專利名稱：陰極射線管中的轉(zhuǎn)置雙向掃描的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻顯示器的偏轉(zhuǎn)電路。
背景技術(shù)：
娛樂電視和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常使用陰極射線管(CRT)顯示器向觀眾呈現(xiàn)圖像和信息。該CRT屏幕的形狀近似為矩形，通常具有近似4∶3或16∶9的寬高比，分別如圖3和4所示。寬高比被定義為屏幕的長(zhǎng)軸X與短軸Y的比率。通常，使用與屏幕的長(zhǎng)軸平行的高頻掃描來對(duì)屏幕進(jìn)行光柵掃描，屏幕的長(zhǎng)軸通常被定向在水平方向X。水平掃描是通過由開關(guān)諧振電路提供的鋸齒形偏轉(zhuǎn)電流而獲得的。
低頻掃描有時(shí)稱作“刷新率”，被平行施加給射線管的短軸，該短軸通常被定向在垂直方向Y。短軸或者垂直掃描通過由準(zhǔn)線性放大器提供的鋸齒形偏轉(zhuǎn)電流獲得，該準(zhǔn)線性放大器通常另外使用開關(guān)諧振組件來提供快速回掃。
電視接收器接收和處理包含許多水平視頻線的輸入視頻信號(hào)。包含在給定視頻線中的信息被顯示在形成場(chǎng)的掃描線上。每個(gè)場(chǎng)包括許多掃描線。
圖1圖解說明了具有寬高比為4∶3的顯示屏幕222。屏幕222的長(zhǎng)軸與軸X平行；而屏幕222的短軸與軸Y平行。
屏幕222內(nèi)的實(shí)線222a是有效掃描線，用于顯示由從左移到右的電子束(未示出)產(chǎn)生的信息。虛線222a表示當(dāng)電子束消隱時(shí)不可見的回掃線。如果射束沒有消隱，則射束將從右移到左以便開始下一條有效掃描線。為了說明，僅示出了五條線222a。為了清晰起見，沒有示出占據(jù)幾個(gè)水平掃描間隔的周期的垂直回掃。為了說明，放大了線222a的垂直間隙。而且，為了清晰起見，示出了逐行掃描。
通常，如先前所說明的，圖像由例如，CRT顯示屏222上的從左到右基本上水平掃描的掃描線222a形成。將圖像信息分配給水平掃描線222a的元素。從頂部到底部逐行掃描水平掃描線222a，從而預(yù)定數(shù)量的水平線形成場(chǎng)。
在未示出的配置中，一幀包括例如用于隔行掃描的兩個(gè)場(chǎng)，或者用于逐行掃描的單個(gè)場(chǎng)。例如，根據(jù)歐洲電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(PAL)，一幀由每個(gè)有312.5條線的2個(gè)隔行場(chǎng)組成，場(chǎng)頻率為50Hz，線頻率為15，625Hz。
為了縮短CRT的長(zhǎng)度，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更大的偏轉(zhuǎn)角度，例如130度。另外，需要更高的掃描速率。這些更高的掃描速率和更大的偏轉(zhuǎn)角度導(dǎo)致在水平偏轉(zhuǎn)電路中需要更快的開關(guān)器件，同時(shí)導(dǎo)致開關(guān)器件更多的功耗和費(fèi)用。
Groeneweg等人的標(biāo)題為SINE WAVE DEFLECTION CIRCUIT FORBIDRECTIONAL SCANNING OF A CATHODE RAY TUBE的美國(guó)專利No.4,634,940，公開了一種電容性耦合矩形波發(fā)生器，用于在CRT的水平偏轉(zhuǎn)繞組中提供穩(wěn)定狀態(tài)的正弦電流。該偏轉(zhuǎn)繞組和附加電容器形成一個(gè)槽或者調(diào)諧電路，用于濾除矩形波發(fā)生器的奇次諧波，以便在能夠進(jìn)行雙向水平掃描的偏轉(zhuǎn)繞組中提供正弦電流。術(shù)語雙向水平掃描是指這樣一種掃描技術(shù)，即當(dāng)電子束以一個(gè)平行于軸X的方向和以平行于軸X的相反方向移動(dòng)時(shí)都能夠顯示視頻信息。
以正向和反向掃描方向?qū)⒁曨l信號(hào)施加到CRT，就象調(diào)諧電路用正弦波的掃描電流“環(huán)繞”一樣(未示出)。
圖2圖解說明了具有寬高比為16∶9的顯示屏223。屏幕223的長(zhǎng)軸與軸X平行；而屏幕223的短軸與軸Y平行。屏幕223內(nèi)的所有掃描線223a是有效掃描線，用于顯示由從左移到右然后從右移到左的電子束(未示出)產(chǎn)生的信息。為了說明，僅示出了十條線。為了清晰起見，沒有示出占據(jù)幾個(gè)水平掃描間隔的周期的垂直回掃。為了說明，放大了線的垂直間隙。
在掃描的頂線上，平行于射線管的長(zhǎng)軸X將射束從左掃描到右，并且在緊隨其后的線上，按先前所解釋的，隨后將射束從右掃描到左。這樣的配置需要分別以正向或反向“讀出”交替視頻線的視頻信號(hào)像素。Groeneweg等人提出的專利建議在正向掃描期間將像素存儲(chǔ)在先進(jìn)先出存儲(chǔ)器(FIFO)中用以隨后的顯示，并且在返回掃描期間將像素存儲(chǔ)在后進(jìn)先出存儲(chǔ)器(LIFO)中用以隨后的顯示。
正弦掃描系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是急劇減少了對(duì)高頻掃描電路中偏轉(zhuǎn)器件的需求。這是因?yàn)樵谑褂谜移D(zhuǎn)的系統(tǒng)中，流經(jīng)繞組的電流主要是基頻驅(qū)動(dòng)電流；而在快速回掃中，諧波分量更多。偏轉(zhuǎn)電流的諧波分量越多，在鐵氧體繞組中的功耗以及由于膚面效應(yīng)引起的損失就越多。
Doyle等人的標(biāo)題為PICTURE DISPLAY DEVICE USING SCANDIRECTION TRANSPOSITION的美國(guó)專利No.4,989,092(Doyle等人的專利)，公開了一種轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)置掃描時(shí)，以較高的線掃描頻率從圖像的頂部垂直掃描線。以較低的場(chǎng)掃描頻率從左到右發(fā)生水平掃描。由于垂直線掃描，高頻掃描在更小的掃描角度受到影響，因此在小于對(duì)于水平線掃描的相應(yīng)值的幅度受到影響。因此，功耗被極大地減少了。
Doyle等人的專利描述了一種掃描方向轉(zhuǎn)置視頻處理電路，用于接收?qǐng)D像信息和向垂直掃描線的元素順序地分配圖像信息。因此，維持了現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性。在一個(gè)場(chǎng)周期期間，在存儲(chǔ)器中以到達(dá)順序?qū)懭胼斎雸D像信息，而以垂直于寫方向的方向讀出已經(jīng)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器中的圖像信息。在Krijn等人的標(biāo)題為36.2Transposed ScanningThe Way to Realize Super-Slim CRTs、于SID 01 DIGEST出版的論文中，也討論了轉(zhuǎn)置掃描。
體現(xiàn)本發(fā)明特征的轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)利用正弦掃描來提供沿CRT的短軸Y的雙向掃描。因此，有利的是，越難以實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，則將更高頻掃描任務(wù)分配給需要最少偏轉(zhuǎn)能量的短軸。通過將高頻方向的掃描實(shí)現(xiàn)為正弦波形，進(jìn)一步減輕了電要求。由于減輕了限幅電路功能要求，因此可以制造出能夠提供更高頻或更寬偏轉(zhuǎn)角度(或者兩者)的整個(gè)系統(tǒng)。
在水平正弦掃描系統(tǒng)中，例如由輸入視頻信號(hào)的抖動(dòng)引起的視頻線之間的定時(shí)偏移可能不利地在空間上被加倍。這就引起了當(dāng)從左到右掃描的給定線被放置在一個(gè)方向上時(shí)；隨后從右到左掃描的下一條線被放置在另一方向上。水平正弦掃描系統(tǒng)有效地加倍擾動(dòng)的幅度。因此，當(dāng)重放包含定時(shí)抖動(dòng)的信號(hào)時(shí)，通過掃描中的這種反向而可見地放大了線到線的抖動(dòng)。結(jié)果，諸如由便宜、不穩(wěn)定的VCR和其他本地信號(hào)發(fā)生器引起的快速定時(shí)抖動(dòng)可能降低性能。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)中減少了抖動(dòng)弱點(diǎn)，本發(fā)明的轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)利用正弦掃描來提供沿CRT的短軸Y的雙向垂直掃描。這是因?yàn)榇怪倍〞r(shí)比水平定時(shí)較少受到抖動(dòng)的影響。術(shù)語雙向垂直掃描這里是指這樣的本發(fā)明的掃描技術(shù)，即當(dāng)電子束以一個(gè)平行于軸Y的方向并且以平行于軸Y的相反方向移動(dòng)時(shí)都能夠顯示視頻信息。
而且，有利的是，為獲取轉(zhuǎn)置掃描特征和正弦掃描特征，可以共享公共視頻處理硬件。這是因?yàn)闉榱双@取每個(gè)特征，必須以視頻被發(fā)送和接收不同的順序來存儲(chǔ)和“讀出”該視頻。

發(fā)明內(nèi)容
一種體現(xiàn)本發(fā)明特征的視頻顯示偏轉(zhuǎn)裝置包括陰極射線管，所述陰極射線管具有包括較短的第一軸和垂直于所述第一軸的較長(zhǎng)的第二軸的顯示屏。第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)發(fā)生器以第一偏轉(zhuǎn)頻率在所述陰極射線管的電子束的射束路徑上產(chǎn)生第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便改變所述電子束的位置，或者，在所述第一軸的方向上和與所述第一軸相反的方向上產(chǎn)生第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便提供用以雙向掃描。第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)發(fā)生器以低于所述第一偏轉(zhuǎn)頻率的第二偏轉(zhuǎn)頻率在所述射束路徑上，或者，在所述第二軸的方向上和與所述第二軸相反的方向上，產(chǎn)生第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便改變所述電子束的位置。


圖1圖解說明了現(xiàn)有技術(shù)的單向掃描的顯示屏；圖2圖解說明了現(xiàn)有技術(shù)的單向掃描在長(zhǎng)軸方向上的顯示屏；圖3和4圖解說明了具有相應(yīng)的畫面長(zhǎng)寬比的現(xiàn)有技術(shù)的顯示屏；圖5圖解說明了體現(xiàn)本發(fā)明特征的在短軸方向上的具有雙向掃描的顯示屏；和圖6圖解說明了體現(xiàn)本發(fā)明特征的用于在圖5的顯示屏中掃描電子束的偏轉(zhuǎn)電路。
具體實(shí)施例方式
如圖6所示，體現(xiàn)本發(fā)明一方面的雙向掃描、正弦電流發(fā)生器19通過垂直偏轉(zhuǎn)線圈20提供了類似正弦的周期偏轉(zhuǎn)電流63。電流63實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)置雙向垂直掃描。電流63的頻率例如對(duì)于隔行掃描系統(tǒng)近似為15.75kHz或者對(duì)于逐行掃描系統(tǒng)為31.5kHz。偏轉(zhuǎn)線圈20被用來引導(dǎo)陰極射線管(CRT)30中的電子束從CRT 30的顯示屏31的頂部循環(huán)移動(dòng)到底部并且然后以循環(huán)正弦的方式回到頂部。CRT 30具有一個(gè)短于水平軸X的垂直軸Y，用于分別提供4∶3或者16∶9的寬高比，
掃描電路19可以具有與在例如Groeneweg等人的專利中描述的類似的布局。在圖6的配置中，主要差別在于電路19利用正弦電流63來驅(qū)動(dòng)為垂直偏轉(zhuǎn)線圈的線圈20。與此相反，在Groeneweg等人的專利中，使用正弦電流來驅(qū)動(dòng)水平偏轉(zhuǎn)線圈。
場(chǎng)偏轉(zhuǎn)放大器21通過用于實(shí)現(xiàn)水平掃描的水平偏轉(zhuǎn)線圈Lx來產(chǎn)生鋸齒形偏轉(zhuǎn)電流64。電流64的頻率例如在美國(guó)的NTSC標(biāo)準(zhǔn)中是60Hz，或者在歐洲的PAL標(biāo)準(zhǔn)中是50Hz。偏轉(zhuǎn)線圈Lx被用來在跟蹤間隔期間以相對(duì)較慢的方式引導(dǎo)CRT 30中的電子束從射線管的顯示屏31的一側(cè)離開并且然后以相對(duì)較快的方式回到該相同側(cè)。
偏轉(zhuǎn)放大器21可以具有與在例如美國(guó)專利號(hào)5,587,631(標(biāo)題為RESISTOR-MATCHED DEFLECTION APPARATUS FOR A VIDEODISPLAY，作者為Wilber等人)中公開的傳統(tǒng)垂直放大器的類似的布局。在圖6的配置中，主要差別在于放大器21驅(qū)動(dòng)為水平偏轉(zhuǎn)線圈的線圈Lx。與此相反，在Wilber等人的專利中，類似構(gòu)造的放大器驅(qū)動(dòng)垂直偏轉(zhuǎn)線圈。
視頻處理器25包括視頻存儲(chǔ)器(未示出)，用于存儲(chǔ)輸入視頻線，例如在歐洲電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中定義的在視頻處理器25的一個(gè)輸入端(未示出)到達(dá)的輸入視頻線。視頻處理器25的一個(gè)存儲(chǔ)器(未示出)存儲(chǔ)像素視頻的一個(gè)滿幀。已經(jīng)存儲(chǔ)在處理器25的第二存儲(chǔ)器中的像素視頻的幀以垂直于寫方向的方向被讀出，以便以類似于在Doyle等人的專利中描述的方式生成垂直視頻線(未示出)，下面將提到不同之處。垂直視頻線(未示出)被施加到視頻放大器(未示出)，用于以CRT 30的短軸Y的方向進(jìn)行顯示。
圖5圖解說明了具有16∶9的寬高比的圖6的顯示屏31。顯示屏31的長(zhǎng)軸平行于軸X；而顯示屏31的短軸平行于Y。圖5和6中相似的符號(hào)和數(shù)字表示相似的項(xiàng)或功能。顯示屏31內(nèi)的圖5的所有掃描線224a都是有效掃描線，用于顯示由以沿軸Y的向上和向下方向移動(dòng)的電子束(未示出)生成的信息。為了圖解目的，僅示出了10條線224a。為了清晰起見，沒有示出占有幾個(gè)垂直掃描間隔的周期的水平回掃。為了清晰起見，放大了線的水平間隙。
圖5的交替掃描線224a分別以頂部到底部以及底部到頂部的順序交替地讀出圖6的處理器25的垂直視頻線，并且將其施加到視頻放大器(未示出)。因此，圖6的處理器25的垂直視頻線提供雙向垂直掃描。圖5的連續(xù)垂直視頻線224a以沿顯示屏31的長(zhǎng)軸X的左到右方向被逐漸顯示，如先前所示。
對(duì)于寬角度偏轉(zhuǎn)和/或平板屏幕，可以以類似于在傳統(tǒng)電視接收器中實(shí)現(xiàn)的方式(未示出)要求圖6的電流64的線性校正。對(duì)于枕形失真較正(平行于短軸的光柵形彎曲)，可以要求偏轉(zhuǎn)電流64的幅度調(diào)制。
雙向掃描導(dǎo)致掃描線沿掃描的短軸Y間隔一個(gè)非均勻的距離，或者在屏幕的邊緣太接近在一起。這可以通過這樣一種方式(未示出)來較正，即通過逐步掃描而不是使用貫穿水平跡線的逐漸變化的鋸齒形電流64。在每個(gè)高頻垂直掃描線的末端提供電流64的離散或步進(jìn)增加。
或者，可以在每個(gè)軸X和Y上實(shí)現(xiàn)雙向掃描。因此除了前述的在垂直方向Y上的雙向掃描，還可以實(shí)現(xiàn)在水平方向X上的雙向掃描。這樣，電流64也可以是正弦電流。與正弦電流64相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)在于消除了獲得快速回掃相關(guān)的復(fù)雜性。在這種雙重的雙向操作模式中，視頻處理器25將被相應(yīng)地修改。
權(quán)利要求
1.一種視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，包括陰極射線管，具有包括較短的第一軸和垂直于所述第一軸的較長(zhǎng)的第二軸的顯示屏；第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)發(fā)生器，用于以第一偏轉(zhuǎn)頻率在所述陰極射線管的電子束的射束路徑上產(chǎn)生第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便改變所述電子束的位置，或者，在所述第一軸的方向上和與所述第一軸相反的方向上產(chǎn)生第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便提供雙向掃描；和第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)發(fā)生器，用于以低于所述第一偏轉(zhuǎn)頻率的第二偏轉(zhuǎn)頻率在所述射束路徑上，或者，在所述第二軸的方向上和與所述第二軸相反的方向上，產(chǎn)生第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以便改變所述電子束的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，其中，在正常觀看時(shí)，所述第一軸以相對(duì)于觀眾垂直的方向放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，其中，所述第一和第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)發(fā)生器中的至少一個(gè)包括用于產(chǎn)生磁偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，其中所述第一偏轉(zhuǎn)場(chǎng)以正弦方式變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，其中所述第二偏轉(zhuǎn)場(chǎng)包括以回掃方式變化的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻顯示器偏轉(zhuǎn)裝置，其中所述顯示屏具有寬高比為4∶3和16∶9中的一個(gè)。
全文摘要
一種視頻顯示器包括轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)置掃描系統(tǒng)利用正弦掃描來提供沿陰極射線管顯示屏的短軸的雙向掃描。因此，越難以實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，則將更高頻掃描任務(wù)分配給需要最少偏轉(zhuǎn)能量的短軸。
文檔編號(hào)H04N3/30GK1689130SQ03807645
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者西奧多·F·辛普森 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司