专利名称：阴极射线管测试摄象机的位置控制仪和控制法的制作方法
技术领域：
本发明总的说来涉及阴极射线管(CRT)荧光屏显示特性的测试，更具体地说，涉及控制CRT测试摄象机位置的一种仪器和方法，用这种仪器和方法可以精确测定测试中的CRT荧光屏的显示格式。
熟悉彩色CRT技术的人士都知道，彼此独立的能束通常由三个分立的电子枪产生，通常再聚焦到荧光屏上或聚焦到与CRT显象面的内表面间隔一段距离的荫罩上。
举例说，三色组电子束通过多个小孔，然后分束以激励红、绿和蓝色荧光体相应的三色组点，从而使CRT的荧光屏发出红、绿、蓝光。在制造CRT或电视机时，最后工序包括CRT显示特性的测试，例如，光栅、会聚、着屏失误(misland)等情况，这些情况当来自电子枪的电子束到达荧光屏内表面时就显示在荧光屏上。
CRT显示情况的各测试工序通常由检查人员手动操纵显微镜凭肉眼进行观测来完成。
在这种情况下，由于CRT荧光屏中间和周边的曲率不同，因而因人为的差错，要使CRT所要求的测试位置的垂直轴线与显微镜透镜轴线重合是很困难的。因此视角或观察角可能会随各检查人员的熟练程度而异，难以精确测出CRT的显示特性。
本发明的主要目的是提供一种改进了的仪器和方法，该仪器和方法能使CRT测试摄象机的轴线自动与测试中的CRT测试位置的垂直轴线重合。
本发明的另一个目的是提供比普通测试过程受到人为误差的影响要小的那种仪器和方法。
本发明的控制CRT测试摄象机位置的仪器用在这样一种CRT显示测试系统中可能更为理想，该CRT显示测试系统有一个CRT测试摄象机，它配置在测试中的CRT荧光屏的前面，和一个监视器，用以接收来自CRT测试摄象机的视频信号并用以显示出CRT的显示格式。本发明的控制CRT测试摄象机位置的仪器包括一接触检测器、信号变换装置、计算装置、一驱动级和一个级控制器。接触检测器与摄象机装配在一起，并装在摄象机的前面，用以检测摄象机与CRT荧光屏的外表面是否配合得使摄象机沿CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线对准。信号变换装置用以接收来自接触检测器的接触检测信号，并用以将接触检测信号变换成计算装置能理解的预定电平的电信号。计算装置用以接收信号变换装置通过一接口而提供的接触信息，并根据一键盘输入的有关CRT荧光屏所要求的测试位置的坐标信息和接触检测器的接触信息而产生预定的指令和数据，这个预定的指令和数据就是用来使CRT测试摄象机的轴线与CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合配置的指令和数据。驱动级用以将接触检测器和摄象机组成的组合装置驱动到CRT荧光屏所要求的测试位置。级控制器用以根据来自计算装置的预定指令和数据将控制信号传送给驱动级，因而计算装置使摄象机在其与CRT荧光屏需要测试的部位的垂直轴线对准之后将显示在测试中的CRT荧光屏的需要测试的部位上的显示格式传送给监视器。
本发明的控制CRT测试摄象机位置的方法包括下列各步骤(ⅰ)将摄象机移到CRT荧光屏所要求的测试位置;(ⅱ)检测摄象机前构件的任何部分在所要求的测试位置处与CRT荧光屏表面的接触情况;(ⅲ)认定摄象机前构件已与CRT荧光屏的相对面接触的部分;(ⅳ)将摄象机移动预定的单位距离，使毗邻摄象机前构件已接触部分的另一些部分与CRT荧光屏的表面接触;(ⅴ)检测摄象机前构件的另一些部分与CRT荧光屏表面的接触情况;和(ⅵ)重复步骤(ⅳ)和(ⅴ)直到前构件的所有各部分都与CRT荧光屏的表面接触，从而使摄象机能与CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合对准。
现在参看附图详细说明本发明的内容。附图中
图1示出了装有本发明的控制CRT测试摄象机位置的仪器的CRT显示特性测试系统的总的原理方框图;
图2是说明图1中接触检测器与信号变换装置相互连接情况的详细电路图;
图3示出了多个接点开关在图2电路中的布置方式;
图4是驱动接触检测器与CRT测试摄象机组成的组合装置的驱动级的一个实施例的透视图;
图5是图4组合装置的放大剖视图;
图6是按照本发明将测试摄象机安置到CRT荧光屏预定的测试位置的垂直轴线上的流程图;
图7是图6所示流程中根据多个接点开关按图3所示箭头方向的顺序调节CRT测试摄象机位置的子程序。
参看图1，图中示出了装有本发明的控制CRT测试摄象机位置的仪器的整个CRT显示测试系统，测试中的CRT1安置在CRT测试摄象机前面。CRT测试摄象机可包括光学透镜系统2和两维式摄象装置3。CRT通电时，摄象装置3将CRT荧光屏上显示的图象变换成电信号。
摄象装置3可以是固体摄象传感器，例如电荷耦合装置(CCD)。摄象机主电路4耦合到摄象装置3的输出端，根据来自摄象装置3的电信号产生视频信号。
摄象机主电路4与监视器6之间还设有视频处理单元5。视频处理单元5的作用是放大来自摄象机主电路4的视频信号，并将其传送到监视器6上，或者将模拟式的视频信号转换成数字信号，再存入计算机7的有关存储装置(图中未示出)中。测试中的CRT的显示格式通过上述摄象机组合装置显示在监视器6上时，检查人员通过观测监视器6上的图象就可以确定测试中的CRT的质量。为了精确测试测试中的CRT，首先须要将CRT测试摄象机配置得与CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合。
现在介绍满足上述要求的仪器和方法，而这正是本发明的主题。
接触检测器9装在摄象机的前面，用以检测摄象机与CRT荧光屏的外表面是否配合得使摄象机沿CRT荧光屏的任选测试位置的垂直轴线对准。图1所示实施例的接触检测器9包括图2的四个接点开关Ym、Yp、Xm和Yp。两接点开关Ym和Yp最好在摄象机镜头2的Y方向上相对配置，两接点开关Xm和Xp在摄象机镜头2的X方向上相对配置，如图3所示。
此外，来自接触检测器9的接触检测信号加到信号变换装置10上，并变换成能为计算机7所理解的预定电平的电信号。在本发明的一个实施例中，信号变换装置10包括对应于四个接点开关Ym、Xp、Yp和Xm而设置的四个分立的模块10A至10D。
参看图2，图中示出了各接点开关与各模块之间的电气接线，模块10A至10D中每一个的电路结构都与详细示出的模块10A完全一样。模块10A包括至少一个平滑滤波电容器C1、一个发光二极管LED1和一个光耦合器PT1。平滑滤波电容器C1的作用是滤除接点开关Ym通断过程中产生的电涌。发光二极管LED1工作时由第一电源的12伏电源电压供电，且在摄象机前面部分的上边缘与CRT1的荧光屏表面接触时响应接点开关Ym的“接通”状态而发出可见光。为防止发光二极管LED1和光耦合器PT1因12伏第一电源可能感应出的任何不正常的过电压而损坏，可以在发光二极管LED1的输出端与光耦合器PT1的输入端之间接上一个电阻器R1。在采用经过稳压的第一电源和/或采用能承受过电压的发光器件等时，可以不用电阻器R1。
在本发明的一个实施例中，光耦合器PT1包括一个发光二极管LED2和一个光电晶体管TR，发光二极管LED2用以根据电阻器R1的输出产生某一光信号，而光电晶体管TR则用以接收来自发光二极管LED2的光信号，并且再产生预定电平的电接触检测信号。光耦合器PT1的作用是将其输入端与其输出端隔离开来，从而截住包含在其输入信号中的噪声。此外，图2中，光电晶体管TR的集电极与5伏的第二电源连接，发射极通过输出电阻器R2接地。这样，当接点开关Ym将12伏的输入信号加到模块10A的输入端时，模块10A在其输出节点B0处重新产生一个来自光电晶体管TR发射极的5伏输出信号，从而使计算机7能根据通过接口11传来的5伏电信号而反映接点开关Ym的“接通”状态。其它模块10B至10D也会以上述模10A同样的方式将其输入端的来自相应的接点开关Xp、Yp和Xm的12伏输入信号变换成5伏的输出信号。
图1中，计算机7设有键盘8，用以输入待测试的荧光屏位置的坐标信息。这样，计算机7会根据来自键盘8的坐标信息和来自相应的模块10A至10D的四个接点开关Ym、Yp、Xp和Xm的通断状态信息传送使CRT测试摄象机的轴线与所要求的CRT荧光屏测试位置的垂直轴线对准的指令信号和数据。该对准指令信号和数据又通过接口11传送到级控制器12，以便控制驱动级13。驱动级13根据级控制器12的输出信号将接触检测器9和CRT测试摄象机组成的组合装置驱动到待测试的CRT荧光屏所要求的测试位置。
参看图4，图中示出了图1所示驱动级13的一个实施例。矩形框架131有一个可在垂直方向上移动的水平丝杠134和一个可在水平方向上移动的垂直丝杠135。构成框架131的各构件的内表面上有细长的构槽132或133。水平丝杠134的一个端部借助于一轴承可滑动地夹持在两个垂直沟槽132的一个中，同时另一端部通过另一个垂直沟槽132延伸。垂直丝杠135的两个端部也以同样方式夹持在两个水平沟槽133中。丝杠134和135可分别独立地在相应的沟槽132和133中彼此互不接触地移动。
丝杠134和135延伸的端部分别设有可反转的电动机136和137，这两个电动机可以是周知的步进电动机，可带动丝杠134和135转动。电动机136和137都配有导向件138，以便在相应的沟槽中引导电动机。图4中的组合件139相当于图1中所示的由接触检测器9和CRT测试摄象机组成的组合装置，CRT测试摄象机则包括透镜系统2和摄象装置3。组合件139外壳140的顶面和侧面分别装有带丝扣孔的套筒141X和141Y。
丝杠134在水平方向与外壳140顶面上的套筒141X的孔成丝扣啮合而穿过套筒141X，而丝杠135以同样方式在垂直方向与侧面上的套筒141Y的孔啮合。电动机136驱动水平丝杠134时，组合件139就在水平方向移动，而当电动机137带动丝杠135转动时，组合件139就在垂直方向移动。电动机136和137可单独运转或一起运转。不难理解，这里水平丝杠134是作为X轴、垂直丝杠135是作为Y轴使用的。
参看图5，这是图4中组合件139的放大剖视图。组合件139包括外壳140、装有透镜装置142的CCD摄象机和固定CCD摄象机用的圆柱形机座149，机座149可伸缩地插入外壳140中。外壳140内设有可反转的电动机152，电动机152的螺旋轴153与在机座149的接收腔154的后壁上形成的丝扣孔接合。电动机152驱动螺旋轴153时，机座149就可在Z方向移动。于是，螺旋轴是作为Z轴而用的。CCD摄象机包括透镜外筒143、透镜装置142、透镜内筒145和CCD式的摄象装置146。
透镜装置142有一个物镜142A，装在透镜外筒143前端;一个中间透镜142B，装在透镜外筒143中间;和一个目镜142C，装在透镜内筒145的自由端。摄象装置146装在透镜内筒145内侧壁上目镜142C对面。可反转电动机147装在透镜外筒143后端，其螺旋轴148与透镜内筒145的头部啮合。
CCD摄象机由机座149支撑着，使其半个机身配置在机座149中，其余半部处在机座外。也就是，在透镜外筒143表面处形成的半球形上下凸部144座落在相应的在机座149前面的孔周边表面处形成的凹口150中，于是CCD摄象机就可在各方向上转动。此外，四个弹簧151彼此成直角配置，在机座149的内腔支撑着CCD摄象机的半个机身。各弹簧151的一端都固定在透镜外筒143的外表面，另一端固定在机座149的内表面。四个弹簧中有两个弹簧在水平方向上对置成一直线，另两个弹簧在垂直方向上成一直线配置。因此CCD摄象机无须靠外力作用于其上就可借助四个弹簧151的回弹力而自动回到中心位置。
弹性材料制成的漏斗形减震器件155密封地附设在透镜外筒143的前端。减震器件155后面有一个环形边缘156。环形边缘156用连接杆158与四个接点开关157连接起来。接点开关157彼此成直角地装在透镜外筒143的外表面上径向向外形成的凸缘上。
检测CRT荧光屏的显示特性时，首先，由可反转的电动机136和137驱动由接点开关和CCD摄象机组成的组合件139，使其沿丝杠134和135移动到相应于测试中的CRT荧光屏所要求的测试位置的X和Y坐标位置上。其次，接点开关和CCD摄象机组成的组合件139的外壳140中的可反转电动机152驱动CCD摄象机座149趋近CRT荧光屏，直到CCD摄象机的减震器件155与CRT荧光屏接触为止。当CCD摄象机的轴线与CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合时，所有的接点开关进入“接通”状态。然后用一般的真空泵(图中未示出)通过吸管159抽除减震器件155内腔中的空气，于是减震器件155就牢牢吸附在CRT荧光屏上。接着，起动可反转电动机147以驱动透镜内筒145，使测试中的CRT荧光屏所要求的测试位置上的显示图形聚焦到CCD 146上。
现在参看图6和图7详细说明本发明的控制CRT测试摄象机位置的程序。
在本发明的一个实施例中，四个接点开关Xm、Xp、Ym和Yp按下列方式配置。将第一接点开关Xm安置在对应于CRT荧光屏所要求的测试位置的左侧，用以检测减震器件155的左侧部分是否与CRT荧光屏表面接触。第二、第三和第四接点开关Xp、Ym和Yp则分别用以检测减震器件155的右侧部分、上部和下部是否分别与CRT荧光屏所要求的测试位置周围的表面接触。
假设所有接点开关都与CRT荧光屏的表面接触，因而各自接通，则第一电源的电源电压12伏就会通过接点开关Ym、Xp、Yp和Xm加到相应的模块10A、10B、10C和10D上。若有一个接点开关不与CRT荧光屏表面接触，仍然处于“断开”状态，则接在该“断开”的接点开关上的模块就得不到12V电。
这里，为易于理解由接点开关和CRT测试摄象机组成的组合件的位移过程，用+Z方向表面趋近CRT荧光屏的方向，用-Y方向表面朝荧光屏顶部的方向，用+Y方向表示朝荧光屏底部的方向，用+X方向表面朝荧光屏右侧的方向，用-X方向表示朝荧光屏左侧的方向。
参看图6。当计算机7通过接口11将控制驱动级13的位移动作的指令50传送到级控制器12时，驱动级13就会将接点开关和CCD摄象机组成的组合件139位移到CRT荧光屏的预定测试位置。下一个指令51控制驱动级13使其将组合件139在+Z方向上移动一个单位步。驱动级13完成位移任务之后，在指令52中计算机7就确定有无任何接点开关与CRT荧光屏的预定位置周围的表面接触。
若任何接点开关都没有与CRT荧光屏的表面接触，则程序就回到指令51，从而使驱动级13在+Z方向上又位移一个单位步，然后再执行指令52。重复循环回路51和52的操作，直到检测出有任何一个接点开关处于接触状态为止。
若出现任何接点开关的这种“接通”状态，程序就往前进入指令53a、53b、53c和/或53d，于是辨认已处于“接通”状态的接点开关。在指令53a中，当辨认出原先已处于“接通”状态的接点开关为Yp时，计算机就执行第一子程序54a，借助驱动级13使组合件139位移，从而使图3的其它接点开关Xm、Ym和Xp依次与CRT荧光屏的表面接触。当在指令53b中辨认出原先已“接通”的接点开关为Ym时，第二子程序54b就使其它接点开关Xp、Yp和Xm接触。第三子程序53c是在指令54c中检测出接点开关Xm处于“接通”状态之后使接点开关Ym、Xp和Yp依次接触，而第四子程序54d则是在指令53d中辨认出接点开关Xp处于“接通”状态之后使接点开关Xp、Xm和Ym接触。
分别执行确定程序55a、55b、55c或55d的目的是再次证实在执行相应的子程序54a、54b、54c或54d之后各接点开关Yp、Ym、Xm和Xp是否仍然处于“接通”状态。在确定程序55a中，例如，如果发现由于CRT荧光屏本身的曲率不同而执行第一子程序54a之后接点开关Yp从“接通”状态变为“断开”状态，程序就重复上述指令54a和55a直到接点开关Yp再次显示处于“接通”状态为止。在执行指令〔54b和55b〕、〔54c和55c〕和〔54d和55d〕的过程中也要按上述同样的方式进行上述指令的循环操作。
参看图7，图中更详细地示出了上例中的第二子程序54b，说明按照接点开关以图3中所示的箭头方向(顺时针)的顺序所处的各状态来调节CRT测试摄象机位置的程序。第二子程序54b是用来使三个接点开关Xp、Yp和Xm在确定程序53b中初步检测出接点开关Ym是处于“接通”状态之后处于“接通”状态，从而使CRT测试摄象机的轴线处于与测试中的CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线对准的理想状态。
本说明书中所使用的“单位步”一词是指驱动级13根据来自计算机7的每一个位移指令信号而使CRT测试摄象机移动的单位距离。单位步可以在考虑到测试中的CRT荧光屏的曲率以及驱动级13中的步进电动机的每分钟转数的基础上加以确定。
首先，当接点开关Ym(在指令70中)转入“接通”状态时，摄象机就根据指令71不仅在+Z方向上而且也在+X方向上前进若干单位步。接着，在指令72中确定接点开关Xp是否处于“接通”状态。若接点开关Xp仍未进入“接通”状态，程序就重复执行指令71和72，直到接点开关Xp进入“接通”状态为止。当接点开关Xp进入“接通状态”时，与接点开关Xp相连的模块10B中的发光二极管发出可见光，告诉检查人员接点开关Xp已进入“接通”状态，于是程序往前进入指令73和74。
以下应该指出的是，除非本发明的实施例中另有具体说明，否则CRT测试摄象机在X和/或Y方向的位移总是伴随有其在+Z方向上的位移。
由于接点开关Ym完全有可能在CRT测试摄象机朝+X方向移动的过程中回到不希望有的“断开”状态，因而在指令73中，令CRT测试摄象机在-X方向和-Y方向上一起作辅助性位移若干单位步，使接点开关Ym保持处于“接通”状态。下一个指令74使CRT测试摄象机在+Y方向上位移一个单位步，并迫使下面的接点开关Yp处于“接通”状态。进而，在指令75中确定接点开关Yp中否处于“接通”状态。若不出这种情况，则程序重复指令74和75。若出现这种情况，则模块10C中的发光二极管发出可见光，然后程序往前进入指令76，从而再证实上接点开关Ym的状态。当上接点开关Ym进入“接通”状态时，指令77和78使CRT测试摄象机在-X方向上位移若干单位步，直到接点开关Xm进入“接通”状态为止。在指令78中，若确定这最后一个接点开关Xm处于“接通”状态时，第二子程序就结束了，于是程序就依次转入图6所示主流程中的指令55b。
再返回到图7中的指令76，如果上接点开关Ym被确定为“断开”状态，则指令79就使CRT测试摄象机在-X方向上移动一个单位步，接着指令80控制其在-Y方向上移动一个单位步。然后，由指令81确定接点开关Ym是否进入“接通”状态。若还未“接通”，则程序返回指令80。反之，若已进入“接通”状态，则程序返回到前面的指令75，并重复前述过程。最多重复两三次，该子程序就能完成。
有了图6和7的程序，所有的接点开关Ym、Xp、Yp和Xm都可以围绕CRT荧光屏所要求的测试位置而配置在“接通”状态。在这种情况下，CRT测试摄象机的轴线就与CRT荧光屏上的要测试部位的垂直轴线对准了。于是计算机7就命令CRT测试摄象机根据各模块10A至10D传送的四个接点开关的“接通”状态信息而摄取CRT荧光屏上的显示格式。这样，检查人员只要观测监视器上的图象就可以精确严格地测试CRT荧光屏上的显示格式。
熟悉本技术领域的人士不难理解，本发明的CRT测试摄象机轴线的对准过程可以重复地按一定的顺序应用于CRT荧光屏的多个部位上，CRT荧光屏的各个地址则由检查人员操纵键盘提供。按照本发明，测试过程并不受任何具体的人为误差和检查人员个人熟练程度的影响。
虽然本发明是就其一些最佳实施例进行说明的，但不言而喻，在不脱离本发明的范围和精神实质下在所附权利要求书的范围内是可以进行各种修改的。
权利要求
1.一种CRT测试摄象机的位置控制仪，用于CRT显示测试系统中，该系统具有一个配置在测试中的CRT荧光屏前面的CRT测试摄象机，和一个用以接收来自所述CRT测试摄象机的视频信号且表示所述CRT的显示格式的监视器，其特征在于，该控制仪包括一接触检测器，与所述摄象机装配在一起，并装在所述摄象机的前面，用以检测所述摄象机与所述CRT荧光屏的外表面是否配合得使所述摄象机沿所述CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线对准；信号变换装置，用以接收来自所述接触检测器的接触检测信号，并用以将所述接触检测信号变换成计算装置所能理解的预定电平的电信号；计算装置，用以接收所述信号变换装置通过一接口而提供的接触信息，并根据一键盘输入的有关CRT荧光屏所要求的测试位置的坐标信息和所述接触检测器的所述接触信息而产生预定的指令和数据，所述预定的指令和数据就是用来使所述CRT测试摄象机的轴线与CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合配置的指令和数据；一驱动级，用以将所述接触检测器和所述摄象机组成的组合装置驱动到CRT荧光屏所要求的测试位置；和一级控制器，用以根据来自所述计算装置的预定指令和数据将控制信号传送给所述驱动级；且因而所述计算装置使所述摄象机在其轴线与CRT荧光屏需要测试的部位的垂直轴线对准之后将显示在测试中的CRT荧光屏的需要测试的部位上的显示格式传送给监视器。
2.如权利要求1所述的控制仪，其特征在于，所述接触检测器包括第一和第二接点开关，对置在所述摄象机透镜的垂直方向上;以及第三和第四接点开关，对置在所述透镜的水平方向上。
3.如权利要求1或2所述的控制仪，其特征在于，所述信号变换装置包括四个分立的分别与所述四个接点开关互连的模块，且其中所述每个模块都包括至少一个平滑滤波电容器，用以滤除所述相应接点开关通/断转接过程中出现的电涌;一发光二极管，用以根据所述相应接点开关的“接通”状态发出可见光;和一光耦合器，用以将通过所述发光二极管提供的第一预定电压电平的电信号变换成所述计算装置能理解的第二预定电压电平的电信号。
4.如权利要求3所述的控制仪，其特征在于，它还包括一电阻器，连接在所述发光二极管的输出端与所述光耦合器的输入端之间。
5.如权利要求2所述的控制仪，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四接点开关分别用以检测所述摄象机前构件的左、右、上、下部分是否分别与CRT荧光屏需要测试的部位周围的相对面接触。
6.一种控制配置在测试中的CRT荧光屏前面的CRT测试摄象机位置的方法，其特征在于，它包括下列各步骤将所述摄象机移到所述CRT荧光屏所要求的测试位置;检测所述摄象机的前构件的任何部分是否在所要求的测试位置处与所述CRT荧光屏的表面接触;认定所述摄象机前构件已与所述CRT荧光屏表面接触的部分;将所述摄象机移动预定的单位距离，使毗邻所述摄象机前构件已接触部分的另一些部分与所述CRT荧光屏的表面接触;检测所述摄象机前构件的所述另一些部分是否与所述CRT荧光屏的表面接触;和重复第四和第五步骤直到前构件的多个部分同时接触所述CRT荧光屏的表面，从而所述摄象机的轴线能与所述CRT荧光屏所要求的测试位置的垂直轴线重合对准。
全文摘要
一种控制CRT测试摄象机位置的仪器和方法，能使摄象机的轴线与CRT荧光屏的垂直轴线在所需要的测试部位上对准。用四个接点开关检测两轴线是否彼此在一直线上。由一计算机根据来自所述接点开关的接触信息按一定的存储程序顺序发出使两轴线对准的指令和数据。由一个驱动级将所述摄象机和接点开关组成的组合件驱动到CRT荧光屏所要求的测试位置。从而确保对CRT显示格式的精确测试。
文档编号H01J9/42GK1059245SQ9110581
公开日1992年3月4日 申请日期1991年8月15日 优先权日1990年8月18日
发明者沈寓京 申请人:三星电管株式会社