JP3484032B2 - 電磁フォーカス回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管を使用す
る表示装置の電磁フォーカス回路に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、陰極線管の電磁フォーカス回
路としてスイッチング回路により少ない電力でフォーカ
スコイルを駆動するものが知られている。図１０に従来
の電磁フォーカス回路の構成図を示している。同図に示
す電磁フォーカス回路は、可変電圧電源１の両端間にス
イッチ２、フォーカスコイル３およびスイッチ４を直列
に接続している。可変電圧電源１とスイッチ２との中間
点と、フォーカスコイル３とスイッチ４との中間点との
間をスイッチ５を介して接続し、スイッチ２とフォーカ
スコイル３との中間点と、可変電圧電源１の陰極とスイ
ッチ４との中間点との間にダイオード６を逆方向に接続
している。スイッチ２、４、５をスイッチ制御部７から
ＯＮ／ＯＦＦ制御し、このスイッチ制御部７に対してデ
ータ設定部８からＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定する。 【０００３】図１１に上記電磁フォーカス回路の動作波
形のタイミング図を示す。スイッチ制御部７は水平同期
信号を基準にしてデータ設定部８により設定されたタイ
ミングに従いスイッチ２、スイッチ４、スイッチ５を図
１１に示したタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御する。スイ
ッチ２とスイッチ４とが同時にＯＮになるタイミングに
おいて可変電圧電源１からフォーカスコイル３に電源電
圧が印加され、フォーカスコイル３に流れる電流が時間
に比例して直線的に増大する。次にスイッチ２がＯＦＦ
となった瞬間にフォーカスコイル３の逆起電力によりダ
イオード６がＯＮし、ダイオード６とスイッチ４により
フォーカスコイル３が短絡され一定の電流が流れ続け
る。次にスイッチ４がＯＦＦしスイッチ５がＯＮすると
フォーカスコイル３はダイオード６とスイッチ５にて可
変電圧電源１に前述の方向と逆の方向に接続され、時間
に逆比例してその電流値は減衰する。フォーカスコイル
３に電流が流れなくなった瞬間フォーカスコイル３の逆
起電力もゼロになりダイオード６がＯＦＦする。 【０００４】以上のような、スイッチ２、４、５のＯＮ
／ＯＦＦ制御を繰り返すことによりフォーカスコイル３
に図１１に示すような電流を発生させることができる。
フォーカスコイル３に流れる電流を図１１に示すように
制御することにより、可変電圧電源１からフォーカスコ
イル３に供給した電力はダイオード６とスイッチ５によ
って可変電圧電源１に回生されるため、可変電圧電源１
から供給する電力の平均値は非常に小さくなる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電磁フォーカス回路は、回路中に電流を制限す
る機能がないため、水平同期信号Ｓ１の周期に対して可
変電圧電源１の電圧が高すぎるとフォーカスコイル３に
大きな電流が流れてしまう問題があった。またスイッチ
４とスイッチ５を同時にＯＮすることがあると可変電圧
電源１を短絡させてしまう問題があった。またスイッチ
の損失により、フォーカスコイル３から可変電圧電源１
に電流を回生する期間の電流が早く減衰してしまう問題
があった。 【０００６】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたものであり、フォーカスコイルに過電流が流れた
り、フォーカスコイルの電源が短絡したり、又はフォー
カスコイルの電流波形が理想波形からずれたりするのを
確実に防止できる信頼性の高い電磁フォーカス回路を提
供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の電磁フォーカス回路は、フォーカスコイルに
流れる電流を検出しその値が設定した値を超えたときに
フォーカスコイルに電流を供給する線路上に設けられた
スイッチをＯＦＦさせることで、過大な電流が流れるの
を防止する。 【０００８】水平同期信号の周期を測定して、その周期
測定値に適応した基準値を用いてフォーカスコイルに流
れる電流の大小を判断し、電流検出値が基準値を超えた
ときにスイッチをＯＦＦさせて過大な電流が流れるのを
防止する。周期測定値に適応した基準値を用いることか
らフォーカスコイルに過電流が流れることを水平同期信
号の周期によらず安定して防止する事ができる。 【０００９】同時にＯＮするとフォーカスコイルの電源
を短絡させる危険のあるスイッチを制御する信号の間で
片方のスイッチがＯＮの時はもう片方のスイッチはＯＮ
にならないように制御することにより、電源が短絡する
のを防止する。 【００１０】水平同期信号の周期を測定して、その周期
測定値に従ってスイッチ切り替えのタイミングを修正す
る事により、いろいろな水平同期周波数において高い精
度のフォーカス性能を実現する作用を有する。また、フ
ォーカスコイルから電源に回生する期間の電流が早く減
衰してしまうことによるフォーカス電流の誤差を低減す
る。 【００１１】スイッチをＯＮ／ＯＦＦするタイミングを
設定している演算手段に、外部からタイミングを調整で
きる入力手段を取り付け、この入力手段から与えるタイ
ミング調整データで切り替えタイミングを調整する事に
より、フォーカスコイルから電源に回生する期間の電流
が早く減衰してしまうことによるフォーカス電流の誤差
を低減する。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態に係る電
磁フォーカス回路の構成を示している。なお、前述した
図１0の電磁フォーカス回路の各部と同じ機能を有する
部分については同一符号を付している。 【００１３】可変電圧電源１の陰極とスイッチ４との間
に電流検出抵抗１０を直列に介挿し、スイッチ制御部７
からスイッチ２を制御するライン上にスイッチ２を強制
的にＯＦＦする常閉スイッチ１１を設けている。スイッ
チ２は可変電圧電源１からフォーカスコイル３へ電力を
供給する線路上に設けられており、常閉スイッチ１１の
開制御に同期して強制的にＯＦＦされるように設定され
ている。常閉スイッチ１１を比較器１２の出力によって
ＯＮ／ＯＦＦ制御する。比較器１２の一方の比較入力端
子には過電流の発生を検出するための基準電圧を発生す
る基準電源１３の陽極が接続され、他方の比較入力端子
には電流検出抵抗１０のスイッチ４が接続された端子が
接続される。比較器１２はこれら比較入力端子の電圧を
比較して電流検出抵抗１０が接続された端子の電圧が基
準電源１３の基準電圧を超えた時に常閉スイッチ１１を
開成制御する。 【００１４】以上のように構成された電磁フォーカス回
路の動作を図２を用いて説明する。スイッチ制御部７は
データ設定部８によって設定されたタイミングに従い水
平同期信号を基準にしてスイッチ２、スイッチ４、スイ
ッチ５を図２に示したタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御す
る。すなわち、スイッチ２とスイッチ４が同時にＯＮに
なるタイミングにおいて可変電圧電源１とフォーカスコ
イル３は接続され、時間に比例して直線的に電流が増大
する。次にスイッチ２がＯＦＦとなった瞬間にフォーカ
スコイル３の逆起電力によりダイオード６がＯＮし、ダ
イオード６とスイッチ４によりフォーカスコイル３が短
絡され一定の電流が流れ続ける。次にスイッチ４がＯＦ
Ｆしスイッチ５がＯＮするとフォーカスコイル３はダイ
オード６とスイッチ５にて可変電圧電源１に接続され、
時間に逆比例してその電流値は減衰する。フォーカスコ
イル３に電流が流れなくなった瞬間にフォーカスコイル
３の逆起電力もゼロになりダイオード６がＯＦＦする。 【００１５】フォーカスコイル３に流れる電流は電流検
出抵抗１０によって検出される。この検出結果と基準電
源１３の基準電圧とを比較器１２により比較して電流検
出抵抗１０の出力が基準電圧より大きくなったとき常閉
スイッチ１１を開成することでスイッチ２をＯＦＦし過
電流がフォーカスコイル３に流れるのを防止する。この
ようにして、フォーカスコイル３に過電流が流れるのを
防止しつつ図２に示すような電流を発生させることがで
きる。 【００１６】（実施の形態２）この実施の形態は、スイ
ッチ２を強制的にＯＦＦさせるか否かの判断機能を持た
せた比較器１２に与える基準電圧を水平同期信号の周期
に応じて適正な値に設定する。図３は本実施の形態に係
る電磁フォーカス回路の構成を示している。なお、前述
した図１および図１0の電磁フォーカス回路の各部と同
じ機能を有する部分については同一符号を付している。 【００１７】比較器１２は一方の比較入力端子に電流検
出抵抗１０の電流検出値が入力し、他方の比較入力端子
にＤ／Ａコンバータ１４の出力する基準電圧値が入力す
る。基準電圧値を決めているＤ／Ａコンバータ１４の入
力（基準電圧指令値）はマイクロコンピュータ１５から
与える。マイクロコンピュータ１５はスイッチ制御部７
に入力する水平同期信号を並列入力しており、その水平
同期信号の周期を測定して測定周期に適応した基準電圧
値をＤ／Ａコンバータ１４に指令する。 【００１８】以上のように構成された電磁フォーカス回
路の動作を図４を用いて説明する。スイッチ制御部７は
水平同期信号を基準にしてデータ設定部８によって設定
されたタイミングに従いスイッチ２、スイッチ４、スイ
ッチ５を図４に示したようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。ス
イッチ２とスイッチ制御部７との間に設けられたスイッ
チ１１が比較器１２の出力によってスイッチ２を制御す
る信号をＯＮ／ＯＦＦすることのなる。 【００１９】フォーカスコイル３に電流を供給する線路
上にあるスイッチ２、スイッチ５が同時にＯＮになるタ
イミングにおいて可変電圧電源１とフォーカスコイル３
とが接続され時間に比例して直線的に電流が増大する。
次にスイッチ２がＯＦＦとなった瞬間にフォーカスコイ
ル３の逆起電力によりダイオード６がＯＮし、ダイオー
ド６とスイッチ４によりフォーカスコイル３が短絡され
一定の電流が流れ続ける。次にスイッチ４がＯＦＦしス
イッチ５がＯＮするとフォーカスコイル３はダイオード
６とスイッチ５にて可変電圧電源１に接続され、時間に
逆比例してその電流値は減衰する。フォーカスコイル３
に電流が流れなくなった瞬間フォーカスコイル３の逆起
電力もゼロになりダイオード６がＯＦＦする。 【００２０】フォーカスコイル３に流れる電流は電流検
出抵抗１０によって検出され、この検出結果とＤ／Ａコ
ンバータ１４の基準電圧とを比較器１２で比較して電流
検出抵抗１０の出力が基準電圧より大きくなったときス
イッチ１１を開制御することでスイッチ２をＯＦＦし過
電流が流れるのを防止する。 【００２１】マイクロコンピュータ１５は水平同期信号
の周期を測定して当該周波数に適応した基準電圧値を決
め，Ｄ／Ａコンバータ１４を使って動的に基準電圧値を
設定するため、水平同期信号の周期によらず安定して過
電流保護ができる。 【００２２】（実施の形態３）この実施の形態は、同時
にＯＮすると可変電圧電源１を短絡させる危険のあるス
イッチ４、５を制御する信号の間で片方のスイッチ４が
ＯＮの時はもう片方のスイッチ５はＯＮにならないよう
に制御する。 【００２３】図５は本実施の形態に係る電磁フォーカス
回路の構成を示している。なお、前述した図１0の電磁
フォーカス回路の各部と同じ機能を有する部分について
は同一符号を付している。 【００２４】スイッチ制御部７はスイッチ４、５に対し
てそれぞれ線路Ｌ１，Ｌ２を介してＯＮ／ＯＦＦの制御
信号を与える。スイッチ５に対して信号を与える線路Ｌ
２上に常閉スイッチ１６を設けている。常閉スイッチ１
６はもう一方の線路Ｌ１の信号状態と逆の論理でＯＮ／
ＯＦＦ制御される。したがって、スイッチ４に対してＯ
Ｎ制御の信号が出力されているときには常閉スイッチ１
６を開成することによりスイッチ５を強制的にＯＦＦ
し、スイッチ４をＯＦＦ制御する信号が出力されている
ときには常閉スイッチ１６を閉じることによりスイッチ
５をスイッチ制御部７から出力される信号でＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御する。 【００２５】以上のように構成された電磁フォーカス回
路の動作を図６を用いて説明する。スイッチ制御部７は
水平同期信号を基準にしてデータ設定部８によって設定
されたタイミングに従いスイッチ２、スイッチ４、スイ
ッチ５を図６に示したようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。ス
イッチ５をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号は線路Ｌ２に設け
た常閉スイッチ１６を通して供給され、該スイッチ１６
の制御によりスイッチ５をＯＦＦにすることができる。
スイッチ２とスイッチ４が同時にＯＮになるタイミング
において可変電圧電源１とフォーカスコイル３は接続さ
れ時間に比例して直線的に電流が増大する。次にスイッ
チ２がＯＦＦとなった瞬間にフォーカスコイル３の逆起
電力によりダイオード６がＯＮし、ダイオード６とスイ
ッチ４によりフォーカスコイル３が短絡され一定の電流
が流れ続ける。次にスイッチ４がＯＦＦしスイッチ５が
ＯＮするとフォーカスコイル３はダイオード６とスイッ
チ５にて可変電圧電源１に接続され、時間に逆比例して
その電流値は減衰する。フォーカスコイル３に電流が流
れなくなった瞬間にフォーカスコイル３の逆起電力もゼ
ロになりダイオード６がＯＦＦする。 【００２６】ここで、図５に示す回路ではスイッチ４と
スイッチ５とが同時にＯＮすると可変電圧電源１が短絡
する。スイッチ４とスイッチ５とが同時にＯＮする状態
になることを排除するために、スイッチ５を強制的にＯ
ＦＦさせる常閉スイッチ１６をもう一方のスイッチ４の
制御信号でＯＮ／ＯＦＦ制御している。具体的には、図
６中に示したように常閉スイッチ１６をスイッチ４とは
逆の論理でＯＮ／ＯＦＦ制御する。 【００２７】したがって、図６に破線で示すようにスイ
ッチ５とスイッチ４が同時にＯＮになる制御信号が発生
したときは、常閉スイッチ１６の作用によりスイッチ５
をスイッチ制御部８の出力する制御信号に拘らず強制的
にＯＦＦさせるので、可変電圧電源１が短絡する事を防
止できる。 【００２８】（実施の形態４）この実施の形態は、水平
同期信号の周期に適応させて各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ
タイミングをずらすことでフォーカスコイルの電流波形
を部分的に補正できるようにしたものである。 【００２９】図７は本実施の形態に係る電磁フォーカス
回路の構成を示している。なお、前述した図１0の電磁
フォーカス回路の各部と同じ機能を有する部分について
は同一符号を付している。 【００３０】スイッチング回路を構成する各スイッチ
２、４、５のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御するスイッ
チ制御部７はマイクロコンピュータ１７から各スイッチ
２、４、５のＯＮ／ＯＦＦタイミングのデータが与えら
れる。マイクロコンピュータ１７は水平同期信号の周期
を測定し、その周期に適合させてフォーカスコイル３か
ら可変電圧電源１へ電流が回生する期間におけるスイッ
チ切り替えのタイミングを修正する。 【００３１】以下、マイクロコンピュータ１７によるス
イッチ切り替えタイミングの修正内容について図８を用
いて説明する。スイッチ制御部７は水平同期信号を基準
にしてマイクロコンピュータ１７によって設定されたタ
イミングに従いスイッチ２、スイッチ４、スイッチ５を
図８に示したようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。スイッチ２
とスイッチ４とが同時にＯＮになるタイミングにおいて
可変電圧電源１とフォーカスコイル３は接続され時間に
比例して直線的に電流が増大する。次にスイッチ２がＯ
ＦＦとなった瞬間にフォーカスコイル３の逆起電力によ
りダイオード６がＯＮし、ダイオード６とスイッチ４に
よりフォーカスコイル３が短絡され一定の電流が流れ続
ける。次にスイッチ４がＯＦＦしスイッチ５がＯＮする
とフォーカスコイル３はダイオード６とスイッチ５にて
可変電圧電源１に接続され、時間に逆比例してその電流
値は減衰する。フォーカスコイル３に電流が流れなくな
った瞬間にフォーカスコイル３の逆起電力もゼロになり
ダイオード６がＯＦＦする。 【００３２】ところで、図８にフォーカスコイル３の電
流として実線で示す電流波形は、スイッチに損失がない
理想的な波形である。実際の回路はスイッチの損失等に
より、同図に一点鎖線で示した補正前波形のように、フ
ォーカスコイル３から可変電圧電源１に回生する期間の
電流の減衰が理想波形よりも大きくなる。 【００３３】そこで、マイクロコンピュータ１７は、水
平同期信号Ｓ１の周期を測定し、電流波形が理想波形か
らずれる期間にスイッチ２、４、５の切り替えタイミン
グを図８中に点線で示す位置に修正している。その結
果、フォーカスコイル３の電流波形は、図８のフォーカ
スコイル３の電流波形中に点線で示した補正後波形のよ
うになる。補正後波形は補正前波形に比べて実線で示す
理想波形に近く、フォーカス電流の誤差を低減できるこ
とになる。また、マイクロコンピュータ１７に水平同期
信号を入力してその周期に適合するようにスイッチ切り
替えのＯＮ／ＯＦＦ周期を調整するのでいろいろな水平
同期周波数において高い精度のフォーカス精度を実現す
ることができる。 【００３４】（実施の形態５）図９に実施の形態に係る
電磁フォーカス回路の構成を示している。スイッチ制御
部７にタイミングを設定するマイクロコンピュータ１８
に対して位相調整値入力手段１９を接続しスイッチのＯ
Ｎ／ＯＦＦタイミングを調整する位相調整値を入力す
る。マイクロコンピュータ１８は各スイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦのタイミングを図８に実線で示す位置から同図に点
線で示す位置までずらしたタイミングを設定する。各ス
イッチのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを基準パターンから
どの程度ずらすか位相調整値入力手段１９から位相調整
値の形で入力する。 【００３５】図８に本実施の形態の電磁フォーカス回路
のタイミング図を示す。マイクロコンピュータ１８に対
して位相調整値入力手段１９から位相調整値が入力さ
れ、図８に点線で示したタイミングで各スイッチをＯＮ
／ＯＦＦするタイミングがスイッチ制御部７に設定され
る。したがって、図８に点線で示すように各スイッチの
ＯＮ／ＯＦＦタイミングが補正され、図８のフォーカス
コイルの電流波形中に破線で示した補正後の波形のよう
にフォーカス電流が補正されてフォーカス電流の理想波
形からの誤差が低減される。 【００３６】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、実施の形態１、２、３、４、５を適宜
組み合わせて電磁フォーカス回路を構成してもよいし、
図示している電磁フォーカス回路の回路素子を同じ機能
を有する他の素子で代替させてもよい。 【００３７】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、回路に流
れる電流値が所定値を超えたときにはフォーカスコイル
に電流を供給している線路上のスイッチをＯＦＦするこ
とができるのでフォーカスコイルに過電流が流れるのを
確実に防止することができる。また本発明によれば、同
時にＯＮするとフォーカスコイルの電源が短絡状態にな
る一対のスイッチに対して両スイッチのＯＮ／ＯＦＦ動
作を排他的に制御するのでフォーカスコイルの電源が短
絡するのを確実に防止できる。また本発明によれば、水
平同期信号の周期に従って複数のスイッチを制御するタ
イミングを適応的に切り替えることからいろいろな水平
同期周波数において高い精度のフォーカス性能を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態１における電磁フォーカス
回路の構成図。 【図２】実施の形態１における電磁フォーカス回路の各
部の波形を示す図。 【図３】本発明の実施の形態２における電磁フォーカス
回路の構成図。 【図４】実施の形態２における電磁フォーカス回路の各
部の波形を示す図。 【図５】本発明の実施の形態３における電磁フォーカス
回路の構成図。 【図６】実施の形態３における電磁フォーカス回路の各
部の波形を示す図。 【図７】本発明の実施の形態４における電磁フォーカス
回路の構成図。 【図８】実施の形態４及び５における電磁フォーカス回
路の各部の波形を示す図。 【図９】本発明の実施の形態５における電磁フォーカス
回路の構成図。 【図１０】従来の電磁フォーカス回路の構成図。 【図１１】従来の電磁フォーカス回路の各部の波形を示
す図。 【符号の説明】 １ 可変電圧電源 ２，４，５ スイッチ ３ フォーカスコイル ６ ダイオード ７ スイッチ制御部 ８ データ設定部 １０ 電流検出抵抗 １１，１６ 常閉スイッチ １２ 比較器 １３ 基準電源 １４ Ｄ／Ａコンバータ １５、１７，１８ マイクロコンピュータ １９ 位相調整値入力手段

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 フォーカスコイルとその電源とを複数個
   のスイッチを含んで構成されるスイッチング回路を介し
   て接続し、前記スイッチを水平同期信号に同期してＯＮ
   ／ＯＦＦ制御することにより前記フォーカスコイルに電
   流を供給する電磁フォーカス回路において、水平同期信
   号の周期を測定してその周期測定値に従って前記スイッ
   チをＯＮ／ＯＦＦ制御するタイミングを切り替える演算
   手段と、この演算手段が設定したタイミングに基づいて
   スイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチ制御手段とを
   具備したことを特徴とする電磁フォーカス回路。