專利名稱：投影顯示器中的會聚最優(yōu)化的制作方法
本公開內(nèi)容涉及數(shù)字地產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)校正波形，并特別涉及設(shè)置控制和會聚穩(wěn)定性的最優(yōu)化。
背景技術(shù)：
在投影視頻顯示器中，幾何光柵畸變由陰極射線顯示器管的物理布置而產(chǎn)生。這種光柵畸變由于有彎曲、凹面顯示器表面的陰極射線管的使用以及光學投影路徑中固有的放大而被加重。所投影的圖像由三個掃描光柵組成，它們被需要在觀察屏幕上一個與另一個互相對齊。三個投影圖像的精確重疊需要調(diào)節(jié)多個波形以補償幾何畸變并便于三個投影圖像的疊加。然而，多個波形的手動對準在制造期間的勞動強度大，并且若不使用精密測試設(shè)備，限定了在用戶位置處進行設(shè)置的復(fù)雜度。通過使用可用于在可視屏幕區(qū)域上以規(guī)則間隔分布的點的可調(diào)因子的二維矩陣，投影電視接收器中的數(shù)字會聚可被實現(xiàn)。偏轉(zhuǎn)校正的程度可獨立地在每個這些點處被精確調(diào)節(jié)。
在水平方向上，偏轉(zhuǎn)校正由在矩陣點處可用的數(shù)值數(shù)字因子來確定，其被轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動會聚校正線圈的模擬信號。在矩陣上的點之間的中間點處，校正因子由平均濾波器來確定。在豎直方向上，有必要計算對應(yīng)于校正矩陣上的點的線之間的插入掃描線的值。
典型地選擇將綠對中在投影系統(tǒng)光軸上。在這個位置中，綠管的面上的圖像受到最小的幾何畸變，因此它被選為幾何基準。紅和藍顯示被垂直地置于光軸上但典型地在水平方向上被偏離光軸。作為結(jié)果，紅和藍光柵被另外畸變并需要梯形畸變整形以補償這個偏軸的投影位置。綠光柵由校正波形來定尺寸和整形以使幾何畸變最小。紅和藍光柵然后被匹配以對準并精確重疊綠圖像。未校正的綠光柵受到大的豎直枕形畸變，其由校正波形來校正。對于最佳的幾何形狀，沿每列的校正波形具有清晰的S形狀，其具有正弦線和拋物線分量，而對于偏軸的紅和藍圖像，需要附加的線性分量。
校正波形可例如沿限定13行和16列的因子的矩陣是可調(diào)的。對于矩陣中的每個點，數(shù)值因子限定欲在每個點處產(chǎn)生的紅、綠和藍光柵的相關(guān)位移，從而實現(xiàn)精確的畫面幾何形狀以及紅和藍光柵與綠光柵的疊加。會聚誤差可在紅和綠和藍圖像在顯示圖像的中心處水平分離的地方發(fā)生，并且盡管可提供用戶對中的能力，但這樣的控制可導(dǎo)致外圍圖像位置處較嚴重的失會聚。如果單獨的光柵不被重新置于其在管面上原始的正常圈定位置，則使用具有凹球面磷光體表面的陰極射線管可加重這種外圍圖像失會聚。因此，理想的是，用戶能進行對中控制以便于所有光柵的同時運動。
發(fā)明概述投影顯示器包括三個陰極射線管，每個都具有偏轉(zhuǎn)軛和會聚軛，并且每個管都產(chǎn)生用于投影的光柵。三個陰極射線管之一具有被耦合的用于電流在與其它兩個會聚軛的相反的方向上流動的會聚軛。放大器被分別耦合于每個會聚軛以便于每個光柵的會聚校正。會聚電路提供被耦合于每個相應(yīng)放大器的校正信號值以使由其它兩個會聚軛進行的會聚校正響應(yīng)于被耦合于一個會聚軛的校正信號值和被耦合于其它兩個會聚軛的校正信號值之間的差。
附圖簡述

圖1為示出投影圖像顯示器設(shè)備的水平會聚校正電路的簡化示意圖。
圖2示出類似于圖1但包括第一和第二發(fā)明裝置的簡化電路。
詳述圖1示出數(shù)字會聚集成電路，例如ST微電子器件類型STV2040。數(shù)字會聚集成電路(U10)通過數(shù)據(jù)總線被控制并提供多個功能，但具體地從被存儲于存儲器(MEM)并表示矩陣點校正值的數(shù)字值而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)校正波形。數(shù)字會聚集成電路(U10)包含六個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器或DAC，其被采用以產(chǎn)生用于驅(qū)動六個會聚軛線圈的模擬校正波形。然而，在圖1中僅用于校正水平光柵畸變的電路被示出。會聚線圈在相應(yīng)的紅、綠和藍陰極射線管上被分組為水平和豎直的對，以提供水平和豎直的光柵校正。每個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器在從0到7毫安的范圍內(nèi)能有1024個不同水平。另外，數(shù)字會聚IC產(chǎn)生并輸出3.5毫安的基準電流，其通過電阻器R1被傳導(dǎo)以產(chǎn)生近似1伏的基準電壓。六個運算放大器接收來自DAC輸出的會聚信號，然而在圖1中，僅水平校正電路被以放大器U1A、U2A和U3A描述。水平校正放大器的增益是相等的，并且電阻器R2和R3、R4和R5以及R6和R7被選擇以提供特定增益并提供基本上匹配電阻器R1電阻值的輸入阻抗以使偏移效應(yīng)最小。運算放大器被用于比較為每個通道產(chǎn)生的模擬的數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器輸出電流與通過電阻器R1被施加的來自U10的基準電流。通過用精確的低溫漂移1％的電阻器R1、R2、R4和R6將每個輸出DAC電流和基準電流轉(zhuǎn)換為電壓，可進行該比較。響應(yīng)于來自數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器的最大電流范圍，六個運算放大器可產(chǎn)生+/-2.68伏范圍內(nèi)的輸出電壓。這些偏轉(zhuǎn)校正信號被饋給六個功率放大器，然而僅提供水平校正的三個放大器針對紅綠和藍通道(RHCA、GHCA和BHCA)而被描述。六個功率放大器驅(qū)動紅綠和藍水平和豎直會聚軛中的校正電流并產(chǎn)生相應(yīng)的串聯(lián)連接的2.2歐姆電流傳感電阻(R8、R9和R10)上的電壓。所給的IDAC輸出電流范圍導(dǎo)致+/-1.218安培范圍內(nèi)的水平軛電流。
投影圖像顯示器的會聚從綠圖像開始，在那里會聚軛電流被調(diào)節(jié)到最小或基本上消除了綠顯示器圖像的幾何畸變。在調(diào)節(jié)綠偏轉(zhuǎn)校正之后，紅和藍會聚軛電流被調(diào)節(jié)以使相應(yīng)的紅和藍圖像精確地重疊綠圖像。然而已觀察到，會聚漂移可在紅和綠以及藍和綠圖像在所顯示圖像的中心處水平分離的地方發(fā)生。這種會聚漂移的原因是不明確的并且被認為是由多個原因?qū)е碌?。一個機理是被認為由形成數(shù)字會聚IC中多個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器的晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)的初始老化效應(yīng)導(dǎo)致的，并被認為與集成電路的MOS結(jié)構(gòu)內(nèi)被捕獲電荷的積聚和穩(wěn)定性有關(guān)。這些被捕獲的電荷的初始變化被認為導(dǎo)致了形成數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器的比較器的不同開關(guān)閾。這樣，隨著比較器開關(guān)閾的變化，為相同數(shù)字輸入值而產(chǎn)生的結(jié)果的模擬校正信號亦這樣變化。這種與集成電路有關(guān)的會聚漂移可通過初始測試之后的會聚再對準而被校正，但這種補救作用代表附加的制造成本。
為中心會聚提供了用戶調(diào)節(jié)以校正導(dǎo)致所顯示圖像被移動的廠家和用戶位置之間的地磁場差。這種地磁圖像移動由中心會聚控制機構(gòu)來校正。然而，這種調(diào)節(jié)不適合于校正由數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器變化而導(dǎo)致的會聚漂移。另外，投影顯示器陰極射線管可被采用，其具有通過使用球面磷光體表面而促成的最優(yōu)化圖像和光學亮度，其導(dǎo)致有必要將整個被移動的圖像恢復(fù)到原始管面位置，而不是僅移動中心區(qū)域。通過將整個圖像重新置于廠家對準的位置，圖像畸變被最小化，并且廠家設(shè)置會聚精度被恢復(fù)。
通過調(diào)節(jié)內(nèi)部產(chǎn)生的綠基準矩形的對中以將其置于屏幕的觀察區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)了廠家對準位置的恢復(fù)。紅和藍圖像然后在屏幕的中心處被與綠圖像對準。然而當綠和紅在畫面中心處分別漂移時，校正中心內(nèi)的誤差時的這個過程在屏幕的左或右邊緣的附近引入了大的紅到綠水平會聚誤差，這是不可接受的。
圖2以簡化形式示出了類似于圖1但包括第一和第二發(fā)明裝置的水平偏轉(zhuǎn)校正電路。通過利用紅和綠的會聚校正波形有些相似的事實，紅到綠和藍到綠差動(differential)漂移的作用可被最小化。如果紅校正線圈驅(qū)動信號被形成為與綠校正信號值的差，則由紅數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的紅校正信號可被減小振幅。藍校正信號可被類似地處理以形成與綠校正信號的差信號。
通過求和通過電阻器R2a和R6a被耦合的綠運算放大器(U2A)輸出信號與紅和藍運算放大器U1A和U3A的相應(yīng)輸入處的相應(yīng)紅和藍DAC信號IRED、IBLU，用差或差動校正值而非絕對值的紅和藍校正電路的運算可在第一發(fā)明裝置中被有利地實現(xiàn)。相對于綠會聚軛L2繞組或磁極性，紅和藍會聚軛L1和L3在繞組方向(sense)或磁極性上被顛倒。裝置(a)中被顛倒的繞組方向或磁極性由線圈極性點(a)的布置和由箭頭的頭示出的校正電流流動的方向來描述。在這個第一發(fā)明裝置(a)中，線圈L2中的校正電流在相對于線圈L1、L3中校正電流的方向上被顛倒。由于紅和藍磁校正場的極性被相對于由綠軛中的電流流動形成的校正場而顛倒，有綠CRT會聚的紅和藍圖像的會聚迫使校正信號IRED、IBLU相對于校正信號IGRN的極性被反相或在大小上顛倒。因此，所需的紅和藍差動校正信號有利地通過附加具有相反極性的校正信號IGRN而被形成。有利地，在漂移的情況下，任何綠畫面運動，例如作為DAC漂移燒焦的結(jié)果，產(chǎn)生紅和藍兩者的畫面中基本上相同的運動。當紅和綠具有相同的校正值時，沒有漂移，而任何紅到綠的漂移將與紅和綠校正信號之間的差成比例。
圖2中所示并由電路描述的第二發(fā)明實施例(b)用虛線框示出。第二實施例采用反相運算放大器(GINV)，其形成被反轉(zhuǎn)的綠校正信號以便與相應(yīng)的紅和藍運算放大器(U1A和U3A)連接。反相放大器(GINV)接收綠運算放大器輸出信號，該信號被反轉(zhuǎn)并通過反饋電阻器R2b和R6b耦合于相應(yīng)的紅和藍放大器。在綠校正信號中使用反相放大器消除了第一實施例的對顛倒紅和藍會聚軛的校正磁場極性的需要，如由線圈Ll、L2和L3上的線圈極性點(b)的公用布置以及由箭頭(b)所示的校正電流流動的相同方向所描述的。
類似地，這些發(fā)明電路裝置亦可被用于校正相應(yīng)的豎直光柵。附加的優(yōu)點是使用戶對中控制機構(gòu)的簡化，其允許紅和藍圖像兩者與綠圖像一起移動。這樣，對中誤差或地磁移動的所需用戶補償被大大簡化。
權(quán)利要求
1.一種投影顯示器，包括三個陰極射線管，每個都具有偏轉(zhuǎn)軛和會聚軛，每個管都產(chǎn)生用于投影的光柵，所述三個陰極射線管之一具有被耦合的所述會聚軛，以便于電流在與所述其它兩個會聚軛的相反的方向上流動；放大器，被分別耦合于每個會聚軛以便于每個光柵的會聚校正；以及會聚電路，提供校正信號值，耦合于每個相應(yīng)放大器上，以使由所述其它兩個會聚軛進行的會聚校正響應(yīng)于被耦合于所述一個會聚軛的校正信號值和被耦合于所述其它兩個會聚軛的校正信號值之間的差。
2.權(quán)利要求1的視頻圖像投影顯示器，其中所述放大器被耦合以將反饋信號提供給耦合所述其它兩個會聚軛的放大器，該放大器被耦合所述一個會聚軛，該會聚軛被耦合以便于相反方向電流流動。
3.權(quán)利要求1的視頻圖像投影顯示器，其中被耦合用于相反方向電流流動的所述一個會聚軛導(dǎo)致具有用于由所述其它兩個會聚軛產(chǎn)生差動會聚校正的極性的反饋信號和校正信號。
4.權(quán)利要求1的視頻圖像投影顯示器，其中被耦合用于相反方向電流流動的所述一個會聚軛被安裝于形成綠單色光柵的陰極射線管上。
5.權(quán)利要求1的視頻圖像投影顯示器，其中一個校正信號值提供由所述其它兩個會聚軛形成的每個光柵的移動，所述信號值被耦合到所述一個會聚軛上，所述一個會聚軛被耦合以便于相反方向的電流流動。
全文摘要
一種投影顯示器包括三個陰極射線管，每個都具有偏轉(zhuǎn)軛和會聚軛，并且每個管都產(chǎn)生用于投影的光柵。三個陰極射線管之一具有被耦合用于電流在與其它兩個會聚軛的相反的方向上流動的會聚軛。放大器被分別耦合于每個會聚軛以便于每個光柵的會聚校正。會聚電路提供被耦合于每個相應(yīng)放大器的校正信號值以使由其它兩個會聚軛進行的會聚校正響應(yīng)于被耦合于一個會聚軛的校正信號值和被耦合于其它兩個會聚軛的校正信號值之間的差。
文檔編號H04N3/22GK1451239SQ01813878
公開日2003年10月22日 申請日期2001年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者J·B·喬治 申請人:湯姆森許可公司