专利名称：投影显示器中的会聚最优化的制作方法
本公开内容涉及数字地产生的偏转校正波形，并特别涉及设置控制和会聚稳定性的最优化。
背景技术：
在投影视频显示器中，几何光栅畸变由阴极射线显示器管的物理布置而产生。这种光栅畸变由于有弯曲、凹面显示器表面的阴极射线管的使用以及光学投影路径中固有的放大而被加重。所投影的图像由三个扫描光栅组成，它们被需要在观察屏幕上一个与另一个互相对齐。三个投影图像的精确重叠需要调节多个波形以补偿几何畸变并便于三个投影图像的叠加。然而，多个波形的手动对准在制造期间的劳动强度大，并且若不使用精密测试设备，限定了在用户位置处进行设置的复杂度。通过使用可用于在可视屏幕区域上以规则间隔分布的点的可调因子的二维矩阵，投影电视接收器中的数字会聚可被实现。偏转校正的程度可独立地在每个这些点处被精确调节。
在水平方向上，偏转校正由在矩阵点处可用的数值数字因子来确定，其被转换为用于驱动会聚校正线圈的模拟信号。在矩阵上的点之间的中间点处，校正因子由平均滤波器来确定。在竖直方向上，有必要计算对应于校正矩阵上的点的线之间的插入扫描线的值。
典型地选择将绿对中在投影系统光轴上。在这个位置中，绿管的面上的图像受到最小的几何畸变，因此它被选为几何基准。红和蓝显示被垂直地置于光轴上但典型地在水平方向上被偏离光轴。作为结果，红和蓝光栅被另外畸变并需要梯形畸变整形以补偿这个偏轴的投影位置。绿光栅由校正波形来定尺寸和整形以使几何畸变最小。红和蓝光栅然后被匹配以对准并精确重叠绿图像。未校正的绿光栅受到大的竖直枕形畸变，其由校正波形来校正。对于最佳的几何形状，沿每列的校正波形具有清晰的S形状，其具有正弦线和抛物线分量，而对于偏轴的红和蓝图像，需要附加的线性分量。
校正波形可例如沿限定13行和16列的因子的矩阵是可调的。对于矩阵中的每个点，数值因子限定欲在每个点处产生的红、绿和蓝光栅的相关位移，从而实现精确的画面几何形状以及红和蓝光栅与绿光栅的叠加。会聚误差可在红和绿和蓝图像在显示图像的中心处水平分离的地方发生，并且尽管可提供用户对中的能力，但这样的控制可导致外围图像位置处较严重的失会聚。如果单独的光栅不被重新置于其在管面上原始的正常圈定位置，则使用具有凹球面磷光体表面的阴极射线管可加重这种外围图像失会聚。因此，理想的是，用户能进行对中控制以便于所有光栅的同时运动。
发明概述投影显示器包括三个阴极射线管，每个都具有偏转轭和会聚轭，并且每个管都产生用于投影的光栅。三个阴极射线管之一具有被耦合的用于电流在与其它两个会聚轭的相反的方向上流动的会聚轭。放大器被分别耦合于每个会聚轭以便于每个光栅的会聚校正。会聚电路提供被耦合于每个相应放大器的校正信号值以使由其它两个会聚轭进行的会聚校正响应于被耦合于一个会聚轭的校正信号值和被耦合于其它两个会聚轭的校正信号值之间的差。
附图简述
图1为示出投影图像显示器设备的水平会聚校正电路的简化示意图。
图2示出类似于图1但包括第一和第二发明装置的简化电路。
详述图1示出数字会聚集成电路，例如ST微电子器件类型STV2040。数字会聚集成电路(U10)通过数据总线被控制并提供多个功能，但具体地从被存储于存储器(MEM)并表示矩阵点校正值的数字值而产生偏转校正波形。数字会聚集成电路(U10)包含六个数字到模拟转换器或DAC，其被采用以产生用于驱动六个会聚轭线圈的模拟校正波形。然而，在图1中仅用于校正水平光栅畸变的电路被示出。会聚线圈在相应的红、绿和蓝阴极射线管上被分组为水平和竖直的对，以提供水平和竖直的光栅校正。每个数字到模拟转换器在从0到7毫安的范围内能有1024个不同水平。另外，数字会聚IC产生并输出3.5毫安的基准电流，其通过电阻器R1被传导以产生近似1伏的基准电压。六个运算放大器接收来自DAC输出的会聚信号，然而在图1中，仅水平校正电路被以放大器U1A、U2A和U3A描述。水平校正放大器的增益是相等的，并且电阻器R2和R3、R4和R5以及R6和R7被选择以提供特定增益并提供基本上匹配电阻器R1电阻值的输入阻抗以使偏移效应最小。运算放大器被用于比较为每个通道产生的模拟的数字到模拟转换器输出电流与通过电阻器R1被施加的来自U10的基准电流。通过用精确的低温漂移1％的电阻器R1、R2、R4和R6将每个输出DAC电流和基准电流转换为电压，可进行该比较。响应于来自数字到模拟转换器的最大电流范围，六个运算放大器可产生+/-2.68伏范围内的输出电压。这些偏转校正信号被馈给六个功率放大器，然而仅提供水平校正的三个放大器针对红绿和蓝通道(RHCA、GHCA和BHCA)而被描述。六个功率放大器驱动红绿和蓝水平和竖直会聚轭中的校正电流并产生相应的串联连接的2.2欧姆电流传感电阻(R8、R9和R10)上的电压。所给的IDAC输出电流范围导致+/-1.218安培范围内的水平轭电流。
投影图像显示器的会聚从绿图像开始，在那里会聚轭电流被调节到最小或基本上消除了绿显示器图像的几何畸变。在调节绿偏转校正之后，红和蓝会聚轭电流被调节以使相应的红和蓝图像精确地重叠绿图像。然而已观察到，会聚漂移可在红和绿以及蓝和绿图像在所显示图像的中心处水平分离的地方发生。这种会聚漂移的原因是不明确的并且被认为是由多个原因导致的。一个机理是被认为由形成数字会聚IC中多个数字到模拟转换器的晶体管结构内的初始老化效应导致的，并被认为与集成电路的MOS结构内被捕获电荷的积聚和稳定性有关。这些被捕获的电荷的初始变化被认为导致了形成数字到模拟转换器的比较器的不同开关阈。这样，随着比较器开关阈的变化，为相同数字输入值而产生的结果的模拟校正信号亦这样变化。这种与集成电路有关的会聚漂移可通过初始测试之后的会聚再对准而被校正，但这种补救作用代表附加的制造成本。
为中心会聚提供了用户调节以校正导致所显示图像被移动的厂家和用户位置之间的地磁场差。这种地磁图像移动由中心会聚控制机构来校正。然而，这种调节不适合于校正由数字到模拟转换器变化而导致的会聚漂移。另外，投影显示器阴极射线管可被采用，其具有通过使用球面磷光体表面而促成的最优化图像和光学亮度，其导致有必要将整个被移动的图像恢复到原始管面位置，而不是仅移动中心区域。通过将整个图像重新置于厂家对准的位置，图像畸变被最小化，并且厂家设置会聚精度被恢复。
通过调节内部产生的绿基准矩形的对中以将其置于屏幕的观察区域内，实现了厂家对准位置的恢复。红和蓝图像然后在屏幕的中心处被与绿图像对准。然而当绿和红在画面中心处分别漂移时，校正中心内的误差时的这个过程在屏幕的左或右边缘的附近引入了大的红到绿水平会聚误差，这是不可接受的。
图2以简化形式示出了类似于图1但包括第一和第二发明装置的水平偏转校正电路。通过利用红和绿的会聚校正波形有些相似的事实，红到绿和蓝到绿差动(differential)漂移的作用可被最小化。如果红校正线圈驱动信号被形成为与绿校正信号值的差，则由红数字到模拟转换器产生的红校正信号可被减小振幅。蓝校正信号可被类似地处理以形成与绿校正信号的差信号。
通过求和通过电阻器R2a和R6a被耦合的绿运算放大器(U2A)输出信号与红和蓝运算放大器U1A和U3A的相应输入处的相应红和蓝DAC信号IRED、IBLU，用差或差动校正值而非绝对值的红和蓝校正电路的运算可在第一发明装置中被有利地实现。相对于绿会聚轭L2绕组或磁极性，红和蓝会聚轭L1和L3在绕组方向(sense)或磁极性上被颠倒。装置(a)中被颠倒的绕组方向或磁极性由线圈极性点(a)的布置和由箭头的头示出的校正电流流动的方向来描述。在这个第一发明装置(a)中，线圈L2中的校正电流在相对于线圈L1、L3中校正电流的方向上被颠倒。由于红和蓝磁校正场的极性被相对于由绿轭中的电流流动形成的校正场而颠倒，有绿CRT会聚的红和蓝图像的会聚迫使校正信号IRED、IBLU相对于校正信号IGRN的极性被反相或在大小上颠倒。因此，所需的红和蓝差动校正信号有利地通过附加具有相反极性的校正信号IGRN而被形成。有利地，在漂移的情况下，任何绿画面运动，例如作为DAC漂移烧焦的结果，产生红和蓝两者的画面中基本上相同的运动。当红和绿具有相同的校正值时，没有漂移，而任何红到绿的漂移将与红和绿校正信号之间的差成比例。
图2中所示并由电路描述的第二发明实施例(b)用虚线框示出。第二实施例采用反相运算放大器(GINV)，其形成被反转的绿校正信号以便与相应的红和蓝运算放大器(U1A和U3A)连接。反相放大器(GINV)接收绿运算放大器输出信号，该信号被反转并通过反馈电阻器R2b和R6b耦合于相应的红和蓝放大器。在绿校正信号中使用反相放大器消除了第一实施例的对颠倒红和蓝会聚轭的校正磁场极性的需要，如由线圈Ll、L2和L3上的线圈极性点(b)的公用布置以及由箭头(b)所示的校正电流流动的相同方向所描述的。
类似地，这些发明电路装置亦可被用于校正相应的竖直光栅。附加的优点是使用户对中控制机构的简化，其允许红和蓝图像两者与绿图像一起移动。这样，对中误差或地磁移动的所需用户补偿被大大简化。
权利要求
1.一种投影显示器，包括三个阴极射线管，每个都具有偏转轭和会聚轭，每个管都产生用于投影的光栅，所述三个阴极射线管之一具有被耦合的所述会聚轭，以便于电流在与所述其它两个会聚轭的相反的方向上流动；放大器，被分别耦合于每个会聚轭以便于每个光栅的会聚校正；以及会聚电路，提供校正信号值，耦合于每个相应放大器上，以使由所述其它两个会聚轭进行的会聚校正响应于被耦合于所述一个会聚轭的校正信号值和被耦合于所述其它两个会聚轭的校正信号值之间的差。
2.权利要求1的视频图像投影显示器，其中所述放大器被耦合以将反馈信号提供给耦合所述其它两个会聚轭的放大器，该放大器被耦合所述一个会聚轭，该会聚轭被耦合以便于相反方向电流流动。
3.权利要求1的视频图像投影显示器，其中被耦合用于相反方向电流流动的所述一个会聚轭导致具有用于由所述其它两个会聚轭产生差动会聚校正的极性的反馈信号和校正信号。
4.权利要求1的视频图像投影显示器，其中被耦合用于相反方向电流流动的所述一个会聚轭被安装于形成绿单色光栅的阴极射线管上。
5.权利要求1的视频图像投影显示器，其中一个校正信号值提供由所述其它两个会聚轭形成的每个光栅的移动，所述信号值被耦合到所述一个会聚轭上，所述一个会聚轭被耦合以便于相反方向的电流流动。
全文摘要
一种投影显示器包括三个阴极射线管，每个都具有偏转轭和会聚轭，并且每个管都产生用于投影的光栅。三个阴极射线管之一具有被耦合用于电流在与其它两个会聚轭的相反的方向上流动的会聚轭。放大器被分别耦合于每个会聚轭以便于每个光栅的会聚校正。会聚电路提供被耦合于每个相应放大器的校正信号值以使由其它两个会聚轭进行的会聚校正响应于被耦合于一个会聚轭的校正信号值和被耦合于其它两个会聚轭的校正信号值之间的差。
文档编号H04N3/22GK1451239SQ01813878
公开日2003年10月22日 申请日期2001年8月2日 优先权日2000年8月4日
发明者J·B·乔治 申请人:汤姆森许可公司