、フィードバック制御は、ビーム電流センサからレギュレータを介して受像管ドライバ増幅器に供給される。第２のループにおいて、制御は、ビーム電流センサ及びＡＫＢレギュレータからスクリーングリッドバイアス制御ユニットを介してスクリーングリッドに供給される。両方のループは、以下に説明されるようなビーム電流センサと、ＡＫＢレギュレータの一部とを共有することにより結合される。
本発明の２重又は“入れ子状”のフィードバックループは、ドライバ増幅器とスクリーングリッドの両方により黒レベル調整を提供するので、全黒レベル制御レンジの望ましい最大化又は拡大が存在し、これにより、要望に応じてスクリーン制御は完全に除去され、或いは、スクリーン制御が保持される応用において初期調整に続く調整が必要とされない点で有利である。
受像管の黒レベルを調整する本発明を具体化する方法は、スクリーングリッド電位を受像管のスクリーングリッドに供給する段階と、ビデオ信号を受像管の陰極に供給する段階と、ビーム電流表示信号を与えるため受像管ビーム電流を検出する段階とからなる。黒レベル調整電流は、黒レベル表示信号から得られ、受像管陰極に供給され、同時に、スクリーングリッド電位は黒レベル表示信号の関数として調整される。
本発明を具体化するビデオ表示装置は、陰極及びスクリーングリッドを有する陰極と、上記スクリーングリッドに接続されたスクリーングリッド電圧源とからなる。ビデオ入力信号を受けるため接続された入力と、増幅されたビデオ信号を上記陰極に供給するため接続された出力とを有するビデオドライバ増幅器が設けられる。上記陰極に接続されたビーム電流センサは、ビーム電流表示信号を供給する。上記ビーム電流表示信号に応答するＡＫＢ制御器は、黒レベル補正信号を生成し、上記受像管により表示された画像の黒レベルを調整する上記ドライバ増幅器に上記黒レベル補正信号を供給する。上記電圧源及び上記ＡＫＢ制御器に接続されたスクリーングリッドバイアス制御回路は、上記ＡＫＢ制御器の上記黒レベル補正信号の関数として、上記受像管スクリーングリッド電圧を変化させる。
以下に詳細に説明され、多数の具体的な実施例により示されるように、本発明の原理は、汎用性があり、かつ、直視形又は投写形のいずれでも構わないカラー及びモノクロの両方の受像管表示システムに適用される。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記及び更なる特徴は添付図面に例示され、添付図面において、同様の素子には同様の参照名が付けられ、
図１は、直視形カラー受像管を利用し、全自動スクリーングリッドバイアス制御を提供するテレビジョン表示システムにおいて、本発明の第１の実施例の部分的に概略的な形式のブロック図であり、
図２は、半自動スクリーングリッドバイアス制御を提供する図１の実施例の変形を示す部分的に概略的な形式のブロック図であり、
図３は、セットアップ調整補助を提供する図２の実施例の変形を示す部分的に概略的な形式のブロック図であり、
図４は、図１、２及び３の実施例における使用に適当なドライバ増幅器及びビーム電流センサの概要図であり、
図５は、カラー投写テレビジョンシステムにおける動作用の図１の実施例の変形を示す部分的に概略的な形式のブロック図であり、
図６は、モノクロテレビジョンシステムにおける動作用の図５の実施例の変形を示す部分的に概略的な形式のブロック図であり、
図７は、受像機のターンオン中に瞬時的に減少したスクリーングリッド電圧を供給する図２の実施例の変形を示す部分的に概略的な形式のブロック図である。
詳細な説明
図１のテレビジョン受像機１０は、非常に広い、ロバスト性のあるＡＫＢ動作範囲を与えると共に、スクリーングリッドＧ２高圧電源の手動の調整の必要性を完全に除去することを特徴とする。上記の本発明の原理の特定の例において、利用された受像管は、カラー画像表示用の３台の銃を有する直視形であり、３台の銃に共通した１個のスクリーン電極（Ｇ２）を有する。他の例は、各銃に対し別々のスクリーングリッドを有する受像管への応用を示す。
受信器１０は、補助入力端子１４により供給されたベースバンドビデオ信号Ｓ１、或いは、アンテナ、ケーブル又はＶＣＲのような適当な無線周波ビデオ源への接続用のアンテナ入力端子１８を有する無線周波処理ユニット１６により供給されたベースバンドビデオ信号Ｓ２を選択するスイッチ１２を含む。ユニット１６は、例えば、端子１８に供給された無線周波入力信号（Ｓ３）をベースバンド形式に変換するチューナ、中間周波増幅器及びビデオ検出器を含む従来の設計でも構わない。スイッチ１２により選択された選択ビデオ信号Ｓ４（即ち、信号Ｓ１又はＳ２）は、直視形受像管３０による表示用の成分赤（Ｒ）、青（Ｂ）及び緑（Ｇ）を生成するベースバンドビデオ処理及び偏向ユニット２０に供給される。ユニット２０の偏向部は、以下の如く、ＡＫＢ制御を容易に行うため垂直期間のライン中にＡＫＢ標本パルスＳＰを発生するパルス発生器２２に、垂直タイミング信号ＦＶ及び水平タイミング信号ＨＢを供給する。ユニット２０は、従来の設計でもよく、例えば、色復調回路と、色相、色合い、輝度及びコントラスト用の制御回路と、ＲＧＢ成分信号を発生するマトリックスと、タイミング信号ＦＶ及びＨＢを供給する同期及び偏向回路とを含む。
ＲＧＢカラー信号は、各受像管ドライバ回路４０、４２及び４４を用いて受像管３０の各陰極３２、３４及び３６に供給される。ドライバ回路は同一であるので、図を簡単化するため、（破線で囲まれた）緑色ドライバ４４の細部だけが示される。
ドライバ回路４４は、ユニット２０により供給された緑色ビデオ信号を受けるため接続された入力５２を有するドライバ増幅器５０と、受像管３０の陰極３６に増幅されたビデオ信号Ｓ５を供給するため接続された出力５４とからなる。ビーム電流センサ５６は、ビーム電流表示信号Ｓ６を供給する陰極３６に接続される。本発明のかかる具体的な例において、ビーム電流センサ５６は、受像管ビーム電流を検出する機能と、増幅されたビデオ信号Ｓ５を陰極電極３６に結合する単位利得電圧フォロワとして動作する機能の両方の２重機能を提供する。以下に説明するように、図４には増幅器及び電流センサの例が詳細に示される。
ドライバ回路４４の残りの部分は、ビーム電流表示信号Ｓ６に応答し、黒レベル補正又は“調整”信号（Ｉａ）を生成し、受像管３０により表示された画像の黒レベルを調整するドライバ増幅器５０に供給する自動受像管バイアス（ＡＫＢ）レギュレータ回路６０からなる。
ＡＫＢレギュレータ６０は、キー比較器６１と、２台の電流源６２及び６３と、スイッチ６４と、キャパシタ６５とからなる。上記レギュレータが電流源出力信号Ｓ６の出力に基づいて受像管黒レベルを調整する単一のフィードバックループとして動作する場合だけを想定する。しかし、本発明において、レギュレータ６０は、黒レベル調整のための上記の２重のフィードバック制御ループ、又は、“結合された”ループ系を形成し、以下の如く、第１のループはビーム電流センサ５６からドライバ増幅器５０に、第２のループはビーム電流センサ５６からスクリーングリッドバイアス制御ユニット７０を介して第２のグリッドに至る。
以下、２重の黒レベル制御ループの中の第１のループの細部を考えると、ＡＫＢレギュレータ６０において、ビーム電流表示信号Ｓ６は、パルス発生器２２により発生させられたＡＫＢ標本パルスＳＰによって動作が可能にされ、信号Ｓ６を基準信号Ｖｒと比較し、ビーム電流が基準信号Ｖｒにより表わされた黒レベルビーム電流基準レベルよりも大きいか、或いは、小さいかを示す出力信号Ｓ７を与えるキー比較器６１に供給される。信号Ｓ７はキャパシタ６５を用いて平滑化され、黒レベル“調整”、又は、ドライバ増幅器５０に供給される補正電流Ｉａの大きさを制御し、ドライバ増幅器は、フィードバックを用いて、黒レベルビーム電流を基準信号Ｖｒによって定められたレベルに調整する。この調整は、ＡＫＢ標本パルスＳＰに応答して垂直期間の数ラインに亘り閉成されたスイッチ６４を介してドライバ増幅器５０に供給される基準レベル測定電流Ｉｍを発生する第２の電流源６３により容易化される。
２重の制御ループ（ＡＫＢループ）の第１のループの動作を簡単に言うと、ＡＫＢ標本パルスがビデオ信号Ｓ４の垂直期間中に生じたとき、赤、緑及び青色のビデオ信号は帰線消去され、スイッチ６４は、電流源６３により生成された測定電流をドライバ増幅器５０に供給するため閉成される。これは、基準信号Ｖｒに一致すべき基準レベルビーム電流が導通するよう、受像管３０の陰極にバイアスを加える。受像管３０により生成される実際のビーム電流は、温度、時期、実効陰極インピーダンス、及び、重要なスクリーングリッド電圧のような要因に依存する。“実際の”電流は、ビーム電流センサ５６により検出されるような実際のビーム電流が基準信号の値よりも大きいか、或いは、小さいかを決めるキー比較期６１により定められる。ビーム電流誤差は、キャパシタ６５を用いて平滑化され、ビーム電流をキー比較器６１に供給された黒レベルビーム電流基準信号Ｖｒにより定められた値に調整する向きに調整電流Ｉａを増幅器に供給する調整又は補正電流源６２に与えられる。
本発明による本発明による２重ループ制御システムの第２のループは、（破線で囲まれた）スクリーングリッドバイアス制御ユニット７０と、受像管３０のスクリーンＧ２電圧をビーム電流の関数として制御するためビーム電流源５６により供給されたビーム電流表示信号Ｓ６を利用する（破線で囲まれた）集束/スクリーン電源９０とからなる。上記の“関数”は、ビーム電流誤差（即ち、“平滑化された”ビーム電流誤差）の積分であり、ＡＫＢ回路６０内のキャパシタ６５により与えられる。
簡単に言うと、本発明において、ＡＫＢ回路は、ドライバ増幅器５０のフィードバック制御ループを介して黒レベル制御用の調整電流Ｉａを発生する機能と、受像管３０のスクリーングリッドまでの第２のフィードバックループを介して黒レベル制御用の平滑化されたビーム電流誤差信号Ｖａをキャパシタ６５の両端に発生する機能の２重の機能を行う。
第２の“入れ子状”又は“共有形”のフィードバックループの場合を考えると、スクリーングリッドバイアス制御ユニット７０は、最小値選択回路７２と、スクリーングリッドバイアスレギュレータ回路８０とからなる。選択器７２は、負荷抵抗７６を介して電源電圧源７７に接続されたコモンエミッタ抵抗７６と、赤、青及び緑色のドライバ４０、４２及び４４内の各平滑化キャパシタ６５から平滑化された誤差信号Ｖａを受けるため接続された夫々のベース電極とを有する３個のコモンコレクタのＰＮＰ形トランジスタ７３、７４及び７５により構成される。従って、エミッタ負荷抵抗７６により発生された出力信号Ｓ８は、ビデオ信号Ｓ４の垂直期間内のＡＫＢ標本パルス間隔中に測定された３台の受像管の最低黒レベレを表わす。
この点で、最小値選択回路７２は、３本の銃と共通のスクリーングリッドとを備えた受像管を利用する表示システムの場合に限り要求される。３本の銃と別々のグリッドを備えた受像管、３台の受像管を利用する製造システム、又は、１本の銃の受像管を利用するモノクロシステムの場合に、最小値選択器は必要ではなく、削除しても構わない。しかし、本質的に、共通スクリーンの場合に、一つのスクリーン補正しか行えないので、補正電流の最小値の手段として最小値選択器が３本の銃に対し必要とされる。
最小値選択器７２の出力信号Ｓ８は、信号Ｓ８と、スクリーングリッドＧ２電圧の制御用の調整レベルを表わす基準レベル（例えば、２．２ボルト）との間の差を表わす差信号Ｓ９を供給するスクリーングリッドバイアスレギュレータ８０の比較器増幅器８１に供給される。上記の差（又はスクリーングリッドバイアス誤差信号）Ｓ８は、そのコレクタ負荷抵抗８３の両端に増幅されたスクリーングリッド誤差信号Ｓ１０を発生するコモンエミッタ接続されたトランジスタ８２に供給される。信号Ｓ９は、エミッタ抵抗８４を介して、分岐した高圧レギュレータ構造内に接続された高圧増幅器トランジスタ８５に供給される。この目的のため、トランジスタ８５のベースは、動作中のバイアスを受ける抵抗８６を介して固定基準電圧に結合され、ミラー効果を用いてレギュレータ出力の積分又は平滑化を与えるキャパシタ８７を介してコレクタに接続される。レギュレータの出力（トランジスタ８５のコレクタ）は、非常に大きい値が与えられた抵抗８８（例えば、４．７メガΩ）を介して、受像管３０のスクリーングリッドＧ２と、スクリーングリッドＧ２の動作用の好ましい高圧源として機能する集束／スクリーン電源９０の出力９９とに接続される。
本題から逸れるが、簡単に言うと、集束／スクリーン電源回路がレギュレータ８０用の高圧源として好ましい理由は、このユニットは、通常、受像管の集束電極の動作用のキロボルトレンジの電圧と、スクリーングリッドにバイアスを与えるキロボルト以下の電圧とを提供するため、テレビジョンシステムに組み込まれているからである。従来、かかるユニットは、図示されるように分圧器構造として接続され、２個の調整可能な集束電圧（ポテンショメータ９５及び９６を介する集束１及び集束２）と、ポテンショメータ９７を介して調整可能なスクリーングリッド電圧とを生成するため、非常に高いアルタ（ultor）電圧（例えば、３０ｋＶ程度）を分割する抵抗９１−９４及びポテンショメータ９５−９７を備えた印刷回路組立体として設けられる。上記の本発明の具体的な実施例において、スクリーングリッド電源ポテンショメータ９７は使用されない。むしろ、スクリーングリッド用の高圧は抵抗９４及び９７の両端で得られる。
本発明の上記例において、集束スクリーン組立体からスクリーングリッドポテンショメータを取り除き、同じ値の固定抵抗で置き換える方が有利である。或いは、集束／スクリーン電源組立体は、スクリーン電圧を供給するため必要ではない。適度に高圧（例えば、８００ボルト程度）の適当な電源で間に合う。必要とされるのは、電圧源と、レギュレータ８０内の抵抗８８の値の適当な調整を伴う適当な電圧降下抵抗だけである。
本発明の実施例のより重要な利点は、スクリーングリッド高圧ポテンショメータの完全な排除にある。初期の工場のセットアップ、或いは、後の表示システムのサービス処理において、調整は不要である。本発明のかかる実施例は、換言すると、ＡＫＢ制御レンジ、黒レベル、小さい光の色バランス、及び、上記のその他のパラメータを最適化すると同時に、スクリーングリッド電圧の全自動制御を提供する。
詳細に説明した両方の制御ループの全体的な構成及び動作を簡単に説明するならば、ビデオドライバ増幅器５０は、ユニット２０により供給された緑色ビデオ信号を増幅し、集束／スクリーン電源９０の出力９９からスクリーングリッドＧ２バイアスを受ける増幅された信号Ｓ５を受像管３０の陰極３６に与える。ビーム電流センサ５６は、受像管ビーム電流を標本化し、ビーム電流表示信号Ｓ６をＡＫＢレギュレータ６０に供給し、ＡＫＢレギュレータ６０は、黒レベル補正信号を生成し、受像管３０の黒レベルを調整する増幅器５０に送り返す。ＡＫＢユニット６０内のキャパシタ６５に接続されたスクリーングリッドバイアス制御ユニット７０は、ＡＫＢレギュレータ６０の黒レベル補正信号Ｉａの関数として、スクリーングリッド電圧を変える。本発明の上記実施例において、上記関数は、キャパシタ６５の両端に発生された補正信号の平滑化された値Ｖａよりなり、その最小値はスクリーングリッド制御を行う最小値選択器７２により選択される。
図２は、レギュレータ８０において低い電圧制御トランジスタの使用が可能になり、集束/スクリーン電源９０の変形を必要としない（即ち、ポテンショメータ９７と抵抗９４の間に出力タップを設けることが必要ではない）図１のシステムの変形を示す図である。
より詳細に言うと、図２のレギュレータ８０は、抵抗８６をより大きい値が与えられた抵抗８６’で置換し、ベース電圧分圧器を形成するため出力トランジスタのベースと接地との間に更なる抵抗８９を追加し、上記の非常に高圧の出力トランジスタ８５を低い電圧のトランジスタ８５’で置換し、出力抵抗９９を小さい抵抗８８’で置換し、出力２０４をダイオード２０２を介して適度の電源（例えば、２５０ボルト）に接続することにより変形された。出力２０４は、ノード９９ではなく、スクリーンバイアスポテンショメータ９７のワイパに結合され、レギュレータ８０の出力は、前の例では接地基準電位に結合されていた抵抗９４に供給される。
上記の変更と共に、トランジスタ８５’は、抵抗９４に印加された基準電位を制御することによりスクリーングリッドＧ２電圧を間接的に調整する。この電位の増加は、レギュレータ８０の出力に比例してスクリーン電圧の値を増加させるが、抵抗９４の両端の電圧降下により低下させられる。ダイオード２０２は、抵抗９４の下側の端で２５０ボルトを上回る電圧の増加を防止する。スクリーンレベル電位を与える付加的な電圧は、スクリーン電圧を４００乃至８００ボルトのレンジ内の値まで昇圧させるため、抵抗９４のオフセットと、ポテンショメータ９７の調整とにより設けられる。従って、スクリーン電圧の最大制御レンジは、ポテンショメータ９７により設定された初期電圧と、ダイオード２０２に印加された電源の２分の１の和又は差と一致する。例えば、ポテンショメータ９７が６００ボルトに設定され、レギュレータ８０が中心（１２５ボルト）の出力を与えるならば、スクリーン電圧制御レンジは、４７５ボルトの最小値から７２５ボルトの最大値まで及ぶ。この幅のレンジは、受像管の漏れが構成され、例えば、電極間のアーク発生により消去されたとき、スクリーングリッドポテンショメータの後の調整のあらゆる必要性を十分に排除するため、基本ＡＫＢ動作レンジを十分に拡大させ得ることが分かった。本発明の上記実施例は、初期の調整が要求されるとしても、スクリーングリッド高圧ポテンショメータの更なる調整は必要ではなく、低圧レギュレータトランジスタが使用され、集束／スクリーン電源組立体の変形は必要とされない点で半自動であると見なされる。
図３は、スクリーングリッドポテンショメータ９７の調整を容易に行う図２の実施例の変形を示す図である。図を簡単化するため、最小値検出器７２及び集束／スクリーン電源９０は、変更されていないので、ブロック図の形式で描かれる。破線で囲まれたレギュレータ８０は、スクリーングリッドバイアスポテンショメータ９７の初期セットアップ（即ち、係数の較正）中に使用されるウィンドウ検出器及び帰線消去制御ユニット３００を含むよう変形される。
ユニット３００は、レギュレータ９０の出力抵抗８５のコレクタと接地との間に分圧器として接続された抵抗３０２及び３０４により構成される。上記素子は、トランジスタ８５のコレクタの比較的高圧の変化を、０乃至５ボルトのレンジ内の低い電圧（論理）レベルまで低下させる。この分圧器のかなり高いインピーダンスは低減され、分圧器の出力に接続されたベース電極と、同じ値が与えられているので単位利得が得られるエミッタ及びコレクタ負荷抵抗３０８及び３１０とを有するトランジスタ３０６を用いて信号が反転される。ウィンドウ検出はトランジスタ３１２により与えられ、トランジスタ３１２は、抵抗３１４を介して低圧電源に接続されたエミッタと、トランジスタ３０６の出力（コレクタ）に接続されたベースと、抵抗３１６を介してトランジスタ３０６のコレクタに接続され、抵抗３１８を介して接地され、出力トランジスタ３２０のベース・エミッタ路を介して接地されたコレクタとを有する。論理レベル（例えば、５ボルト）出力信号は、５ボルト電源に接続された負荷抵抗３２４の近くにあるトランジスタ３２０により生成される。直列３３０Ωの抵抗は、トランジスタ３２０のターンオン中に出力ライン容量からのサージ電流の保護を提供する。トランジスタ３２０の出力は、導体３３０によりベースバンド処理ユニット２０の帰線消去入力３３２に結合される。
動作中に、トランジスタ３２０は、スクリーングリッド動作レンジの範囲内（例えば、図示された２５０ボルト電源の場合に略１２５ボルト）でトランジスタ８５のコレクタ電圧の値だけに対しバイアスが除かれる。この条件の場合、ユニット２５０により供給されたビデオ信号は、消去されずに集束／スクリーン電源９０内のスクリーングリッドバイアスポテンショメータ９７の適当な調整を表わす。中間レンジの外側のコンクタ電圧の場合、トランジスタ３２０はバイアスが加えられるので、表示を消去し、ポテンショメータ９７が調整を必要とすることを示す。この消去は、受像機サービスモードスイッチの作動により受像機セットアップモード中に限って動作可能にされる。従って、受像機の通常動作中に、帰線消去信号は無視され、スクリーン制御電圧は、その全動作レンジ（０乃至２５０ボルト）で変化する。
図４は、増幅器５０およびビーム電流センサ５６として使用するのに適当な受像管ドライバ増幅器及びビーム電流センサの回路細部を示す図であり、同図において、センサが、増幅されたビデオ信号用バッファ増幅器として、かつ、ビーム電流センサとして動作する２重の機能を提供する点が有利である。ドライバ増幅器５０は、出力トランジスタ４０４と縦続接続された入力トランジスタ４０２を含む。増幅器の利得は、コモンベース接続された出力トランジスタ４０４のコレクタ負荷抵抗４０６と、入力トランジスタ４０２内のエミッタ回路のエミッタ負荷抵抗４０３との比により定められる。増幅器の非常に高い出力インピーダンスは相補形エミッタフォロワバッファ増幅器を用いて低減され、相補形エミッタフォロワバッファ増幅器は、保護抵抗４１６を介して受像管３０の陰極３６に接続されたエミッタ電極と、コレクタ回路内に夫々のサージ電流制限抵抗４１２及び４１４とを有するトランジスタ４０８及び４１０により構成される。上記の抵抗は、大きな信号の過渡状態下で一時的に生じるトランジスタ４０８及び４１０の同時の導通中に最大のトランジスタのレール・ツウ・レール（rail to rail）電流フローを制限するので、時には“自殺防止（suicide prevention）”用と呼ばれる。ダイオード４１８は、増幅器クロスオーバー歪みを削減するためトランジスタ４０８と４１０とのベース電極の間にオフセットを与える。トランジスタ４０８のコレクタは、ＡＫＢ電流センサ入力（比較器６１）へのビーム電流フローの出力を提供する。ＡＫＢ回路からの測定電流入力は、コモンベース接続された出力トランジスタ４０４のエミッタに供給される。
ドライバ増幅器５０及びビーム電流センサ５６の動作を簡単に要約すると、トランジスタ４０２は、抵抗４０６と４０３の比によって定められた利得で緑色ビデオ入力信号を増幅する。トランジスタ４０４は、トランジスタ４０２のコレクタ電流を（Ｖｂｅ  ４０４よりも１２ボルト低い）一定値に調整することによりミラー効果を抑制する。ダイオード４１８は、クロスオーバー歪みを低減するためバッファ増幅器６０への出力ドライブ信号を部分的にオフセットさせる。増幅器５６は、ビーム電流の検出と共に、単位利得及びインピーダンス低下を与える。抵抗４１４及び４１２は、大きいビデオ過度現象中にトランジスタ４０８及び４１０を流れる最大のレール・ツウ・レール電流フローを制限する。トランジスタ４０８のコレクタ電流は受像管ビーム電流を表わし、その一部は、測定電流がトランジスタ４０４のエミッタに供給されると共に、ＡＫＢビーム表示電流として比較器６１に送られる。
種々の変更及び変形を上記本発明の実施例に対し行うことができる。図５は本発明の原理を適用する図１の実施例の変形を示す。本質的な変形は、各色に１台ずつの３台の受像管と、３個の別個の黒レベル制御システムとを設けることである。各受像管は、利用可能な別個のスクリーングリッドＧ２電極を有するので、各投写ユニットのスクリーングリッドバイアス制御ユニットから最小値選択器７２を取り除いてもよい。投写ユニット５００、５０２及び５０４は、同一であるので、緑色ユニット５０４の細部だけが示される。
緑色投写ユニット５０４は、緑色投写受像管３０’の陰極３６’を駆動するための変更の無い緑色ドライバ４４を含む。集束／スクリーン電源９０は変更されず、受像管３０’のスクリーングリッドと、同様に変更されていないスクリーングリッドバイアスレギュレータ８０の出力とに接続される。他の変更は、選択器７２が除去され、ビーム電流表示信号Ｓ６に応答してキャパシタ６５の両端に生じた黒レベル表示電圧を受けるため、増幅器８１の入力がドライバ４４のノード６６に直結された点だけである。本発明のこの実施例の動作は、選択器７２が無い点を除いて、上記の動作と同じである。この素子を除去し、各投写受像管に固有の黒レベル調整システムを設けることにより、上記の如く、受像管銃の間の差異を見込む必要がないので、黒レベル動作レンジに更なる増加が得られる。かくして、各銃は別々に最適化される。
直視形モノクロ受像管と共に動作するための図６の変形は、図５の投写受像管３０’を直視形モノクロ受像管３０”で置換し、投写ユニット５０２及び５０４を除去することからなる。動作は、直視形モノクロ受像管を使用する点を除いて図５の例と同じである。
上記の投写及びモノクロ表示システムに関する利点を得ることが望まれるならば、図５及び６の変形は上記の図２及び３の例に容易に適用される。
図７において、図２のシステムは、電力の初期供給後に、受像管３０のスクリーン電源電圧を直ちに低下させるスクリーングリッドバイアスレギュレータ８０内のトランジスタ８５のエミッタに接続されたタイミング回路７００の追加により変形される。
動作電力の初期供給後にスクリーン電源電圧を直ちに低下させる目的は、受像機のターンオン中に視覚的なアーティファクトを抑制することである。ＡＫＢとスクリーングリッドバイアス制御ループとの結合は、受像管陰極がターンオン中に加熱するので、通常のスクリーングリッド（Ｇ２）電圧よりも高い電圧を生じる傾向のあることが分かった。その結果として、帰線はウォームアップが完了するまで可視化される。
スクリーングリッド電圧は、制御され、ＡＫＢシステムに密接に結合されるので、陰極電圧の昇圧、又は、制御グリッド（Ｇ１）電圧の低下に基づく従来の電源投入回路は、本発明の目的のため完全に有効という訳ではない。従って、スクリーングリッド電圧がＡＫＢ動作に“結合され”又は依存する本発明のような応用において、（必要に応じて）他の測定がターンオン帰線消去（例えば、陰極電圧を正にドライブする陰極帰線消去、又は、制御グリッドを負にドライブすることによるグリッドＧ１の帰線消去）を得るため行われるのに加えて、スクリーン電圧がターンオン中に直ちに低下されることが望ましい。
より詳しく言うと、スクリーングリッド電源遅延タイミングは、ダイオード７０２をトランジスタ８５のエミッタ負荷抵抗８５と直列に付加し、そのエミッタをダイオード７０４とサージ電流制限抵抗７０６の直列結合を介してタイミングキャパシタ７０８に接続することにより、回路７００に与えられる。ダイオード７０４の陽極は、並列接続されたダイオード７１０及び抵抗７１２を用いて、低電圧電源端子（＋１２Ｖ）に接続される。図のスペースの制限のため、素子の値は示されない。しかし、一例としての値は、抵抗７０６が３３０オーム、抵抗７１２が３．３メガオーム、（図示されたような有極の）キャパシタ７０８は１８０マイクロファラッドである。
動作中に、ダイオード７１０は、受像機がターンオフされたとき、低電圧（＋１２Ｖ）電源を介して、キャパシタ７０８の接地への放電路を与える。受像機のターンオン後に、キャパシタ７０８は、ダイオード７０４を介して１２ボルト電源から充電され、かくして、スクリーンレギュレータトランジスタ８５をターンオンし、キャパシタが充電されると共にスクリーン電圧を低下させる。ダイオード７０２は、キャパシタ７０８が抵抗８３から充電電流を受けることを防止するので、全ての充電電流がトランジスタ８５を介して効果的に得られる。これは、キャパシタ７０８の所定の容量値に対し最大の充電時間を保証する。抵抗７１２により供給された小さい電流（例えば、数マイクロアンペア）は無視することができ、充電時定数を著しく短縮することがない。抵抗７１２は、タイミングサイクルの終了後に、キャパシタ７０８の漏れ電流を補償するため存在する。かかる補償により、キャパシタ７０８が充電された後、本質的に全部のスクリーン調整電流がトランジスタ８２により制御に利用可能であり、スクリーン調整電流はキャパシタ７０８の電荷を維持するために全く必要とされないという利点が得られる。キャパシタ電圧が（Ｖｂｅ８５とＶｐｎ７０４の両端の降下よりも小さい）トランジスタ８５のベースバイアスレベルを超え、ダイオード７０４がターンオフし、充電が停止し、通常のスクリーン電圧調整が上記の如くトランジスタ８５を介して開始されたとき、タイミングサイクルは終了する。受像機のターンオフはダイオード７１０を介してキャパシタ７０８を再度放電させ、次に、受像機がターンオンされたとき、上記の如く、タイミングサイクルが繰り返される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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