陰極射線管及亮度控制裝置和方法

2023-05-21 09:52:06 4

專利名稱：陰極射線管及亮度控制裝置和方法
技術領域：
本發明涉及通過連接用於圖像顯示的多個分割屏幕而形成單個屏幕的陰極射線管、控制在如陰極射線管之類的圖像顯示裝置上顯示的圖像亮度的裝置和方法。
在如電視接收機或計算機的監視器之類的圖像顯示裝置中，廣泛使用例如陰極射線管(CRT)。按照從配置於陰極射線管內(以下簡稱為管內)的電子槍向螢光體表面照射電子束的電子束掃描，陰極射線管形成掃描屏幕。包括單個電子槍的陰極射線管是常見的。可是，近年來，開發了帶有多個電子槍的陰極射線管。
在這種類型的陰極射線管中，由從多個電子槍發射的多個電子束形成多個分割屏幕，並且通過連接多個分割屏幕形成單個屏幕來實施圖像的顯示。有關包括多個電子槍的陰極射線管的技術披露於例如日本經過審查的實用新案公開昭39-25641、日本經過審查的專利公開昭42-4928和日本未審查的專利公開昭50-17167中。包括多個電子槍的陰極射線管具有這樣的優點與具有單個電子槍的陰極射線管相比，可縮短深度同時擴大屏幕。為了連接多個分割屏幕，通過線性連接各分割屏幕的端部可簡單地獲得一個屏幕，或通過局部重疊相鄰的分割屏幕可獲得一個屏幕。在圖23A和23B中，示出形成屏幕的一個方法實例，其中通過重疊兩個分割屏幕SL、SR的相鄰端部獲得一個屏幕。在該實例中，屏幕的中心部分是兩個分割屏幕SL、SR的重疊區域OL。
除陰極射線管之外，例如作為投射型圖像顯示裝置，提出了一種通過連接用於圖像顯示的多個分割屏幕來形成單個屏幕的裝置。投射型圖像顯示裝置通過投射光學系統放大和投射在陰極射線管等上顯示的圖像。例如在日本經過審查的專利公開昭54-23762和日本未審查專利公開平5-300452中披露了有關這種投射型圖像顯示裝置的技術。
在具有多個電子槍的上述陰極射線管中，當顯示其中連接多個分割屏幕的單個屏幕時，最好使分割屏幕的連接區域儘量不明顯。可是，在現有技術中，使分割屏幕的連接區域不明顯的技術是不夠充分的。例如，如果在連接區域不適當調節亮度，那麼在相鄰分割屏幕之間引起亮度上的差別，這是所謂的「亮度不均勻(inconsistencies)」。在現有技術中，用於改進亮度不均勻的技術是不夠充分的。當通過部分重疊相鄰分割屏幕SL、SR獲得單個屏幕時，如圖23A和23B所示的實例那樣，在相鄰分割屏幕之間重疊區域OL中的亮度不均勻成為一個大問題。
例如，在稱為「SID digest p351-354 23.4『The Camel CRT』」的文獻中描述了改進上述亮度不均勻的方法。將參照圖23A和23B說明在該文獻中所述的技術。在該技術中，提出一種方法，用取決於水平方向(重疊屏幕的方向，圖23B中為X方向)上象素位置的預定校正係數，乘以相應於屏幕上重疊區域OL的視頻信號，即根據重疊屏幕方向上用於輸出的位置改變輸入信號的信號電平。在該方法中，將相應於重疊區域OL的各屏幕的輸入信號電平例如校正為正弦函數，以便在重疊的SL、SR屏幕上相同象素位置Pij(Pij1，Pij2)處輸入信號的亮度大小值等於例如在相同象素位置的原始圖像的亮度。可是，儘管該方法能夠改進一部分亮度區域的亮度，但它難以提高在所有亮度區域上的亮度，如以下詳細說明的那樣。
下面更詳細說明在用於改進亮度不均勻的現有技術方法中存在的問題。通常，陰極射線管等中的屏幕亮度Y用下式(1)表示，其中輸入信號的電平為D，表示所謂伽馬特性的特徵值即伽馬值為γ。C一般稱為導流係數，是由例如電子槍結構決定的係數。
Y＝C×Dγ……(1)下面考慮亮度分布，其中如圖23A和23B中所示的實例那樣，兩個分割屏幕SL、SR部分重疊，形成一個單一屏幕。與上式(1)類似，可以用式(2)和式(3)分別表示重疊區域OL中兩個分割屏幕SL、SR的各亮度Y′1和Y′2，其中兩個分割屏幕SL、SR的伽馬值分別為γ1、γ2。在這些式(2)、(3)中，k1和k2是取決於象素位置Pij的校正係數，這些校正係數要與相應於屏幕重疊區域OL的輸入信號D相乘。各C1和C2是相應於上式(1)中係數C的預定係數。
Y＝C1×(k1×D)γ1……(2)Y＝C2×(k2×D)γ2……(3)如果在屏幕的整個區域中輸入信號的電平保持相同值，那麼在整個區域中亮度應該恆定，在非重疊區域中兩個分割屏幕SL、SR的亮度度數(degree)分別是Y1和Y2。這裡，在下式(4)中表示上述不引起亮度不均勻的條件。Y′1+Y′2是組合重疊區域OL中兩個分割屏幕SL、SR的亮度度數的值。當求解式(4)時，導出下列關係式(5)。
Y1＝Y2＝Y′1+Y′2……(4)k1γ1+k2γ2＝1……(5)其中，在以上關係式(5)中，當伽馬值γ1、γ2是常數值時，不管輸入信號電平如何都唯一地確定用於校正的係數k1和k2。可是，實際中，由於伽馬值取決於輸入信號電平和屏幕亮度度數，如圖24所示，因而它們並不是常數值。
圖24中所示的特性曲線表示輸入信號(水平軸)電平與在屏幕上實際觀察的亮度度數(cd/m2)(垂直軸)之間的關係。通過局部連接直線的表示輸入信號值和亮度值的被測點(圖24中的)獲得該曲線。在圖24中，用對數(log)表示輸入信號值和亮度值。伽馬值γ相應於曲線(直線)的斜率。這樣，如果曲線的斜率是與輸入信號電平無關的常數，那麼伽馬值也是與輸入信號電平無關的常數。可是，實際上，曲線的斜率按照輸入信號電平而不同，應該理解，伽馬值也按照輸入信號電平而不同。因此，為了滿足式(5)中表示的條件，需要按照輸入信號電平進行校正的多個係數k1和k2。
特別是，在運動圖像的情況下，由於輸入信號電平動態地改變，因而期望進行亮度控制，以便即使在相同象素位置，校正係數也能按照輸入信號電平動態地改變為適當的值。可是，在現有技術中，使用固定係數進行控制，而不管輸入信號電平如何，並且校正係數沒有動態地按照輸入信號電平進行改變以此來控制。因此，傳統上，儘管可以改進在一個亮度區域的亮度，但不能改進在其它亮度區域的亮度。
在日本未審查專利公開平5-300452中公開了一種發明，為了實現在重疊區域中亮度的均勻平滑，準備多條用於亮度控制的平滑曲線，這些曲線相應於上述校正係數並在多條平滑曲線中選擇相應於圖像投影器件的特性等的曲線，由此進行控制。在該公開文件中披露的發明是從多條平滑曲線中選擇適當的曲線，然後在非易失性存儲器中存儲所選的特殊平滑曲線的信息，以根據存儲的平滑曲線使亮度均勻平滑。順便指出，為了根據信號電平控制亮度，需要確定信號電平的裝置。在上述公開文件中，未披露或提出這種確定信號電平的裝置。在上述公開文件所述的發明中，由於在非易失性存儲器中僅存儲所選的特殊平滑曲線，因而顯然不能在使用圖像顯示裝置時動態地調節亮度。在該公開文件所述的發明中，利用相同的平滑曲線進行亮度控制，直到在非易失性存儲器中再次存儲新的平滑曲線。
如上所述，在日本未審查專利公開平5-300452中所述的發明中，不能按照信號電平進行亮度控制。在公開文件中所述的發明是用於使主要在製造中進行的亮度調節最佳的技術，它不適合在設備使用中進行實時亮度控制。此外，在該公開文件中所述的發明，利用平滑曲線以模擬方式控制視頻信號。可是，為了精確地調節亮度，期望利用校正係數數字地進行亮度控制，該校正係數對於各單元象素或各單元象素陣列是獨立的。並且，在該公開文件中所述的發明對於投射型圖像顯示設備來說是最佳的，它不適合用於通過電子束掃描進行直接圖像顯示的圖像顯示設備。
此外，由於伽馬值γ受輸入信號外的因素的影響，因而期望考慮其它不同的因素來確定亮度校正係數。例如，由於伽馬γ隨顏色而不同，因而對於彩色顯示中的各顏色來說需要不同的校正係數。此外，在陰極射線管中，由於伽馬值γ的特性因電子槍的特性等不同而不同，因而期望考慮電子槍特性上的差別來確定校正係數。
並且，如下所述，除根據水平方向(屏幕重疊的方向)上象素的位置來改變亮度校正係數之外，還期望根據垂直方向(垂直於屏幕重疊方向的方向，圖23B中為Y方向)上象素的位置來改變亮度校正係數。將參照圖23A和23B說明其理由。其中，將考慮在重疊區域OL中水平方向上不同位置A(1A、2A)和B(1B、2B)處象素的亮度。用象式(1)的下列式(6)和(7)表示分別在位置1A、1B處的亮度度數Y′1A、Y′1B，其中利用校正係數k1A、k1B對輸入信號D進行信號處理，在左側分割屏幕SL中的位置1A和1B處的伽馬值分別是γ1A和γ1B。C1A和C1B是相應於式(1)中係數C的預定係數。
Y′1A＝C1A×(k1A×D)γ1A……(6)Y′1B＝C1B×(k1B× D)γ1B……(7)另一方面，在右側分割屏幕SR中的位置2A和2B處的伽馬值分別是γ2A和γ2B，用下式(8)和(9)分別表示在利用校正係數k2A、k2B對輸入信號D進行信號處理之後在位置2A、2B處的亮度度數Y′2A、Y′2B。C2A和C2B是相應於式(1)中係數C的預定係數。
Y′2A＝C2A×(k2A×D)γ2A……(8)Y′2B＝C2B×(k2B×D)γ2B……(9)其中，當在位置1A、2A、1B和2B的亮度度數分別為Y1A、Y2A、Y1B和Y2B，和僅用單個電子槍進行圖像顯示時，用下式(10)和(11)來表示不引起亮度不均勻的條件。Y′1A+Y′2A、Y′1B+Y′2B是在象素位置A、B處兩個分割屏幕SL、SR的亮度組合。並且，通過求解式(10)和(11)，推導出如下所示的關係式(12)和(13)。
Y1A＝Y2A＝Y′1A+Y′2A……(10)Y1B＝Y2B＝Y′1B+Y′2B……(11)K1Aγ1A+k2Aγ2A＝1 ……(12)K1Bγ1B+k2Bγ2B＝1 ……(13)其中，在陰極射線管中，光的透射率和發光效率按照螢光面的位置而不同。因此，當伽馬值γ隨螢光面位置而不同時，有下式(14)。並且由式(12)-(14)，得到式(15)。根據式(15)，可以理解，期望不僅按照傳統方式那樣根據水平象素位置來控制亮度，並且還根據垂直方向上的位置來控制亮度。
γ1A≠γ2A，γ1B≠γ2B……(14)k1A≠k2A，k1B≠k2B……(15)鑑於這些問題作出了本發明，本發明的目的是提供陰極射線管和亮度控制裝置和方法，主要能夠按照視頻信號的信號電平適當地控制多個分割屏幕的亮度以便連接部分不明顯。
本發明的陰極射線管通過相互部分重疊連接多個分割屏幕從而形成單個屏幕來進行彩色圖像顯示。通過掃描多個電子束形成多個分割屏幕。該陰極射線管包括信號分割裝置，將輸入視頻信號分割成用於多個分割屏幕的視頻信號；存儲裝置，存儲相應於多個信號電平的各色的多個校正係數；信號電平檢測裝置，檢測各色的輸入視頻信號的信號電平；和計算裝置，用於在校正係數存儲裝置中存儲的多個校正係數中，計算出要用於亮度的調製控制的適合的校正係數。該陰極射線管還包括亮度調製裝置，利用通過計算裝置計算的各色的校正係數，按照信號電平對於各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以使屏幕上重疊區域中對分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度；和發射多個電子束的多個電子槍，根據由所述亮度調製裝置進行調製控制的視頻信號，該多個電子束掃描所述多個分割屏幕。
並且，本發明的亮度控制裝置進行對顯示於圖像顯示裝置中的圖像的亮度控制，通過局部相互重疊，連接多個分割屏幕，形成單個屏幕，從而進行所述圖像顯示。該亮度控制裝置包括信號電平檢測裝置，檢測輸入視頻信號的信號電平；存儲裝置，存儲相應於多個信號電平的多個校正係數；和計算裝置，根據信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算在校正係數存儲裝置中存儲的多個校正係數中的適當校正係數，該校正係數將用於亮度的調製控制。亮度控制裝置還包括亮度調製裝置，按照信號電平對於各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以便利用通過計算裝置計算的各色的校正係數，使屏幕上重疊區域中對分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度。
此外，本發明的亮度控制方法包括下列步驟檢測輸入視頻信號的信號電平；在存儲裝置中存儲相應於多個信號電平的多個校正係數；計算在存儲裝置中存儲的多個校正係數中的適當校正係數，該校正係數將用於亮度的調製控制；和按照信號電平對於各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以便利用所計算的校正係數，使屏幕上重疊區域中對分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度。
在按照本發明的陰極射線管以及亮度控制裝置和方法中，與多個信號電平有關的多個校正係數存儲在存儲裝置中，在存儲於存儲裝置中的多個校正係數中根據信號電平計算用於亮度調製控制的適當校正係數。然後，利用計算的校正係數，對於分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行基於信號電平亮度的調製控制，以便在基於多個視頻信號的掃描的屏幕上重疊區域中相同的象素位置處亮度度數之和等於在原始圖像上相同象素位置處的亮度度數。作為亮度調製控制的特定實例，用校正係數乘以視頻信號進行操作處理以便改變亮度度數。


圖1A和1B分別是展示本發明第一實施例的具有電子束掃描方向的一個實例的陰極射線管的示意性剖面圖和正視圖2是展示圖1所示陰極射線管中電子束掃描方向的另一個實例的示意圖；圖3是展示圖1所示陰極射線管中信號處理電路的一個組合實例的方框圖；圖4A-4E是展示在圖3所示處理電路中相對分割屏幕的左側對圖像數據進行操作處理的特定實例的示意圖；圖5A-5E是展示在圖3所示處理電路中相對分割屏幕的右側對圖像數據進行操作處理的特定實例的示意圖；圖6A-6C是展示用於圖3所示處理電路中的校正數據的示意圖；圖7A-7C是展示當不進行利用圖3所示處理電路中的校正數據進行校正操作時輸入圖像如何變形的示意圖；圖8A-8C是展示當利用圖3所示處理電路中的校正數據進行校正操作時輸入圖像如何變形的示意圖；圖9是展示在圖像數據中校正象素陣列條件的操作處理的一個實例的示意圖；圖10A-10C是描述在圖3所示處理電路中進行的對亮度的信號處理的示意圖；圖11是展示用於根據信號電平進行亮度控制的對分割屏幕左側的校正係數的一個實例的示意圖；圖12是展示用於根據信號電平進行亮度控制的對分割屏幕右側的校正係數的一個實例的示意圖；圖13是展示用於分割視頻信號信號電平的方法的一個實例的示意圖；圖14是展示校正係數與視頻信號的信號電平之間的相應關係的一個實例的示意圖；圖15是描述基於信號電平的亮度控制的概括的流程圖；圖16是描述按照本發明第二實施例在陰極射線管中進行的亮度控制的概述的流程圖；圖17是描述在重疊兩個分割屏幕中的重疊方向的示意圖；圖18是描述在重疊四個分割屏幕中重疊方向的示意圖；圖19是展示按照本發明第二實施例的用於陰極射線管中的分割屏幕左側的校正係數的一個實例的示意圖20是展示按照本發明第二實施例的用於陰極射線管中的分割屏幕右側的校正係數的一個實例的示意圖；圖21是展示垂直方向的象素位置和校正係數之間相應關係的示意圖；圖22是展示在垂直方向上分割象素位置的一個方法實例的23A-23B是描述屏幕重疊區域中亮度差以及重疊多個分割屏幕的一個方法實例的示意圖；圖24是描述伽馬值的特性圖。
下面參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。如圖1A和1B所示，本實施例的陰極射線管包括其內有螢光面11的屏盤部分10和與屏盤部分10形成為一體的錐體部分20。在錐體部分20後端部分的左側和右側，分別形成分別裝有內置電子槍31L和31R的兩個長且窄形的頸部30L和30R。作為整體，陰極射線管採取由屏盤部分10、錐體部分20和頸部30L和30R構成的雙錐體形外形。形成陰極射線管的外部也被稱為外殼。屏盤部分10和錐體部分20的各開口相互熔接從面能夠保持其內的高真空條件。在螢光面11中，形成由螢光體構成的條形圖案(未示出)。螢光面11主要相應於本發明「圖像顯示裝置」的一個特定實例。
在陰極射線管內部，面對螢光面11設置由薄金屬板構成的選色裝置12。根據其使用方法，選色裝置12也被稱為孔柵、蔭罩等。用框架13支撐選色裝置12的周邊，然後通過支撐彈簧14將其安裝在屏盤部分10的內表面上。施加陽極電壓HV的陽極部分(未示出)配置在錐體部分20中。使分別從電子槍31L和31R發射的各電子束eBL和eBR偏轉的偏轉軛21L和21R以及使分別從電子槍31L和31R發射的各色電子束會聚的會聚軛32L和32R分別裝配於從錐體部分20延伸到各頸部30L和30R的周邊部分。從頸部30延伸到錐體部分10的螢光面11的內表面覆蓋有內導電膜22。內導電膜22與陽極部分(未示出)電耦合併保持陽極電壓HV。錐體部分20的周邊表面還覆蓋有外導電膜23。
各電子槍31L和31R具有一種結構(未示出)，多個電極(柵極)設置在包括紅＝R、綠＝G和藍＝B三個陰極(熱陰極)的熱陰極結構的前面部分。電子槍31L和31R中的各電極對從陰極發射的電子束eBL和eBR進行控制、加速等。從電子槍31L和31R發射的各色電子束中的每一個都通過選色裝置12等分別照射到螢光面11上相應顏色的螢光體上。
在該實施例的陰極射線管中，屏幕的左半和延伸到右半的屏幕區域被來自左側配置的電子槍31L的電子束eBL描畫，和屏幕的右半和延伸到左半的屏幕區域被來自右側配置的電子槍31R的電子束eBR描畫。利用彼此重疊的邊緣連接左和右分割屏幕的邊緣。從而形成單個屏幕SA來顯示圖像。因此，屏幕SA的中心部分變成右和左屏幕局部重疊的重疊區域OL。在重疊區域OL中的螢光面11針對兩個電子束eBL和eBR。
圖1B中，作為電子束eBL和eBR掃描方向的一個實例，沿從右到左的水平偏轉方向(圖1A中的X2方向)進行來自左側電子槍31L的電子束eBL的行掃描，和沿從頂部到底部的垂直偏轉方向進行場掃描。此外，在圖1B中，沿從左到右的水平偏轉方向(圖1A中的X1方向)進行來自右側電子槍31R的電子束eBR的行掃描，和沿從頂部到底部的垂直偏轉方向進行場掃描。因此，在圖1B所示的實例中，作為整體，沿為彼此相反的方向的水平方向從屏幕中心到右或左側進行各電子束eBL和eBR的行掃描，和正如普通陰極射線管那樣從頂部到底部進行場掃描。
例如，如圖2所示，可以沿與圖1B所示的那些不同的掃描方向進行電子束eBL和eBR的掃描。在圖2所示的實例中，從頂部到底部(圖2中所示的Y方向)進行eBL和eBR的行掃描，和沿為彼此相反的方向的水平方向從屏幕中心到右側或左側進行場掃描。因此，圖2所示的實例與圖1B所示的實例相反，其中由各電子束eBL和eBR進行行掃描和場掃描。
在陰極射線管中，作為電子束eBL和eBR的屏幕部件的V形束屏蔽件27配置在彼此相鄰的左和右分割屏幕連接側(在本實施例中為整個屏幕的中心)的電子束eBL和eBR的過掃描區域OS中，以便使已經過掃描過掃描區域OS的電子束eBL和eBR不需要達到螢光面11和發光。利用例如支撐選色裝置12的框架13作為基座來配置束屏蔽件27。通過框架13與內導電膜22電耦接，使束屏蔽件27變成陽極電壓HV。
在本實施例中，過掃描區域是在電子束eBL和eBR的各掃描區域中形成有效屏幕的電子束eBL和eBR的各掃描區域的外側區域。圖1A和1B中，區域SW1是沿水平方向在電子束eBR的螢光面11上的有效區域，和區域SW2是沿水平方向在電子束eBL的螢光面11上的有效區域。
圖3表示按NTSC(國家電視制式委員會)制式輸入作為輸入信號(視頻信號)DIN的模擬複合信號，然後根據信號顯示運動圖像的電路實例。其中，示於圖3中的信號處理電路相應於本發明中「亮度控制裝置」的一個具體實例。
按照本實施例的陰極射線管包括複合/RGB轉換器51、模擬/數位訊號(以下為「A/D」)轉換器52(52r、52g、52b)、幀存儲器53和存儲器控制器54，其中轉換器51將作為視頻信號D1N輸入的一維的模擬複合信號轉換為對各色R、G和B的輸出信號，轉換器52轉換從複合/RGB轉換器51輸出的各色的模擬信號，幀存儲器53按幀兩維地存儲從A/D轉換器52輸出的各色的數位訊號，存儲器控制器54產生供幀存儲器53的圖像數據的寫地址和讀地址。SDRAM(同步信號動態隨機存取存儲器)例如被用於幀存儲器53。
並且，陰極射線管包括DSP(數位訊號處理器)電路50L、DSP電路55L1、幀存儲器56L(56Lr、56Lg、56Lb)、DSP電路55L2、和對存儲於幀存儲器53的各色圖像數據中左側屏幕的圖像數據進行控制的數字/模擬信號(以下為「D/A」)轉換器57L(57Lr、57Lg、57Lb)、以及DSP電路50R、DSP電路55R1、幀存儲器56R(56Rr、56Rg、56Rb)、DSP電路55R2、和對存儲於幀存儲器53的各色圖像數據中右側屏幕的圖像數據進行控制的D/A轉換器57R(57Rr、57Rg、57Rb)。另一方面，其它DSP電路55L1、55L2、55R1、55R2(一般這四個DSP電路被簡單地稱為「DSP電路55」)是用於位置控制的主要提供來校正位置的電路。
並且，陰極射線管包括校正數據存儲器60、用於亮度控制的控制部分62A、控制部分62B和存儲器控制器63。校正數據存儲器60存儲用於校正圖像的顯示條件的各色校正數據。存儲在幀存儲器53中各色的圖像數據被輸入用於亮度控制的控制部分62A並指示信號處理方法，例如應該對DSP電路50L和50R進行亮度控制的亮度控制方法。來自校正數據存儲器60的校正數據被輸入控制部分62B並指示操作方法，例如應該對DSP電路55進行位置校正的位置校正方法。存儲器控制器63產生供幀存儲器56L和56R的圖像數據的寫入地址和讀出地址。控制部分62A有未示出的存儲器，用於存儲相應於亮度控制中使用的多個信號電平的多個各色的校正係數。
控制部分62A在本發明中主要相應於「信號電平檢測裝置」和「計算裝置」的一個特定實例。並且，DSP電路50L和50R在本發明中相應於「亮度調製裝置」的一個特定實例。
校正數據存儲器60有用於各色的存儲區，以在各存儲區中存儲校正各色的數據。在例如製造陰極射線管時，產生要存儲在校正數據存儲器60中的校正數據。通過測量在陰極射線管中顯示的圖像畸變量、失會聚量等，產生用於校正的數據。產生校正數據的裝置例如由在陰極射線管中顯示圖像的圖像拾取裝置64和根據在圖像拾取裝置64上顯示的圖像產生校正數據的校正數據產生裝置(未示出)構成。圖像拾取裝置64包括如CCD(電荷耦合器件)之類的成象部件並成象在陰極射線管的表面上顯示的各色R、G、B的屏幕，以作為各色的圖像數據輸出成象屏幕。校正數據產生裝置由微型計算機等構成，產生作為校正的數據、來自離散的適當顯示位置的與各象素的移動量有關的數據、表示由圖像拾取裝置64成象的圖像的兩維圖像數據。
由例如通用LSI(大規模集成電路)的一個晶片構成進行亮度控制的DSP電路50L和50R以及進行位置校正的DSP電路55(55L1、55L2、55R1、55R2)。DSP電路50L和50R以及DSP電路55按照來自控制部分62A和62B的指令，以便校正陰極射線管的重疊區域OL中的亮度和校正圖像畸變、失會聚等和對輸入圖像數據進行各種操作處理(信號處理)。尤其是，控制部分62B根據存儲在校正數據存儲器60中的校正數據，主要對進行位置校正的各DSP電路55指示其校正位置的操作方法。
其中，DSP電路50L主要對幀存儲器53存儲的各色圖像數據中的左側分割屏幕的圖像數據進行與亮度有關的信號處理，並將已完成信號處理的各色圖像數據輸出給DSP電路55L1。並且，DSP電路55L1主要對從DS電路50L輸出的各色圖像數據的在水平方向上位置進行校正處理，並將各色校正結果輸出給幀存儲器56L。DSP電路55L2主要對存儲在幀存儲器56L的各色圖像數據進行在垂直方向上位置校正處理，並將各色校正結果輸出給D/A轉換器57L。
DSP電路50R對存儲於幀存儲器53的各色圖像數據中的右側分割屏幕的圖像數據進行主要與亮度有關的信號處理，並將校正的各色圖像數據輸出給DSP電路55R1。DSP電路55R1主要對從DSP電路50R輸出的各色圖像數據的在水平方向上位置進行校正處理，並將各色校正結果輸出給幀存儲器56R。DSP電路55R2主要對存儲在幀存儲器56R的各色圖像數據進行在垂直方向上位置校正處理，並將各色校正結果輸出給D/A轉換器57R。
進行亮度控制的DSP電路50L和50R以及控制部分62A根據水平象素位置和信號電平可對視頻信號進行亮度調製控制。如下所述，在DSP電路50L和50R以及控制部分62A中進行的信號處理是用校正係數乘以視頻信號以便改變亮度度數的處理。
各D/A轉換器57L和57R將從各DSP電路55L2、55R2輸出的操作的圖像數據分別轉換成模擬信號，然後將該模擬信號輸出給各電子束31L和31R的側邊束。
各幀存儲器56L和56R分別按幀存儲從各DSP電路55L1、55R1輸出的操作的圖像數據，並輸出存儲的各色圖像數據。幀存儲器56L和56R是允許快速隨機存取的存儲器，例如可使用SRAM(靜態RAM)。如果幀存儲器56L和56R由允許快速隨機存取的單個存儲器構成，那麼當完成圖像數據寫和讀操作時發生幀通過(Passing)操作，這引起圖像紊亂。因此，兩個存儲器(雙緩衝器)分別用於構成幀存儲器56L和56R。幀存儲器56L和56R按照在存儲器控制器63中產生的寫地址順序對圖像數據進行寫操作。並且，它們按照在存儲器控制器63中產生的讀出地址順序對圖像數據進行讀操作。
存儲器控制器63可產生用於幀存儲器56L和56R的圖像數據的寫地址。它還按與寫地址順序不同的順序產生存儲於幀存儲器56L和56R中的圖像數據的讀出地址。由於在本實施例中可分別產生讀出地址和寫地址的順序，因而可修改已寫入幀存儲器56L和56R中的圖像數據，以便可讀出例如包括圖像旋轉和倒置的圖像數據。在本實施例中，對從DSP電路55L1和55R1輸出的圖像數據適當進行圖像轉換，以便圖像條件可適用於在DSP電路55L2和55R2中進行的垂直校正操作。
下面的描述展示上述結構的陰極射線管的操作。
首先，說明極陰射線管的一般操作。首先，利用複合/RGB轉換器51將作為視頻信號DIN輸入的模擬複合信號轉換為各色視頻信號(圖3)。接著，A/D轉換器52將視頻信號轉換為各色數字視頻信號。最好進行IP(interlaceprogressive(交錯進行))轉換，因它使隨後的處理容易。按照指示在存儲器控制器54中產生的寫地址的控制信號Sa1，按幀在幀存儲器53中存儲從A/D轉換器52輸出的各色數字視頻信號。按照指示在存儲器控制器54中產生的讀出地址的控制信號Sa2，讀出按幀存儲在幀存儲器53中的圖像數據，以輸出給用於亮度控制的DSP電路50L和50R和控制部分62A。
在存儲於幀存儲器53中的各色的圖像數據中，根據控制部分62A指示的信號處理方法，通過DSP電路50L的作用對左側分割屏幕的圖像數據進行主要與亮度有關的信號處理。然後，根據存儲於校正數據存儲器60中的校正數據，通過DSP電路55L1、幀存儲器56L和DSP電路55L2的作用對它主要進行校正圖像位置的操作處理。通過D/A轉換器57L將已完成操作處理的左側分割屏幕的圖像數據轉換為模擬信號，並作為陰極驅動電壓施加給設置在左側電子槍31L內的未示出的陰極。
在存儲於幀存儲器53中的各色圖像數據中，根據控制部分62A指示的信號處理方法，通過DSP電路50R的作用對右側分割屏幕的圖像數據進行主要與亮度有關的信號處理。然後，根據存儲於校正數據存儲器60中的校正數據，通過DSP電路55R1、幀存儲器56R和DSP電路55R2的作用對它主要進行校正圖像位置的操作處理。通過D/A轉換器57R將已完成操作處理的右側分割屏幕的圖像數據轉換為模擬信號，並作為陰極驅動電壓施加給設置在右側電子槍31R內的未示出的陰極。
按照給出的陰極驅動電壓，分別從電子槍31L和31R投射電子束eBL和eBR。本實施例的陰極射線管能夠進行彩色顯示。實際上，各色R、G和B的陰極配置在各電子槍31L和31R中，從各電子槍31L和31R投射各色電子束。
從電子槍31L和31R投射的各色電子束eBL和eBR因會聚軛32L和32R的磁場作用而分別進行會聚。然後，因偏轉軛21L和21R的磁場作用而偏轉，電子束掃描螢光面11的整個表面，並在屏盤部分10表面的屏幕SA(圖1A和1B)上顯示預定的圖像。此時，屏幕左半和延伸到屏幕右半的區域由電子束eBL描畫，而屏幕右半和延伸到屏幕左半的區域由電子束eBR描畫。作為整體，部分連接以上述方式形成的左和右分割屏幕的端部形成單個屏幕。
下面展示按照本實施例對輸入陰極射線管中的視頻信號DIN進行亮度校正的信號處理和進行位置校正的操作處理的特定實例的描述。
首先，展示參照圖4A-4E對圖3所示處理電路中左側分割屏幕的圖像數據進行操作處理的特定實例。作為操作處理的實例。展示一個具體實例，從頂部到底部垂直進行各eBL和eBR的行掃描，和如圖2所示在彼此相反的方向上水平地從屏幕中心到右或左側進行場掃描。
圖4A示意性表示從幀存儲器53讀出並輸入給DSP電路50L的左側分割屏幕的圖像數據。例如寬為640象素高為480象素的圖像數據被寫入幀存儲器53中。其中，在寬為640象素高為480象素的圖像數據中，寬為62象素(左側32象素+右側32象素)高為480象素的中心區域是左右分割屏幕的重疊區域OL。在寫入幀存儲器53的圖像數據中，寬為352象素高為480象素的左側圖像數據被讀出，如圖4A中的對角陰影所示，然後輸入給DSP電路50L。
圖4B示意性表示DSP電路50L和DSP電路55L1對圖像進行校正處理之後寫入幀存儲器56L的圖像數據。在DSP電路55L1完成校正處理之前，DSP電路50L與位置校正無關地在重疊區域OL中對圖4A中陰影區域所示的寬為352象素高為480象素的圖像數據進行校正亮度的操作處理。圖4B展示相應於圖像數據在左側分割屏幕中進行亮度校正的調製波形80L的實例。
在DSP電路50L進行亮度校正處理之後，DSP電路55L1對如圖4A中陰影區域所示的寬為352象素高為480象素的圖像數據進行有關水平校正的操作處理。操作處理水平擴大寬為352象素高為480象素的圖像，如圖4B所示，產生寬為480象素高為480象素的圖像數據。同時，當圖像被擴大時，DSP電路55L1根據存儲在校正數據存儲器60中的校正數據進行校正水平畸變等的操作處理。並且，為了擴大象素數，需要內插在原圖像中沒有的有關象素的數據。
在幀存儲器56L中，按照指示在存儲器控制器63中產生的寫地址的控制信號Sa3L，存儲在DSP電路50L和DSP電路55L1中進行操作處理的各色圖像數據。在圖4B所示的實例中，從作為起始點的左上到右的方向順序寫入圖像數據。按照指示在存儲控制器63中產生的讀出地址的控制信號Sa4L，讀出存儲在幀存儲器56L中的各色圖像數據並輸入給DSP電路55L2。其中，在本實施例中，在存儲器控制器63中產生的幀存儲器56L的寫地址的順序和讀出地址的順序不同。在圖4B所示的實例中，排列讀出地址，以便從右上作為起始點向下方向順序地讀出圖像數據。
圖4C示意性表示從幀存儲器56L讀出並輸入給DSP電路55L2的圖像數據。如上所述，在本實施例中，幀存儲器56L的讀出地址順序從作為起始點的右上角向下方向進行，輸入給DSP電路55L2的圖像被轉換為相對圖4B所示圖像狀態沿反時針方向旋轉90度。
DSP電路55L2對從幀存儲器56L讀出的寬為480象素高為480象素的圖像數據(圖4C)進行有關垂直校正的操作處理。操作處理使圖像在水平上從480象素擴大到640象素，如圖4D所示，產生寬為640象素高為480象素的圖像數據。當圖像被放大時，根據在校正數據存儲器60中存儲的校正數據，DSP電路55L2同時進行校正垂直畸變等的操作處理。
根據如上所述的操作處理所獲得的圖像數據(圖4D)，儘管電子束eBL從頂部到底部掃描，但圖4E中陰影區域所示的圖像仍在螢光面11的左側上顯示。如上所述，在本實施例中，由於針對畸變等對輸入圖像數據進行校正處理，因而設置在螢光面11上顯示的左側圖像，使其被適當地顯示而不畸變等。
下面參照圖5A-5E展示對右側分割屏幕的圖像數據進行操作處理的具體實例的描述。
圖5A示意性表示從幀存儲器53讀出並輸入給DSP電路50R的右側分割屏幕的圖像數據。在被寫入幀存儲器53中的例如寬為640象素高為480象素的圖像數據中，寬為352象素高為480象素的右側圖像數據被讀出，如圖5A中的對角陰影區所示，然後輸入給DSP電路50R。
圖5B示意性表示在本實施例中DSP電路50R和DSP電路55R1對圖像進行校正處理之後寫入幀存儲器56R的圖像數據。在DSP電路55R1完成校正處理之前，DSP電路50R與位置校正無關地在重疊區域OL中對圖5A中陰影區域所示的寬為352象素高為480象素的圖像數據進行校正亮度的操作處理。圖5B展示指示相應於圖像數據在右側分割屏幕中進行亮度校正的調製波形80R的實例。
在DSP電路50R進行亮度校正處理之後，DSP電路55R1對如圖5A中陰影區域所示的寬為352象素高為480象素的圖像數據進行有關水平校正的操作處理。操作處理水平放大寬為352象素高為480象素的圖像，如圖5B所示，產生寬為480象素高為480象素的圖像數據。同時，當圖像被擴大時，DSP電路55R1根據存儲在校正數據存儲器60中的校正數據進行校正水平畸變等的操作處理。
在幀存儲器56R中，按照指示在存儲器控制器63中產生的寫地址的控制信號Sa3R，存儲在DSP電路50R和DSP電路55R1中進行操作處理的各色圖像數據。在圖5B所示的實例中，從作為起始點的左上向右方向順序寫入圖像數據。按照指示在存儲控制器63中產生的讀出地址的控制信號Sa4R，讀出存儲在幀存儲器56R中的各色圖像數據並輸入給DSP電路55R2。其中，在本實施例中，在存儲器控制器63中產生的幀存儲器56R的寫地址的順序和讀出地址的順序不同。在圖5B所示的實例中，排列讀出地址，以便從作為起始點的左上向下方向順序地讀出圖像數據。
圖5C示意性表示從幀存儲器56R讀出並輸入給DSP電路55R2的圖像數據。如上所述，在本實施例中，由於幀存儲器56R的讀出地址順序從作為起始點的左上向下方向進行，輸入給DSP電路55R2的圖像將被轉換為相對圖5B所示圖像狀態沿逆時針方向旋轉90度以及鏡像顛倒。
DSP電路55R2對從幀存儲器56R讀出的寬為480象素高為480象素的圖像數據(圖5C)進行有關垂直校正的操作處理。操作處理使圖像在水平方向上從480象素擴大到640象素，如圖5D所示，產生寬為640象素高為480象素的圖像數據。當圖像被擴大時，根據在校正數據存儲器60中存儲的校正數據，DSP電路55R2同時進行校正垂直畸變等的操作處理。
根據如上所述的操作處理所獲得的圖像數據(圖5D)，儘管電子束eBL從頂部到底部進行掃描，但圖5E中陰影區域所示的圖像仍在螢光面11的右側上顯示。如上所述，在本實施例中，由於針對畸變等對輸入圖像數據進行校正處理，因而設置在螢光面11上顯示的右側圖像，使其被適當地顯示而沒有畸變等。並且，在示於圖4E和圖5E中的左和右分割屏幕上，分別在重疊區域OL中適當地進行亮度校正和適當地進行與各畸變等有關的校正。因而，當連接左和右屏幕時，能夠有適當圖像顯示，且連接部分的亮度和位置不明顯。
下面，參照圖6-8，詳細說明利用校正數據對圖像位置進行校正的操作處理。
首先，參照圖6A-6C一般說明在校正數據存儲器60(圖3)中存儲的校正數據。用相對於在例如格柵中設置的參考點的移動量來表示校正數據。如圖6A所示，格點(i，j)是參考點，位于格點(i，j)的各色象素如圖6B所示分別是移動它們的各自移動量；R色在X方向的移動量是Fr(i，j)；在Y方向的移動量是Gr(i，j)，G色在X方向的移動量是Fg(i，j)；在Y方向的移動量是Gg(i，j)，B色在X方向的移動量是Fb(i，j)；在Y方向的移動量是Gb(i，j)。通過組合圖6B所示的各圖像可獲得圖6C所示的圖像。當由此獲得的圖像在螢光面11上顯示時，結果校正失會聚等，因陰極射線管的畸變特性和地磁等的影響，在螢光面11上相同點顯示R、G、B象素。在圖3所示的處理電路中，在例如DSP電路55L1和55R1中進行基於X方向移動量的校正，和在例如DSP電路55L2和55R2中進行基於Y方向移動量的校正。
下面說明利用校正數據的操作處理。如上所述，儘管可同時一起說明圖像的水平和垂直校正以簡化說明，但在圖3所示的信號處理電路中分別進行垂直和水平圖像校正。
圖7A和8B表示在幀存儲器53上的左側或右側分割屏幕。圖7B和8B表示從DSP電路55L2或DSP電路55R2通過DSP電路55L1或DSP電路55R1輸出的圖像。圖7C和8C表示實際在螢光面11上顯示的左側或右側分割屏幕的圖像。
圖7A-7C表示在圖3所示處理電路中進行利用校正數據的校正操作的輸入圖像的修改條件。當不進行校正操作時，幀存儲器53上的圖像160(圖7A)和從DSP電路55L2或DSP電路55R2輸出的圖像161(圖7B)具有與輸入圖像相同的形式。此後，因陰極射線管本身具有的特性圖像畸變，在螢光面11上顯示例如圖7C所示的被修改的圖像162。圖7C中，用虛線示出的圖像相應於實際顯示的圖像。在顯示圖像的處理中，各色R、G和B的圖像以恰恰相同的方式被改變的現象被稱為圖像畸變，而各色發生了不同變化的現象被稱為失會聚。其中，為了校正如圖7C所示的圖像畸變，在圖像信號輸入給陰極射線管之前的階段，在與陰極射線管所具有的特性相反的方向上進行適當修改。
圖8A-8C表示在圖3所示處理電路中進行校正操作時輸入圖像的改變。對各色R、G和B單獨進行校正操作。對各色的操作來說，校正操作使用不同的校正數據，但對各色的操作方法相同。當進行校正操作時，在幀存儲器53上的圖像160(圖8A)具有與輸入圖像相同的形式。對於存儲在幀存儲器53的圖像來說，通過各自的DSP電路55L1、55L2、55R1和55R2進行校正操作，其中根據與陰極射線管中對輸入圖像進行的圖像修改(由陰極射線管所具有的特性而產生的修改，見圖7C)相反的方向上的校正數據來修改圖像。在完成該操作之後的圖像如圖8B所示。圖8B中，用虛線所示的圖像是幀存儲器53上的圖像160並相應於進行校正操作之前的圖像。因而，畸變為與陰極射線管本身所具有的特性相反的方向上的圖像163的信號進一步被陰極射線管所具有的特性畸變。結果，它具有與輸入圖像相同的形式，並在螢光面11上顯示理想的圖像164(圖8C)。圖8C中，用虛線所示的圖像相應於圖8B中所示的圖像163。
下面，將進一步詳細說明在DSP電路55(DSP電路55L1、55L2、55R1、55R2)中進行的校正操作處理。圖9中，象素170按格子形式在X、Y坐標中的整數位置上排列。圖9表示在僅考慮一個象素的情況下和作為在DSP電路55進行校正操作之前位於坐標(1，1)的象素的象素值的R信號值(以下稱為「R值」)Hd在操作之後移動到坐標(3，4)的條件下的操作實例。圖9中，虛線所示的部分表示校正操作之前的R值(象素值)。其中，如果R值的移動量用矢量表示，則為(Fd，Gd)，(Fd，Gd)＝(2，3)。相對於操作之後的象素觀察，當象素在坐標(Xd，Yd)時，它可被內插，例如在坐標(Xd-Fd，Yd-Gd)處複製R值Hd。如果在進行操作之後，在所有各象素上進行這種複製操作，那麼完成作為顯示圖像被輸出的圖像。因此，適當的是，存儲在校正數據存儲器60中的校正數據是相應於操作之後各象素的移動量(Fd，Gd)。
參照陰極射線管中的屏幕掃描說明上述象素值的移動關係。一般來說，在陰極射線管中，在從屏幕的左到右的方向(圖9中的X方向)上水平地進行電子束eB的掃描，同時在從屏幕的頂部到底部的方向(圖9中的Y方向)上垂直地進行掃描。在圖9所示的象素排列的情況下，當根據原視頻信號進行掃描時，在坐標(3，4)處的象素掃描「之後」進行在坐標(3，4)的象素掃描。可是，如果根據視頻信號進行掃描，對該信號已按照本實施例由DSP電路55進行校正操作處理，則將在原始視頻信號中的坐標(3，4)的象素掃描「之前」進行在原始視頻信號中坐標(1，1)上象素的掃描。在本實施例中，根據校正數據等重新排列象素的兩維排列條件，結果，進行校正處理，以便原來的一維視頻圖像信號在象素中時間相似和空間相似地改變。
下面詳細說明在DSP電路50L和50R和控制部分62A中進行的作為本實施例的獨特的特徵的亮度調製控制。
如圖10A和10B所示，說明在輸入例如寬為720象素高為480象素的視頻信號時，形成左和右分割屏幕SL、SR，以便重疊用輸入視頻信號表示的用作屏幕中心部分的寬為48象素高為480象素的區域。即，如圖10A和10B所示，還分別展示在將寬為384象素高為480象素的視頻信號輸入給DSP電路50L和50R的情況下的另一種描述。在圖10A和10B中，碼01表示整個屏幕區域中的中心線。
DSP電路50L和50R和控制部分62A能夠對輸入的視頻信號進行信號處理，以根據水平方向(重疊方向)上的象素位置來控制亮度度數。例如，如圖10C所示，DSP電路50L和50R和控制部分62A從重疊區域OL的起始點P1L、P1R逐漸增加亮度大小，並按曲線形式改變亮度大小，形成例如亮度梯度，以便亮度大小在重疊區域OL中的端點P2L和P2R達到最大值，超過該部分，對亮度度數進行調製控制，在非重疊區域OL的區域中保持亮度大小不變，直到屏幕端部。進行該調製控制，以便滿足上述式(4)和式(5)。如果同時對各分割屏幕SL和SR進行控制，以保持在重疊區域OL的給定象素位置的兩個屏幕中的亮度總和等於原始圖像的相同象素位置中的亮度。圖10C表示使其與圖10B所示各發割屏幕中的象素位置匹配的亮度大小。此外，在圖10C中，作為實例，亮度大小的最大值為1，亮度大小的最小值為0。
可按正弦或餘弦函數或二次曲線形成重疊區域OL中的亮度梯度。使亮度梯度的形成最佳化允許在重疊區域OL中的亮度改變自然地呈現，還允許在重疊左右分割屏幕SL和SR中位置誤差的較大裕量。
並且，在本實施例中，除上述根據連接方向上的象素位置進行亮度調製控制之外，DSP電路50L和50R和控制部分62A還可根據信號電平進行亮度的調製控制。下面，將說明基於信號電平的亮度調製控制。
通常，確定亮度度數的一個因素是伽馬值。如參照圖24所述，伽馬值按照輸入視頻信號的信號電平而不同。因此，為了更準確地連接左右分割屏幕以便不引起亮度不均勻，期望進行根據視頻信號的信號電平的亮度控制。
參照圖15中的流程圖，說明根據信號電平的亮度控制的總流程圖。如圖3所示，視頻信號從幀存儲器53輸入給控制部分62A和DSP電路50L和50R。在對左和右分割屏幕分割視頻信號的步驟期間，亦即，在對左和右分割屏幕的視頻信號例如從幀存儲器53輸入給DSP電路50L和50R的期間，控制部分62A檢測各單元象素或單元象素陣列的各色視頻信號電平(步驟S101)。接著，在根據檢測的信號電平提前存儲於其自己的存儲器中的多個校正係數中，控制部分62A計算應該用於亮度調製控制中的各色的適當校正係數(步驟S102)。接著，控制部分62A指示DSP電路50L和50R利用所確定的校正係數調製亮度。DSP電路50L和50R按照控制部分62A的指令對視頻信號進行亮度調製控制(步驟S103)。DSP電路50L和50R進行信號處理，例如用校正係數乘以視頻信號。
參照圖11和12，說明用於亮度調製控制的校正係數的特定實例。圖11表示左側分割屏幕的校正係數的特定實例，圖12表示右側分割屏幕的校正係數的特定實例。在本實施例中，如上所述，控制亮度度數以便按正弦或餘弦函數在重疊區域OL中沿水平方向形成亮度梯度。如上述式(2)和(3)所示，實際上用取決於左右分割屏幕中的各象素位置的校正係數k1和k2乘以視頻信號來實現亮度梯度。在本實施例中，即使視頻信號在相同象素位置，仍根據視頻信號的信號電平使用不同的校正係數。
圖11和12中所示的校正係數的特定實例實際上作為表形式的程序存儲於控制部分62A中的存儲器中。涉及圖11和12中所示校正係數的表可存儲在存儲器中，該存儲器配置在控制部分62A的外部分別存儲校正係數表。在圖11和12中，Cram WR×0是校正係數組，施加給例如重疊區域OL中水平方向上第0行(或第1行)象素位置的R色視頻信號。Cram WG×0是校正係數組，施加給例如重疊區域OL中水平方向上第0行象素位置的G色視頻信號。Cram WB×0是校正係數組，施加給例如重疊區域OL中水平方向上第0行象素位置的B色視頻信號。關於重疊區域OL中水平方向上的象素位置，圖10中所示的點P2L(P1R)是水平方向上第0行象素位置，點P1L(P2R)是第47(或48)行象素位置。對重疊區域OL中在連接屏幕的方向上的象素行準備足夠的校正係數組。在圖10所示的實例中，重疊區域OL由水平方向(連接方向)上的48個象素組成。這樣，在圖11和12中，對48行準備足夠的校正係數(例如，R色的cram WR×0-carm WR×47)。
此外，在圖11和12所示的實例中，準備各象素行的各色的相應於信號電平的七個校正係數組。在圖11和12所示的實例中，在「{}」內的各色和各象素行的七個值分別表示校正係數值，並具有按從左開始的順序的相應的係數序號，第一、第二…。實際乘以視頻信號的係數實際上是通過把圖11和12中所示的值減小1/256來產生的值。即，在圖11和12中，校正係數的值256實際上是1。
參照圖13和14，說明在圖11和12中所示的校正係數與視頻信號信號電平之間的相應關係。圖13和14中所示的各值按程序形式存儲在控制部分62內的存儲器中。該存儲器可獨立地配置在控制部分62的外部以存儲值。
在分割圖13中所示信號電平的特定方法實例中，信號電平被分成與亮度的256個等級匹配的256個分割部分並被分類為七個信號電平區域。更具體地說，信號電平被分類為在值40(var Z1)、80(var Z2)、120(var Z3)、160(var Z4)、200(var Z5)和240(var Z6)的七個信號電平區域。校正係數與圖13中示出的各信號電平區域之間的相應關係例如如圖14所示。在圖14的實例中，0-Z1信號電平區域與圖11和12所示校正係數組中的第1校正數匹配。此外，在圖14所示的實例中，Z1-Z2、Z2-Z3、Z3-Z4、Z4-Z5、Z5-Z6和Z6-255的信號電平分別與第2、第3、第4、第5、第6和第7係數號匹配。按照圖14所示的相應關係，控制部分62A確定視頻信號的信號電平是否是任何信號電平的區域，並選擇與確定的信號電平區相應的校正係數。DSP 50L和50R進行信號處理，以便利用所選的校正係數調製視頻信號的亮度。
圖11-14中所示的校正係數的值等僅僅是一個實例，用於亮度控制的值等並不限於圖11-14中所示的值。例如，在圖11和12中，儘管對各色和名象素行準備七個校正係數，但可使用多於或少於七個的校正係數。
如上所述，按照本實施例，預先存儲根據多個信號電平的與各色有關的多個校正係數，在多個校正係數中，獲得各色的用於亮度調製控制的適當校正係數。然後對多個視頻信號中的每一個進行根據信號電平的亮度調製控制，以便在屏幕上取決於多個視頻信號掃描的重疊區域的相同象素位置的亮度總和等於在原始圖像的相同象素位置的亮度。因此，根據視頻信號的信號電平可適當地進行左和右分割屏幕的亮度控制，以便連接的部分不明顯。
按照本實施例，根據允許改進在所有灰色深淺度(shades of gray)中亮度不均勻的信號電平進行亮度調製控制。因此，即使在信號總是隨運動圖像改變時，可進行適當的亮度控制以便連接的部分不明顯。並且，由於對各色進行亮度調製控制，因而可以提高因各色的伽馬特性不同引起的亮度不均勻。並且，由於可以改變各左和右分割屏幕的校正係數，因而可以根據左和右電子槍31L和31R的特性進行亮度調製控制。通過使用上述這些技術，在具有多電子槍的陰極射線管中，可實現等於或優於一般單電子槍的圖像質量。下面說明本發明的第二實施例代替如上述第一實施例那樣的根據信號電平的亮度調製控制，在該實施例中，根據在垂直於多個分割屏幕連接方向的方向上的象素位置，進行亮度調製控制。
首先，說明在多個分割屏幕如何連接與「垂直於重疊方向的方向」之間的關係。例如，當兩個分割屏幕SL和SR在水平X方向上重疊時，如圖17所示，垂直於X方向的垂直Y方向是「垂直於重疊方向的方向」。此外，例如，當四個分割屏幕SL1、SL2、SR1、SR2在上下方向(Y方向)和左右方向(X方向)上連接時，如圖18所示，就在左右方向上重疊這四個分割屏幕形成的重疊區域OLx來說，Y(V1)方向是「垂直於重疊方向的方向」。另一方面，就在上下方向上重疊這四個分割屏幕形成的重疊區域OLy來說，X(V2)方向是「垂直於重疊方向的方向」。
為了簡化說明，將敘述在水平X方向上重疊左右分割屏幕SL和DR的情況。以下，將「重疊方向」簡單地稱為「水平方向」和將「垂直於重疊方向的方向」簡單地稱為「垂直方向」。
下面將詳細說明在DSP電路50L和50R以及控制部分62A中實施的作為本實施例特徵部分的亮度調製控制。
在本實施例中，正如第一實施例那樣，將說明這種情況，即對於寬為384象素高為480象素來說足夠的視頻信號被分別輸入給DSP電路50L和50R，如圖10B所示。DSP電路50L和50R以及控制部分64A根據水平方向和垂直方向上的象素位置對輸入視頻信號實施亮度度數控制的信號處理。控制部分62A有未示出的存儲器，相應於在亮度控制中使用的象素位置的各色存儲多個校正係數。
參照圖16所示的流程圖，說明根據象素位置的亮度控制的一般流程。如圖3所示，從幀存儲器53將視頻信號輸入給控制部分62A和DSP電路50L和50R。在例如對左右分割屏幕分割視頻信號的步驟期間，即從幀存儲器53將左右分割屏幕的視頻信號輸入給DSP電路50L和50R的步驟期間，控制部分62A檢測各色視頻信號的水平和垂直方向上的象素位置(步驟201)。接著，對於每一個象素，控制部分62A在根據檢測的象素位置預先存儲於自己的存儲器中的多個校正係數中獲得將被用於亮度調製控制的各色的適當校正係數(步驟202)。接著，控制部分62A指示DSP電路50L和50R，利用確定的校正係數調製亮度。DSP電路50L和50R按照控制部分62A的指令對視頻信號進行亮度的調製控制(步驟S203)。DSP電路50L和50R進行信號處理，其中用校正係數乘以視頻信號作為亮度的調製控制。
下面，參照圖19和20說明本實施例的用於亮度調製控制的校正係數的特定實例。圖19表示左側分割屏幕的校正係數特定實例。圖20表示右側分割屏幕的校正係數特定實例。在本實施例中，控制亮度度數，以便在重疊區域OL中的水平方向上按正弦或餘弦函數形成亮度梯度。並且，在本實施例中，即使視頻信號在水平方向上處在相同象素位置，但根據垂直方向上的象素位置使用不同的校正係數。
圖19和20中所示的校正係數特定實例實際上按表形式的程序存儲在控制部分62A中的存儲器中。與圖19和20中所示的校正係數有關的表可存儲在存儲器中，該存儲器單獨地配置在控制部分62A的外部，用於存儲校正係數表。在圖19和20中，例如，cram WR×0是施加給重疊區域OL中的水平方向上第0行(或第1)行象素位置的R色視頻信號的校正係數組。cram WG×0是施加給例如重疊區域OL中的水平方向上第0行象素位置的G色視頻信號的校正係數組。此外，cram WB×0是施加給例如重疊區域OL中的水平方向上第0行象素位置的B色視頻信號的校正係數組。就重疊區域OL中的水平方向上的象素位置而言，圖10所示的點P2L(P1R)是水平方向上第0行象素位置，點P1L(P2R)的位置是例如第47(或第48)行的象素位置。在重疊區域OL中重疊屏幕的方向上對於象素行準備足夠的校正係數組。在圖10所示的實例中，重疊區域OL由水平方向(重疊方向)上的48個象素組成。因此，在圖19和20中，對於48行象素準備足夠的校正係數(例如，對於R色，cram WR×0-carm WR×47)。
此外，在圖19和20所示的實例中，對於每個象素行準備相應於水平方向上象素的八個校正係數。在圖19和20所示的實例中，在「{}」內各行和各色象素的八個值分別表示校正係數值，並具有從左按順序的各自的校正序號，第1、第2…。實際要與視頻信號相乘的係數是通過將圖19和20中所示的值減小1/256所產生的值。即，在圖19和20中，校正係數的值256實際上是1。
參照圖21和22，說明圖19和20中所示的校正係數與垂直方向上的象素位置之間的相應關係。用存儲校正係數的相同方式，在控制部分62內的存儲器中存儲圖21所示的表。可是，該存儲器可單獨配置在控制部分62的外部以存儲數字值。
在圖22所示的分割象素位置的特定實例中，在垂直方向上的480個象素被相等地分割成包括從屏幕頂部開始的區域Y1-Y8的八個區域。圖19和20所示的八個係數序號與按這種方式相等地分割的區域Y1-Y8有關。即，第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7和第8的係數序號例如分別與第1-60(Y1)、第61-120(Y2)、第121-180(Y3)、第181-240(Y4)、第241-300(Y5)、第301-360(Y6)、第361-420(Y7)和421-480(Y8)象素有關，如圖21所示。按照圖21所示的對應關係，控制部分62A選擇與垂直方向上象素位置對應的校正係數。DSP電路50L和50R進行信號校正，以便利用以這種方式選擇的校正係數調製視頻信號的亮度。這樣，相應於水平和垂直方向上的象素位置進行亮度調製控制。
諸如圖19-21所示的校正係數之類的數字值僅僅是一個實例，用於亮度控制的數字值並不限於這些。例如，圖19和21中，儘管對各色和各象素行準備八個校正係數，但還可使用多於或少於八個的校正係數。
如上所述，按照本實施例，預先存儲根據水平和垂直方向上的象素位置的與各色有關的多個校正係數，根據水平和垂直方向上的象素位置獲得各色的用於亮度調製控制的適當校正係數。然後，對多個視頻信號中的每一個進行根據象素位置的亮度調製控制以便在基於多個視頻信號被掃描的屏幕上重疊區域中相同象素位置的亮度總和等於在原始圖像上相同象素位置的亮度。因此，可對所有重疊區域OL適當進行左右分割屏幕的亮度控制，以致連接部分變得不明顯。
通常，在陰極射線管中，按照象素位置電子束的束斑特性不同，尤其是，在屏幕中心部分與屏幕端部之間有明顯的差異。按照本實施例，可以在垂直方向上進行亮度調製，即使在重疊區域OL中中心部分與頂端和底端部分之間的束斑特性明顯不同，也可改進因束斑特性而引起的亮度不均勻。此外，一般地，在陰極射線管中，根據螢光面11的位置在螢光體的發光特性中引起變化。按照本實施例，由於根據象素位置進行亮度調製控制，因而通過考慮螢光體的發光特性來確定校正係數，可改進由發光特性引起的亮度不均勻。當例如製造陰極射線管時測量螢光體的發光量，可獲得螢光體的改變的發光特性。
在本發明中可能的各種改變並不限於上述各實施例。例如，可組合第一實施例中的亮度調製控制和第二實施例中的亮度調製控制，以便根據信號電平、重疊方向上的象素位置和垂直於重疊方向的方向上的象素位置進行亮度調製控制。
並且，在上述實施例中，根據信號電平或象素位置可適當地改變校正係數。可是，校正係數可根據另外的因素進行改變。例如，在陰極射線管中，隨電子槍特性的不同伽馬值特性不同。考慮電子槍的差異，可確定上述校正係數。這裡，電子槍的特性是電子槍的伽馬特性或電子槍的電流特性等。電子槍的電流特性包括與供給電子槍的驅動電壓和電子槍內流動的電流值有關的特性。一般來說，對於供給電子槍的驅動電壓，由於電子槍的特性差異引起的發射電子量不同，這影響亮度度數。
並且，本發明可應用於通過組合三個或更多個掃描的屏幕形成的具有三個或更多個電子槍的單個屏幕。此外，圖1B表示在相彼此相反的方向上從屏幕中心到端部進行各電子束eBL和eBR的行掃描的實例，和如普通陰極射線管那樣從頂部到底部進行場掃描。可是，各電子束eBL和eBR的掃描方向並不限於此，可以進行例如從屏幕端部到中心的行掃描。圖2中，在彼此相反的方向上，從屏幕中心到端部進行各電子束eBL和eBR的場掃描。可是，還可以從屏幕端部到中心進行場掃描。並且各各電子束eBL和eB的掃描方向可在相同的方向上對準。
在上述實施例中，描述了NTSC系統的模擬複合信號被用作視頻信號DIN的實例。可是，視頻信號DIN並不限於此。例如，RGB模擬信號可用作視頻信號DIN。在這種情況下，在沒有複合/RGB轉換器51的情況下可獲得RGB信號(圖3)。此外，用於數位電視中的數位訊號可作為視頻信號DIN輸入。在這種情況下，在沒有通過A/D轉換器52的情況下可直接獲得數位訊號(圖3)。在任一個這種視頻信號的這兩種情況下，同幀存儲器53形成的電路可具有圖3所示電路實例中的相同電路結構。
此外，在圖3所示電路中，可從結構中省略幀存儲器56L和56R，以便從DSP電路50L1和50R1輸出的圖像數據可通過DSP電路50L2和50R2直接施加給電子槍31L和31R。並且，在上述實施例中，在對輸入圖像數據進行水平方向上的校正之後，進行垂直方向上的校正。可是，也可以相反地在對輸入圖像數據進行垂直方向上的校正之後，進行水平方向上的校正。此外，在上述實施例中，在放大圖像的同時進行輸入圖像數據的校正。但是，可在不涉及圖像放大的情況下進行圖像數據的校正。
本發明並不限於陰極射線管，可應用於各種圖像顯示裝置，例如投影型圖像顯示裝置，在陰極射線管等上顯示的圖像通過投影光學系統被放大和投射在屏幕上。
此外，在上述實施例中，分開進行對於亮度和位置校正處理來說的校正處理。但是，可從結構單元中省略進行亮度控制的DSP電路50L和50R，和在進行放大圖像和校正圖像畸變等的操作處理的同時，在DSP電路50L和50R中進行亮度處理。在上述實施例中，在位置校正處理之前進行亮度的校正處理。可是，進行亮度控制的DSP電路50L和50R可位於DSP電路50L2和50R2的後級，以便可在位置校正處理之後進行亮度的校正處理。
在上述實施例中，說明了通過直接控制圖像數據進行位置校正處理以便校正圖像畸變等的情況。可是，通過使偏轉軛產生的偏轉磁場最佳化，可進行校正圖像畸變的處理。在這種情況下，如以上實施例所述，通過利用校正的數據直接控制圖像數據可減少圖像畸變和失會聚。因此，這比通過偏轉軛等來調整圖像的方法更好。為了利用例如偏轉軛等來消除圖像畸變，需要使偏轉磁場畸變。這引起均勻磁場的破壞並由此使電子束聚焦(束斑尺寸)變劣的問題。可是，在直接控制圖像數據的方法中，不必調整偏轉軛磁場中的圖像畸變，偏轉磁場可以是提高聚焦特性的均勻偏轉磁場。
權利要求
1.一種陰極射線管，通過局部相互重疊，連接由多個電子束掃描形成的多個分割屏幕形成單個屏幕，從而進行彩色圖像顯示，該陰極射線管包括信號分割裝置，將輸入視頻信號分割成用於多個分割屏幕的視頻信號；存儲裝置，存儲相應於多個信號電平的各色的多個校正係數；信號電平檢測裝置，檢測各色的輸入視頻信號的信號電平；計算裝置，根據由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算在存儲裝置中存儲的多個校正係數中的對於各色的適當校正係數，該校正係數將用於亮度的調製控制；亮度調製裝置，按照信號電平對分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以便利用通過計算裝置計算的各色的校正係數，使屏幕上重疊區域中對各分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度；和發射多個電子束的多個電子槍，根據由所述亮度調製裝置進行了調製控制的視頻信號，多個電子束掃描所述多個分割屏幕。
2.如權利要求1所述的陰極射線管，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個分割屏幕的重疊方向上的象素位置有關；根據在重疊方向上的象素位置和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中的用於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度調製控制；和相應於重疊方向上的象素位置，利用通過計算裝置計算的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
3.如權利要求1所述的陰極射線管，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個分割屏幕的重疊方向上的象素位置和垂直於重疊方向的方向上的象素位置有關；根據在重疊方向上的象素位置、垂直於重疊方向的方向上的象素位置和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中對於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度的調製控制；和相應於重疊方向中的象素位置和垂直於重疊方向的方向上的象素位置，利用通過計算裝置計算的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
4.如權利要求1所述的陰極射線管，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個電子槍的特性有關；根據多個電子槍的特性和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中對於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度的調製控制；和相應於多個電子槍的特性，利用通過計算裝置計算的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
5.如權利要求1所述的陰極射線管，還包括位置控制裝置，對於各分割屏幕和各色，控制要被轉換為分散的兩維圖像數據的輸入的一維視頻信號，並改變和校正時間相似和空間相似的兩維圖像數據的象素陣列條件，以便當圖像顯示時，連接多個分割屏幕並在適當位置上顯示，此後，位置控制裝置控制要被再次轉換為一維視頻信號和被輸出的校正圖像數據。
6.一種亮度控制裝置，進行對顯示於圖像顯示裝置中的圖像的亮度控制，通過局部相互重疊，連接多個分割屏幕，形成單個屏幕，從而進行所述圖像顯示，其中亮度控制裝置包括信號電平檢測裝置，對分割屏幕檢測輸入視頻信號的信號電平；存儲裝置，存儲相應於多個信號電平的多個校正係數；計算裝置，計算在校正係數存儲裝置中存儲的多個校正係數中的適當校正係數，該校正係數將用於亮度的調製控制；亮度調製裝置，相應於信號電平對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以便利用通過計算裝置計算的各色的校正係數，使屏幕上重疊區域中對分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度。
7.如權利要求6所述的亮度控制裝置，其中根據信號電平對各色進行亮度控制。
8.如權利要求6所述的亮度控制裝置，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個分割屏幕的重疊方向上的象素位置有關；根據在重疊方向上的象素位置和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中的用於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度調製控制；和相應於重疊方向上的象素位置，利用通過計算裝置計算的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
9.如權利要求6所述的亮度控制裝置，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個分割屏幕的重疊方向上的象素位置和垂直於重疊方向的方向上的象素位置有關；根據在重疊方向上的象素位置、垂直於重疊方向的方向上的象素位置和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中對於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度的調製控制；和相應於重疊方向中的象素位置和垂直於重疊方向的方向上的象素位置，利用通過計算裝置計算的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
10.如權利要求6所述的亮度控制裝置，其中圖像顯示裝置包括發射多個電子束的多個電子槍，並且圖像顯示裝置是有極射線管，在亮度調製裝置進行調製控制之後，根據視頻信號，該陰極射線管從多個電子槍發射用於掃描多個分割屏幕的多個電子束，從而進行圖像顯示。
11.如權利要求10所述的亮度控制裝置，其中存儲在存儲裝置中的多個校正係數除與信號電平有關之外，還與多個電子槍的特性有關；根據多個電子槍的特性和由信號電平檢測裝置檢測的信號電平，計算裝置計算在存儲於存儲裝置的多個校正係數中對於各色的適當校正係數，該校正係數將要用於亮度的調製控制；和相應於多個電子槍的特性，利用通過計算裝置獲得的校正係數，亮度調製裝置對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行亮度的調製控制。
12.如權利要求6所述的亮度控制裝置，還包括位置控制裝置，在輸入的一維視頻信號被轉換為分散的兩維輸入數據的情況下進行控制，和進行控制，在通過時間相似和空間相似地進行改變來校正兩維圖像數據中的象素陣列條件，以及將校正的圖像數據再轉換為一維視頻信號進行輸出，以便在進行圖像顯示時，連接多個分割屏幕並在適當位置上顯示。
13.一種亮度控制方法，進行對顯示於圖像顯示裝置中的圖像的亮度控制，通過局部相互重疊，連接多個分割屏幕，形成單個屏幕，從而進行所述圖像顯示，其中亮度控制方法包括檢測輸入視頻信號的信號電平；在存儲裝置中存儲相應於多個信號電平的多個校正係數；計算在存儲裝置中存儲的多個校正係數中的適當校正係數，該校正係數將用於亮度的調製控制；按照信號電平對各分割屏幕對多個視頻信號中的每一個進行控制，以便利用通過計算裝置計算的各色的校正係數，使屏幕上重疊區域中對分割屏幕進行基於多個視頻信號的掃描的相同象素位置處的亮度總和，等於原始圖像上相同象素位置處的亮度。
全文摘要
當從幀存儲器將視頻信號輸入給DSP電路時,控制部分檢測各色的視頻信號電平。接著,對於每一個單元象素或單元象素陣列,根據檢測信號電平在預先存儲在自己的存儲器中的多個校正係數中,控制部分計算將要用於亮度調製控制的各色的適當校正係數。利用確定的校正係數,控制部分指示DSP電路以進行亮度的調製。
文檔編號H04N3/28GK1281243SQ0012643
公開日2001年1月24日 申請日期2000年6月7日 優先權日1999年6月7日
發明者中西理, 加藤泰信, 岡田正道 申請人:索尼公司