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発明の名称 陰極線管の蛍光体保護
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−110871(P2003−110871A)
公開日 平成15年4月11日(2003.4.11)
出願番号 特願2002−248963(P2002−248963)
出願日 平成14年8月28日(2002.8.28)
代理人 【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5C068
【Fターム(参考)】
5C068 FA02 FA03 MA03 MA05 
発明者 ジェフリー オーウェン アレンダー
要約 課題
陰極線管の蛍光体を保護するディスプレイデバイスの提供。

解決手段
陰極線管ビデオディスプレイは、これに接続されるビデオ信号Vinを表示するための陰極線管CRTを備えている。陰極線管電子ビームブランカ201は、陰極線管CRTに接続され、陰極線管CRT内の電子ビームeを消去するためのブランキングトリガ信号Gkに応答する。ブランキングコントローラ200は、陰極線管電子ビームブランカ201に接続され、電子ビームの消去を制御するための該ブランキングトリガ信号Gkを発生する。この電子ビームeは、ホットスタート状態又はコールドスタート状態のうちの一方に従う異なる持続期間について消去される。
特許請求の範囲
【請求項1】 これに接続されるビデオ信号を表示するための陰極線管と、前記陰極線管に接続され、前記陰極線管内で電子ビームを消去するブランキングトリガ信号に応答する陰極線管電子ビームブランカと、前記陰極線管電子ビームブランカに接続され、電子ビームの消去を制御するための前記ブランキングトリガ信号を発生するブランキングコントローラとを備え、前記電子ビームは、ホットスタート状態又はコールドスタート状態のうちの一方に従う異なる持続期間について消去される、ことを特徴とする陰極線管ビデオディスプレイ。
【請求項2】 これに接続されるビデオ信号を表示するための陰極線管と、前記陰極線管に接続され、前記陰極線管内で電子ビームを消去するブランキングトリガ信号に応答する陰極線管電子ビームブランカと、前記陰極線管電子ビームブランカに接続され、電子ビームの消去を制御するための前記ブランキングトリガ信号を発生するブランキングコントローラとを備え、前記電子ビームは、ターンオン状態又はターンオフ状態のうちの一方に従う異なる持続期間について消去される、ことを特徴とする陰極線管ビデオディスプレイ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管ディスプレイデバイスに関し、ディスプレイの蛍光体の損傷を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管ディスプレイは、走査ロス、或いは偏向電源の終了又は故障のような事象の間に生じる、ディスプレイの蛍光体の損傷又は擬似画像の存在を防止する回路構成を慣習的に採用している。典型的に、これらの保護回路は、上記事象の発生を検出又は予期し、検出に応じて、たとえば、陰極線管内の電子ビームを消去又は遮断するに十分なバイアスを陰極線管のグリッドに印加することができる回路を作動させる。
【0003】三色陰極線管では、メタルマスクが典型的に使用され、対応する電子銃から放出された電子により、個々の色の蛍光体が照射される。結果的に、このマスクは、蛍光体のディスプレイ表面に向けて投影された電子ビーム電流のうちのかなりのパーセンテージを遮断することができる。
【0004】このように、偏向されていないビームから生じる蛍光体の損傷又は発光疲労の可能性が大幅に低減される。しかし、擬似ターンオフ画像を除去するために、かかる陰極線管を採用したディスプレイは、これら望まないターンオフによるアーチファクトの表示を防止するために、バイアス、すなわちCRTグリッドをキックして、ブランキング、すなわち電位を遮断するための回路を使用することがある。
【0005】陰極線管ディスプレイデバイスの中には、偏向ジェネレータから電気的に分離した管の電源を使用するために、複数の走査周波数で選択的に動作可能なものが知られている。明らかに、かかるディスプレイでは、蛍光体の保護回路が必要とされる。これは、陰極線管への電力の供給が駆動、電圧印加されず、又は偏向波形から導出されないためである。したがって、蛍光体の損傷は、CRTの電力が保持される、偏向の故障から生じる可能性がある。
【0006】陰極線管の投射型ディスプレイでは、蛍光体の保護回路は最も重要である。これは、それぞれの管が1つの単色蛍光体を有しており、結果として、三色ディスプレイの内部の金属マスクがないためである。さらに、たとえば、直径7インチと保護管が小さく、32インチの三色ディスプレイ管と比較されるとき、管のサイズに対するピクチャパワーの比は、直視管における比よりも投射型管における比の方がかなり大きい。したがって、投射型管におけるビーム電流の密度により、非常に大きな電力が蛍光体により浪費される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、保護回路がなければ、管の表面にセンタリングされたフラッシュ又は画像をターンオン又はターンオフすることにより、蛍光体の損傷が生じる可能性がある。蛍光体は、局所化された発光疲労を受けて、光出力が永続的に低減されることとなり、したがって、フラッシュの画像を保持し続ける可能性がある。過渡現象が激しい場合、蛍光体は、その蛍光体の位置からの更なる発光を不可能にして、焼損される可能性がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】好適な実施の形態では、陰極線管ビデオディスプレイは、これに接続されるビデオ信号を表示するための陰極線管を備えている。陰極線管の電子ビームブランカは、該陰極線管に接続され、陰極線管内の電子ビームを消去するために、ブランキングトリガ信号に応答する。ブランキングコントローラは、該陰極線管の電子ビームブランカに接続され、電子ビームの消去を制御するための該ブランキングトリガ信号を発生する。ここで、電子ビームは、ホットスタート状態又はコールドスタート状態のうちの一方に従う異なる持続期間について消去される。
【0009】更なる好適な実施の形態では、陰極線管ビデオディスプレイは、これに接続されるビデオ信号を表示するための陰極線管を備えている。陰極線管の電子ビームブランカは、該陰極線管に接続され、陰極線管内の電子ビームを消去するために、ブランキングトリガ信号に応答する。ブランキングコントローラは、該陰極線管の電子ビームブランカに接続され、電子ビームの消去を制御するための該ブランキングトリガ信号を発生する。ここで、電子ビームは、ターンオン状態又はターンオフ状態のうちの一方に従う異なる持続期間について消去される。
【0010】
【発明の実施の形態】保護回路は、走査波形のロス又は電源のロスを検出するものとして知られており、図1では、かかる三色管回路の構成が例示されている。図1の構成は、それぞれのディスプレイ管の制御グリッドに接続されている個々のグリッドキック回路が1つの電源から駆動されるCRT投射型構成、及び走査故障構成にも同様に適用することができる。
【0011】図1では、自動キネバイアス(AKB)回路には、垂直走査ロス回路の一部として垂直走査信号が供給される。垂直走査が失われたとき、管のバイアスは、ビームが遮断されるまでビーム電流を減少しながら緩やかに変化される。この方法は、緩やかな応答時間を有しており、陰極線管への損傷を防止する。
【0012】図1では、トランジスタQ3及びダイオードD1により、12V電源の電力感知が設けられている。トランジスタQ3のエミッタでのダイオードD1及びキャパシタC3の結合は、たとえば、ターンオフ又は電源の故障といった12V電源が失われたときに、12V電源が急速に低下することを防止する。ターンオフの後、トランジスタQ3のベースに接続されている12V電源は、トランジスタQ3をオンにし、これより、図4の例示的な構成のようなグリッドキック回路を作動して、抵抗R1を介してグランド方向に減衰する。
【0013】図1に示される回路は、垂直走査の故障及び12V電源のロスの検出を提供するものであるが、ターンオンフラッシュの損傷に対する保護を提供することができない。さらに、AKB回路は、走査の故障を受けるときに長い応答時間を示すために、AKB構成は、CRTが消去される前にへこみ走査を表示することを可能にする。
【0014】ディスプレイへのパワーアップ及びパワーダウンでのビーム消去の必要条件において、重要な差が存在する。陰極線管の蛍光体の保護は、以下の条件の下で必要とされる。
[パワーダウン]1)ユーザ制御によるパワーダウンに応じて、ビームを消去する。2)偏向電源の故障に応じて、ビームを消去する。3)偏向の故障に応じてビームを消去する。
[パワーアップ]1)低温の電力投入で(at power up cold)、ビームを消去する。2)高温の電力投入で(at power up hot)、ビームを消去する。
【0015】パワーダウンでは、2つの可視のアーチファクトが生じる。すなわち、フラッシュ、又は短時間ではあるが潜在的に高い輝度の走査の揺れ、次いで、緩やかに減衰する最後の画像を表す白熱である。明らかに、パワーダウンのビーム消去は、目に見えるフラッシュを防止するために、高速な動作であることが要求される。さらに、ブランキングは、白熱の後で任意の画像を抑圧するために十分な時間の間保持されなければならない。
【0016】ディスプレイのパワーダウンでは、目に見えるアーチファクトが生じるが、これらのアーチファクトは時間的に変化し、ターンオフでディスプレイの動作状態、及び最後に電圧印加されてからの経過時間に強度依存する。
【0017】たとえば、数分よりも短いパワーオフ・パワーオンのサイクル時間は、ホットスタートと言及することができる。これは、管のヒータが十分に冷却されておらず、管のヒータが1時間以上休止していたのとは異なり、即座に電子ビームの放出が可能であるためである。したがって、特にホットスタート状態により、検出に関する迅速な電力が要求されることが理解される。
【0018】さらに、ユーザの苛立ちを回避するために、不必要に長いビームブランキング期間を避けて、画像表示における付加的な遅延が防止されなければならない。しかし、低温の管のヒータ、いわゆるコールドスタートにより、ターンオンのディスプレイのアーチファクトは、ホットスタート状態とは相対的な発生において遅延することができ、これにより、僅かに拡張されたビームブランキング期間が必要とされる。
【0019】パワーアップ及びパワーダウンでのビームブランキングについての異なる必要条件の認識は、いわば、ターンオンで即座に消去すること及び消去しないことであり、ターンオフで即座に保持された消去であり、図2の有利な構成となる。ターンオンでは、ビーム消去は、ターンオンのディスプレイのアーチファクトを不明瞭にしなければならないが、キネスコープのカソードで利用可能なビデオ信号の前に終了しなければならない。
【0020】いずれかのパワーダウンのシナリオにより、ビーム消去は、即座にオンとなり、消去された状態は、ターンオンの間で必要とされる時間よりもかなり長い時間の間保持されなければならない。異なって述べると、ターンオンでは、ビームは即座に消去され、次いで、任意のオンスクリーンピクチャがなくなることが回避されるが、パワーダウンでは、ビームは、迅速に消去され、任意のオンスクリーン画像の可視性を妨げるために保持される。
【0021】ターンオンフラッシュの表示を防止するために、図2の有効な構成200が使用され、グリッドキック又はグリッドバイアス回路が作動され、該回路は、CRTビームeを消去する。図2の構成は三色管を説明しているが、本発明の検出器200は、それぞれのディスプレイ管の制御グリッドに接続される個々のグリッドキック回路が1つの電源から導出されるCRT投射型構成、及び走査故障構成にも同様に適用することができる。
【0022】また、検出器200の構成は、垂直偏向の故障、及び電源故障及びユーザによるターンオフのようなターンオフ事象を検出し、これらの検出により、ビーム消去が作動される。さらに、図1の回路の構成と比較されたときに、垂直走査の故障が迅速に検出される。
【0023】本発明による図2の回路では、垂直ブランキング期間の間に生じる5ボルトの垂直レートパルスは、垂直走査ロス及び12V電源感知回路に接続される。垂直パルスは、トランジスタQ1により増幅され、トランジスタQ2は、この垂直パルスの存在により連続的に飽和されることになる。トランジスタQ2のコレクタは、抵抗R5を介してトランジスタQ3のベースに接続される。
【0024】トランジスタQ3は、トランジスタQ2が飽和されたときにオフにされる。垂直パルスが失われたとき、トランジスタQ2は、迅速にオフとなり、キャパシタC2と抵抗R4の並列接続の間でもあるトランジスタQ2のコレクタでの電圧は、グランド方向に減衰する。この減衰する電圧は、トランジスタQ3のベースに接続される。
【0025】トランジスタQ3は、トランジスタQ3のコレクタでの信号Gkを生成してオンする。グリッドキックトリガ信号Gkは、典型的な図3のパルスB及びパルスDにより示されており、図4の典型的なグリッドキック回路を作動するために接続される。典型的な図3のパルスB及びパルスDは、キャパシタC2及び抵抗R4の時定数に大きく関係する長い減衰時間を有している。
【0026】ブロック200への12V電源が失われたとき、トランジスタQ1,Q2及びダイオードD1がオフになり、キャパシタC2間の電圧は、抵抗R4によりグランド方向に放電される。キャパシタC2間の電圧は、抵抗R5を介してトランジスタQ3のベースに接続される。
【0027】電圧が約10.4ボルトに低下したとき、トランジスタQ3はオンされ、コレクタでの信号Gkが生成され、グリッドキック回路が作動される。12V電源が失われることにより、キャパシタC3がダイオードD1により電源から接続解除され、トランジスタQ3のエミッタに電力を供給して導通状態を保持する。
【0028】ディスプレイのターンオンは、図3の典型的なGkパルス波形Aにより示されている。キャパシタC2は、トランジスタQ2のコレクタとグランドとの間に接続されており、ディスプレイのターンオフに続いて抵抗R4により放電される。したがって、ターンオンでは、キャパシタC2は、抵抗R5及びトランジスタQ3のベースを介して、ダイオードD1のアノードに接続されている12V電源の方向に緩やかに充電される。
【0029】この充電電流は、周期τ1の間トランジスタQ3における導通状態を保持する。この周期τ1の間、グリッドキック回路が作動される。持続期間、すなわちGkパルスAの終了は、トランジスタQ2の導通状態により決定され、トランジスタQ1への垂直パルス入力の確立に続いて、トランジスタQ2は、飽和状態をとる。
【0030】トランジスタQ2が飽和されると、キャパシタC2は、トランジスタQ2のコレクタを介して、飽和電圧Vcesatよりは小さい12ボルト電源に急速に充電される。キャパシタC2間の電圧が上昇するとき、12ボルト電源以下の公称で2つのPN接合の値(約10.6ボルト)に到達する。この値で、グリッドキックトリガトランジスタQ3は、グリッドキック回路により遮断される終了ビームを遮断する。
【0031】先に説明したように、ターンオンでは、トランジスタQ2を飽和させてキャパシタC2を放電させる垂直パルスVpの出現により、グリッドキックパルスAが終了される。グリッドブランキングを始動するための異なる期間を容易にすることの望ましさは、先に説明されたが、簡単な期間では、三色ディスプレイによるホットスタートは、図2に示される本発明の回路により適切に保護される。
【0032】しかし、三色ディスプレイ管におけるコールドスタート状態では、本発明の回路200は、CRTとしての擬似画像の表示を全体的に防止しない場合があるが、蛍光体の焼損の保護を提供し、安定を供給する。ブランキングを始動するための異なる制御可能な期間を提供するために、トランジスタQ2のコレクタに12ボルトを供給する破線の位置に、ブロック250に示される有効な遅延素子が追加される。
【0033】遅延素子の動作は、以下のようである。コールドスタート状態の下で開始されたとき、キャパシタC4は放電され、トランジスタQ4をオフに保持し、トランジスタQ2への電流の供給を防止する。キャパシタC4は、抵抗R7を介して正電源の方に充電され、あるポイントでは、キャパシタC4間の電圧は、トランジスタQ4を導通させ、トランジスタQ2への電流を供給して先に説明したように動作可能とするに十分となる。
【0034】キャパシタC4は、12ボルト電源の方向に充電し続け、トランジスタQ4を飽和させ、これにより、低インピーダンスをトランジスタQ2への電流源に提供する。このように、キャパシタC4及び抵抗R7について選択された値は、ターンオンパルスAの期間を決定することに作用する。ダイオードD2は、キャパシタC4のための放電経路を提供し、該経路は、スタートアップブランキングパルスAが、ホットスタート及びコールドスタートの両者について同じ期間を有することを保証する。
【0035】三色管を有するホットスタート状態の下で、ブランキングパルスAの期間は、ダイオードD2の除去又は省略により有利にも短縮され、これにより、残余の電荷をキャパシタC4に残すことができ、直列パストランジスタQ4について早期のターンオンを提供することができる。したがって、暖かい三色のディスプレイでは、ターンオンブランキングは、ディスプレイの休止時間に比例して短縮される。しかし、投射型陰極線管のディスプレイでは、ダイオードD2の存在により、ホットスタート状態又はコールドスタート状態に関わらず、キャパシタC4が十分に放電されていることが保証される。
【0036】キネスコープのアーク発生に対する保護を提供するために、キャパシタC1は、トランジスタQ2のコレクタとエミッタの間に接続されている。したがって、ディスプレイのターンオンでの管のブランキングは、電源がその動作値を受けるとき、トランジスタQ3のベースを低く保持することにより達成される。
【0037】図2の本発明のターンオン/ターンオフトリガジェネレータ200では、グリッドキック回路がトリガされ、ビームブランキングがディスプレイのターンオンによるか、電源の故障又は走査の故障のような各種ターンオフ又は疲労の事象によるかに依存する異なる周期でビームを遮断させる。
【0038】図3は、トランジスタQ3のコレクタで発生され、ディスプレイの典型的なオンオフサイクリングの間にグリッドキック回路をトリガするために印加される典型的なトリガ電圧Gkを示している。トリガパルスAは、5秒又はそれ以上のオーダでの期間を有するパルスB又はパルスDの期間よりも著しく短い期間である。パルスCは、パワーオフ事象に続いて、ディスプレイが再始動される状態を表しており、パルスCがパルスAに実質的に類似した期間を有することを示している。
【0039】図4には、例示的なグリッドキック又はグリッドバイアス制御が示されている。通常の動作の間、例示的なグリッドバイアス構成のトランジスタ61は、制御信号Gkによりオフバイアスされる。この状態の下で、キャパシタ65は、抵抗63からの電流により充電され、電源電圧Vsから分圧器の出力(ノード70)での電位を引いたものに等しい電位まで充電される。分圧器における抵抗71と抵抗72の値は、回路ノード70で特定の出力電圧Voを提供するために選択される。これは、分圧器の出力電圧の選択が表示される画像のピーク輝度に大きく影響するためである。
【0040】信号Gkによりトリガされたときに、キャパシタ65のコレクタ側をグランドに固定して、トランジスタ61はオンする。しかし、キャパシタ65は、通常の動作の間に、電源電圧Vs(たとえば、200ボルト)から分圧器の出力電圧(25ボルト)を引いたものに等しい電位まで充電される。したがって、制御信号Gkに応答して、キャパシタ65のコレクタ側がグランドに固定されたとき、キャパシタの他方の側は、約175ボルトの負の電位を受ける。
【0041】この電位は、CRTのグリッドGに印加され、負のグリッドカットオフを提供する。これにより、キネスコープの蛍光体をスポット的な焼損から保護する。この状態の下で、分圧器におけるダイオード73は、逆バイアスされ、抵抗72及びツェナダイオード75は、キャパシタ65からともに分離される。したがって、抵抗71は、キャパシタ65についての放電経路のみを提供する。




 

 


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