CN1863270A - 控制阴极射线管中电子束扫描速度的方法及相应控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制阴极射线管(10)中电子束扫描速度的方法和相应的控制装置。所述方法通过将扫描速度作为亮度转变函数的SVM调制来控制阴极射线管(10)中的电子束扫描速度，而且这样来调制扫描速度：通过结合电子束路径来增强射线管(10)中心区域的相对调制效果，同时减弱射线管周边区域的相对调制效果。

Description

控制阴极射线管中电子束扫描速度的方法及相应控制装置

技术领域

本发明涉及阴极射线管领域，特别是电视机阴极射线管。更具体的说，本发明涉及该阴极射线管中电子束扫描速度的控制。

背景技术

为了显示图像或视频内容，电子束按照明确规定的轨迹扫描电视屏幕。

为此，电视屏幕包含通常分为两帧的一定数量的行。

光点，即电子束，从第一行中间开始从左至右扫描出这些行。

在扫描出一行后它迅速返回左边并扫描出下一行。在最后一行，它到中间时即停止，接着返回第一行中间以再现新的页面或图像。

为此，阴极射线管配备了控制偏转器用于在供应偏转器的电流发生器的控制下横向和纵向偏转电子束。

视频信号放大器速度不够导致在入射视频信号中对亮度突然转变的显示能力相对不足，作为解决方案，阴极射线管有时配备了SVM(扫描速度调制)线圈，其目的是为了调节电子束的扫描速度。该线圈作用于电子束以便作为亮度转变的函数作用于扫描速度。于是在更短的扫描距离内获得了非常急剧的亮度转变，这具有改变观众视觉印象的效果。这样所获得的增强的对比度，往往被用户视为优点。

为了实施SVM调制，亮度转变从视频信号处理器的输出检测出来并转换成持续时间对应于阴极射线管阴极上信号的上升时间的电流脉冲。然后，该电流用来供给SVM线圈以便进而控制电子束的位移。

图1a到1d分别显示的是阴极亮度信号Y(t)、供应偏转线圈的电流I_vm(t)和电子束位移X(t)作为时间的函数的行为，以及在补偿线圈补偿后获得的所导致亮度Y(X)作为电子束位移的函数的行为。

在图示的例子中，射线管阴极输入的亮度信号Y被认为包含两个转变即白/黑和黑/白。如图所示，这些转变作为在补偿线圈的供应电流I_vm中转变期间的脉冲I₁和I₂以及所导致的电子束位移X(t)的改变而出现。

此外，图1d显示了两条曲线，它们分别是在没有补偿时(曲线A)和在有补偿后(曲线B)所导致亮度Y(X)作为电子束位移X的函数的行为，这两条曲线表明，补偿后对两个上升和下降的边而言黑/灰转变得到加速而灰/白转变被减速。事实上，亮度信号Y(X)的转变边各包含其中的转变相对于没有补偿时的亮度信号转变而言被减速的第一区域Z₁和其中的转变得到加速的第二区域Z₂。另外，由于黑/白转变过程更短，且对比度得到提高，因此，视觉印象得到一定程度的增强。不过，所考虑的与黑色区间显示相对应的图案中，黑色区间显得更窄了，这相对于原有图案就产生了变形。

此外，即便在边缘时电子束所经过的距离比在中心时大，施加到电子束上的势差在屏幕中心和在屏幕边缘是一样的。因此，不是用恒量电场来加速。这种场的梯度必须通过行偏转线圈所产生的磁感应的调制来弥补。正因为如此，输入这些线圈的电流不是线性锯齿而必须经过调制。该调制(由于此修正的形状)被此领域技术人员称为S调制或修正。在现有的SVM系统中，电流脉冲仅取决于黑/白转变的幅度而没有考虑它在行中的位置。

此外，当一个图像是由垂直条组成时，沿屏幕边缘的调制效果显得比在屏幕中心处更敏感。

其原因是，通过SVM调制进行的修正只取决于黑/白或者白/黑转变的幅度，因此不会在屏幕中心和边缘产生同样的效果。对于需要进行SVM调制的电视机来说，通常射线管宽度越大这种效果就越突出。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的是克服与沿阴极射线管边缘的SVM调制效果更大相关的缺点。

因此，作为第一方面，本发明的主题是一种通过把扫描速度作为亮度转变函数的SVM调制来控制阴极射线管中电子束扫描速度的方法，其中扫描速度被调制为通过结合电子束路径来增强管中心区域的相对调制效果，同时减弱管周边区域的相对调制效果。

为此，作为本发明的另一特征，产生调制电流并向调制电子束扫描速度的SVM线圈供应所述电流。

作为本发明方法的再一特征，产生调制电流一方面通过处理红、绿、蓝组分信号RGB来产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号，另一方面通过产生其焦点基本对应于射线管中心区域而其母线对应于射线管轴线的抛物线形式的第二调制信号，还通过第二调制信号来调制第一调制信号。

第二调制信号可以由包含一系列斜坡的锯齿信号产生，其中的每个斜坡对应于一个扫描行。

例如，第二调制信号通过对锯齿信号取平方来产生。

锯齿信号也可以用来取三次方以产生第二调制信号。

为了调制第一调制信号和第二调制信号，第一调制信号用第二调制信号相乘。

作为本发明的又一实施方式，产生调制电流，一方面通过处理红、绿、蓝组分信号RGB来产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号，并且另一方面产生符合下列等式的第二调制信号：

y＝K-αd²+βd³

其中K、α和β是补偿调整量，d表示电子束的位移。

作为本发明的又一特征，把由第一调制信号用第二调制信号调制而成的调制信号供应给跨导元件的输入端以产生调制电流。

作为另一个方面，本发明的主题是用于阴极射线管中电子束的扫描速度控制装置，其包含用于控制电子束横向和纵向偏转的偏转器和用于把扫描速度作为亮度转变函数调制的SVM线圈，该线圈由产生供应所述SVM线圈的调制电流的SVM调制电路驱动。

作为此控制装置的一个特征，该SVM调制电路包含用于产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号的第一级电路和用于补偿第一调制信号的第二级电路，以便通过结合电子束路径来增强管中心区域的相对调制效果，同时减弱管周边区域的相对调制效果。

作为本发明装置的另一特征，第二电路包括锯齿信号发生器和能够产生其焦点基本对应于射线管中心区域而其母线对应于射线管轴线的抛物线形式的第二调制信号的电路、用于使第一和第二调制信号相乘的倍增器以及用于产生供应SVM线圈的调制电流的跨导元件。

作为另一方面，本发明的主题是一种包含如上所述控制装置的阴极射线管。

附图说明

通过阅读具有非限制性的专门例子并参照附图的下列说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得明显。附图中：

图1a到1d是已经提到过的曲线，分别表示，一方面是，送到阴极的视频信号亮度、供应补偿线圈的电流和沿扫描行的电子束位移作为时间的函数的行为，另一方面是，所产生亮度作为电子束位移的函数的行为；

图2是装有本发明控制装置的阴极射线管的俯视截面示意图；

图3是图2中供应射线管SVM线圈的调制电路的方块图；

图4a、4b和4c是显示供应SVM线圈的调制电流产生曲线；以及

图5显示了根据本发明实施补偿方法的阴极射线管不同位置处电场的行为。

具体实施方式

图2示意性地显示了本发明阴极射线管的总体结构，用总附图标记10表示。

在图示的应用中，阴极射线管设计成电视机的阴极射线管。但是它也可以被用于任何类型的监视器。

如该图中可以看出的，管10主要包含真空玻璃管12，其中电子枪14向覆盖有磷光性元件的屏幕″E″放射电子流″f″。

众所周知，电子枪包括发射电子流″f″的阴极和一个或多个成为所发射电子的加速器的阳极。聚集电极16用于集中电子以形成指向屏幕的电子流。

应当理解的是，对彩色电视机来说，电子枪其实是由相互靠在一起的3个电子枪的组合件构成的。但是，在本说明中，电子枪将被视为仅仅由发出单个电子束″f″的一个元件构成。

两对由电流发生器22供应电流的激励线圈18和20形成偏转器，用来产生互相相交的两个磁场以便横向、纵向即从左至右、自下到上地偏转电子流。

最后，由调制电路23供应电流的SVM线圈24用于把电子束扫描速度作为来自视频处理器(未示出)的入射视频信号亮度转变的函数调制。

线圈24由适合于图示应用的传统类型线圈构成。所以下面不对它进行详细说明。

不过应当注意的是，线圈24定位成使其磁场感应能调制行偏转器线圈20的磁场感应，即该线圈用于横向偏转电子束。调制电路23通过在对应于黑/白或白/黑转变的阴极信号上升期间供应脉冲电流来驱动SVM线圈24，对于上升或下降边来说，黑/灰转变加快而灰/白转变减慢。为此，现在参考附图3，调制电路23包括第一级电路26，该第一级电路在其输入端接收红、绿和蓝组分信号RGB并包括执行红、绿、蓝组分RGB加权累加的赋权累加电路28。然后通过差分电路30差分这样获得的信号，如果必要，还进行延迟和校准。

此外，为了克服与由于电场差异引起的SVM调制在屏幕E边缘效果更强相关的缺点，调制电路23包括第二级电路32，目的是产生用于与由第一级电路26传送过来的调制信号y1调制的第二调制信号x，以便提供用于提高屏幕中心区域调制效果而同时减弱管周边区域调制效果的补偿。

为此，第二级电路32包括电路34，用于产生与用于产生电子束逐行扫描的锯齿信号相对应的锯齿信号。如图3中作为虚线所示的，锯齿信号S也可以调制，以便通过减少锯齿之间转变附近的锯齿坡度来适应屏幕周边区域附近效果更强。此外，第二级电路32包含通过连接电容器接收由电路34传递过来的锯齿信号的倍增电路36。例如，该倍增电路对锯齿信号S取平方。作为一种变化形式，该信号S也可以倍增到三次方以产生抛物线P。

应当注意，该抛物线形成为使它的准线沿着管的轴线而且它的焦点对应于管的中心区域。

还应当注意，最好通过电子束横向偏转信号形成锯齿信号。

这样获得的信号x通过倍增器38与第一级电路26的输出信号y1相乘。然后，这样获得的信号10被放大并通过跨导元件40转变成电流I_vm以便驱动SVM线圈24。

由于形状为抛物线，当电子束到达射线管周边区域时供应SVM线圈的电流I_vm可减小。

在图4a到4c中显示了在锯齿信号的一个周期即一电子束扫描行内，作为时间函数的亮度信号Y(t)(图4a)、锯齿信号S(t)(图4b)以及供应SVM线圈的调制电流I_vm(t)的行为。

如这些图中可以看出的，对于与由交替黑白区间构成的图案显示相对应的亮度信号，供应SVM线圈24的调制电流的强度在对应于扫描行开始和结束的区域即屏幕的周边区域较低而在屏幕中心区域较高。因此，作为亮度信号转变的函数、以SVM线圈实施的调制在屏幕周边区域明显降低而在屏幕中心增加。

应当注意，抛物线由电子束横向位移的控制锯齿信号的平方而产生。因此，抛物线与电子束扫描完全同步。

应当注意，它可以用各种模拟或数字的方式产生并必须能加以调整以适应所用阴极射线管的几何形状。由倍增电路36实施的乘法运算也是这种情况。

最后应当指出的是，电场 e相对于屏幕位置符合下列等式：

$\stackrel{\‾}{e}=\frac{\mathrm{Vht}}{\sqrt{p^2+d^2}}$

其中p表示管的深度，d表示所考虑点到屏幕中心的距离，Vht表示行偏转器的高电压(待确定)。

图5中显示了电场e随着时间在屏幕各个位置的行为(曲线C)以及通过平方锯齿信号获得的抛物线(曲线D)。如该图中可以看出的，补偿并不完美，因为它在屏幕中心和周边区域之间的中间区域产生了过度补偿。

为了克服这个缺点，根据本发明的另一种实施方式，SVM补偿用这种函数进行调制：

y＝K-αd²+βd³

其中K、α和β表示补偿调整系数，d表示电子束相对于屏幕中心的距离。

这样产生的信号随时间变化的行为显示在图5中(曲线E)。

象前面一样，该信号将与调制电路23的第一级电路26的输出信号相乘，所述输出信号是从红、绿、蓝组分产生的，并用于把电子束扫描速度作为亮度转变的函数进行调制。

如图5中可以看出的，这种改变形式可以使补偿得到进一步改善。

根据又一变换的实施方式，SVM调制补偿还可通过完全采用数字处理电路来产生，以实现完美的补偿。

Claims (7)

1.一种控制阴极射线管(10)中电子束扫描速度的方法，通过把扫描速度作为亮度转变函数的SVM调制来控制，其特征在于，扫描速度调制得通过结合电子束路径来增强管(10)中心区域的相对调制效果，同时减弱管周边区域的相对调制效果，并且产生一种调制电流，并将所述电流供应给用于调制电子束扫描速度的SVM线圈(24)，所述调制电流这样产生：一方面通过处理红、绿和蓝组分信号(RGB)来产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号(y1)，另一方面通过产生焦点基本对应于管中心区域而其母线对应于射线管轴线的抛物线形式的第二调制信号(x)，还用第二调制信号调制第一调制信号，且第二调制信号由包含一系列各对应于一屏幕(E)扫描行的斜坡的锯齿信号(S)产生。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对锯齿信号取平方来产生第二调制信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一调制信号用第二调制信号相乘。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调制电流这样产生：一方面通过处理红、绿和蓝组分信号(RGB)来产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号(y1)，另一方面产生符合下列等式的第二调制信号：

y＝K-αd²+βd³

其中K、α和β是补偿调整量，d表示电子束的位移。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，把由第一调制信号用第二调制信号调制而成的调制信号供应给跨导元件(40)的输入端，以产生调制电流(I_vm)。

6.一种用于阴极射线管(10)中电子束的扫描速度控制装置，其包含用于控制电子束横向和纵向偏转的偏转器(18，20)、用于把扫描速度作为亮度转变函数调制的SVM线圈(24)，该线圈由产生供应所述SVM线圈的调制电流的SVM调制电路(22)驱动，其特征在于，所述SVM调制电路(22)包含用于产生表示入射视频信号亮度转变的第一调制信号的第一级电路(26)和用于补偿第一调制信号的第二级电路(32)，以便通过结合电子束路径来增强管中心区域的相对调制效果同时减弱管周边区域的相对调制效果，并且第二级电路包括锯齿信号发生器(34)、能够产生焦点基本对应于管中心区域而母线对应于射线管轴线的抛物线形式的第二调制信号的电路(36)、用于使第一和第二调制信号相乘的倍增器(38)和用于产生供应SVM线圈(24)调制电流(I_vm)的跨导元件(40)。

7.一种阴极射线管，其特征在于，它包含如权利要求6所述的控制装置。

Images