图像控制设备和方法,以及图像显示设备的制作方法

专利名称：图像控制设备和方法,以及图像显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像显示设备，更具体地涉及一种通过连接多个分离的帧来产生单个帧从而产生一个图像的图像显示设备。本发明还涉及一种图像控制设备和方法，用于校正在该图像显示设备上显示的图像。
阴极射线管(CRT)被广泛地用于图像显示设备，比如电视接收机或计算机监视器。在阴极射线管内部提供有一个电子枪和一个荧光屏。电子枪产生一个射向荧光屏的电子束。电子束扫描以形成一个扫描的图像。
一个阴极射线管通常具有单个电子枪。然而，近年来，开发了包含两个或更多电子枪的多枪阴极射线管。多枪阴极射线管产生图像的过程如下各个电子枪产生各自电子束，从而产生多个分离的帧。各分离帧被连接起来形成单个帧。与多枪阴极射线管相关的技术可见日本已审实用新型申请公开号昭39-25641、日本已审专利申请公开号昭42-4928和日本未审专利申请公开号昭50-17167。与单枪阴极射线管相比，多枪阴极管的优点是深度较小和屏幕较大。
要在多枪阴极射线管的整个屏幕上实现高图像质量，理想的是该分离帧的连接区域尽可能地不显眼。但是现有技术还不足以使分离各帧的连接区域不明显。如此，就不担保该分离帧的连接区域总是不明显的，以致不妨碍观看。
多个分离帧的连接精度受下述因素影响，例如‘图像失真’，会聚失调，地磁或阴极射线管随时间的变化。首先，图像失真是指在阴极射线管的屏幕上显示的图像出现扭曲的现象。图像通常出现枕形扭曲。其原因是因为阴极射线管的屏幕通常是矩形的，电子束达到该屏幕所走过的距离在该屏幕的四个边角处最长。
现有技术将图像失真最小化的做法是优化由偏转线圈产生的偏转磁场。然而近年来，图像显示装置具有更大的宽高比和更平的屏幕。这使得仅仅依靠由偏转线圈产生的偏转磁场来完全校正图像失真是不可能的。有几种方法可以校正偏转线圈没能校正的图像失真。其中一种是调制流入偏转线圈的偏转电流。但是这种方法要求增加一个用于调制的电路，从而带来成本增加的问题。
其次，描述会聚失调。显示彩色图像的阴极射线管产生几个基色的电子束来实现彩色显示。为了准确地在屏幕上重现输入的信号，各个颜色的电子束必须在屏幕上会聚。然而，各个颜色的电子束受到因颜色而异的磁场的影响，因此可能无法会聚。这就引起了电子束打击屏幕的位置各不相同的现象。这个现象被称为会聚失调。
校正会聚失调的方法基本上与校正图像失真的方法一样。也就是说，各个颜色的电子束被设计成由于偏转线圈自身产生的偏转磁场的分布而在整个屏幕会聚。然而就像校正图像失真的情况一样，仅仅通过磁场的分布来校正会聚失调是很难实现的。
现有技术校正偏转线圈未校正的会聚失调的做法是使用一个与偏转线圈分离的附加的校正子线圈来分别移动各个颜色的电子束，从而准确地会聚各电子束。这种方法不仅要求增加一个子线圈，而且要求增加一个驱动该子线圈的电路，从而导致生产成本的增加。
如上所述，现有技术校正图像失真或会聚失调的方法是使用偏转磁场。使用偏转磁场进行校正调整包括在整个屏幕的水平方向和垂直方向上重复播布(spread)图像。所以此法存在另外一些不令人满意的方面，如工人的效率低且因人而异，这就很难稳定地实现对图像失真的最佳调整。
现有技术方法的另一个问题是分辨率的恶化。使用偏转磁场消除图像失真或会聚失调还牵涉到强制扭曲偏转磁场，从而导致磁场的不均匀。扭曲的磁场导致调焦特性的恶化，如电子束的斑点大小，从而导致分辨率的恶化。
上面的描述涉及应用阴极射线管时常见的问题，如图像失真、会聚失调及其校正。对于多枪阴极射线管，这些问题进一步影响到连接多个分离的帧的准确性。所以，在使用多枪阴极射线管的情况下，最好是图像失真和会聚失调被正确地校正，而且多个分离的帧被准确地连接以使分离各帧的连接区域不明显。
第三，阴极射线管还受到地球磁力及其它因素的影响。地球磁力及其它因素造成的影响根据使用范围而变化，也会引起图像失真。由地球磁力引起的图像失真对于多枪阴极射线管还会对分离各帧的连接区域的显示造成不良的影响。然而，现有技术的多枪阴极射线管不能针对使用范围对连接区域进行显示控制。
最后，阴极射线管的图像显示性能还会因为处理电路如偏转电路随时间改变而恶化。现有技术的多枪阴极射线管不能针对时间变化对连接区域进行显示控制。
此外，在使用着的阴极射线管中校正图像失真或会聚失调并且从而适当地连接多个分离帧，就要求测量使用中的阴极射线管中的图像失真或会聚失调的大小。然而，正如现有技术通用的做法，用于校正图像失真或其他的数据在制造时取得的。在使用中的阴极射线管中进行测量是罕有的。
本发明旨在解决上面提到的问题。本发明的一个目的是提供一个图像控制装置和方法、一个图像显示装置，通过采用使连接区域不显眼的方法来连接多个分离帧，这些装置能够产生高质量的图像。
本发明的图像控制设备包含控制装置，用于在这样的方式进行控制，即输入到该图像显示设备的单维图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于在该图像显示设备上显示的图像信号并且被输出。
本发明的图像显示设备包括位置检测装置，被提供在正对着该相邻的分离帧的连接区域的位置处，用于按照该图像的显示状态输出光或电的信号；控制装置，用于以这样的方式进行控制，即单维输入的图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于显示的图像信号并且被输出。以及，图像显示装置，用于基于由该控制装置校正的图像数据来产生一个图像。
本发明的图像控制方法，包括以这样的方式进行控制，即输入到图像显示设备的单维图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于在该图像显示设备上显示的图像信号并且被输出。
在图像控制设备和方法以及图像控制方法中，在该控制装置中，控制是以这样的方式进行的，即输入的单维图像信号被转换成离散的二维图像数据。另外，控制是以这样的方式进行的，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素阵列，以使得在产生一个图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正的图像数据被转换成用于显示的图像信号并且被输出。该控制被实现如下基于从位置检测装置输出的光或电信号，执行用于水平地校正该图像数据的操作，从而多个分离帧被在水平方向上适当地连接并且被显示。另外，执行用于垂直校正该图像数据的操作。
本发明的图像显示设备进一步包括位置估算装置基于从该位置检测装置输出的光或电信号该位置估算装置获得有关分离帧的连接区域中的一个像素位置的数据，并且基于该获得的数据估算有关该分离帧的连接区域之外的区域中的一个像素位置的数据。另外，该控制装置基于估算的数据来校正该图像数据，以使该分离帧被适当地连接和显示。
正对着这些帧的重叠区域安装该位置检测装置。因此该位置检测装置能够检测电子束大体上在这些帧的重叠区域中的位置。在本发明中，在不提供位置检测装置的区域中的像素位置由这些位置估算装置估算。考虑到如

图17所示阴极射线管中图像失真的某些趋势，在不提供位置检测装置的区域中的像素位置可以被估算和获得。这就确保了在整个屏幕上按照需要适当地获得用于连接多个分离帧的数据。
本发明的其他以及进一步的目的、特征和优点在下面的描述中将更充分地体现。
图1A是一个阴极射线管沿着图1B的A-A线的水平截面的顶视图，该阴极射线管作为按照本发明第一个实施例的图像显示设备的一个例子；图1B是显示在图1A所示的阴极射线管中电子束扫描方向的前视图；图2是一个电路图，它显示由围绕图1A和1B所示阴极射线管中的指示电极而安排电路元件形成的一个等效电路；图3是显示图2所示电路的频率特性的特性图；图4是显示图1A和1B所示阴极射线管中一个信号处理电路的方框图；图5A到5E是举例说明在图4所示处理电路中对于产生的左分离帧的图像数据执行的操作；图6A到6E是举例说明在图4所示处理电路中对于产生的右分离帧的图像数据而执行的操作；图7是用于校正图1A和1B所示阴极射线管中的图像数据的参考图像的示例图；图8是用于校正图1A和1B所示阴极射线管中的参考图像的显示示例图；图9A至9C是说明用于图4所示处理电路的校正数据的示意图；图10A到10C是说明在图4所示信号处理电路中，在没有使用校正数据进行校正操作的情况下，输入的图像发生变形状态的图表；图11A到11C是说明在图4所示信号处理电路中，在一个使用校正数据进行校正操作的情况下，输入的图像发生变形状态的图表；图12是说明在图4所示信号处理电路中执行校正操作的第一种方法的图表；图13是说明在图4所示信号处理电路中执行校正操作的第二种方法的图表；图14是说明在图4所示信号处理电路中执行校正操作的第三方法时所用控制点的图表；图15是说明在图4所示信号处理电路中执行校正操作的第三方法时所用内插的图表；图16是说明在图4所示信号处理电路中执行校正操作的第三方法时所用外插法的图表；图17A至17D是说明在地磁影响下图像变换的例子的示图；图18是说明一种执行校正数据的小位移的方法的示例图；图19是用于解释执行校正数据的小位移的方法的流程图；图20是一个原始图像的示例图，该原始图像用于在图4所示处理电路中进行像素编号的转换；图21是图20所示原始图像的放大图像的示例图；图22是说明在图20所示原始图像的像素位置和图21所示放大图像的像素位置之间关系的图表；图23是说明像素编号相应于图20所示原始图像增加后的图像的图表；图24A至24D为显示用作为内插过滤器的函数例子的示图，它用于图4所示处理电路中完成的像素编号转换；
图25A至25E图示于图1A和1B中所示阴极射线管中的指示电极的结构，以及使用该指示电极进行的位置检测操作；图26A至26E图示了图25A中所示指示电极的结构的其他例子；图27A是图25A显示指示电极的结构的另外一个例子的外部视图；图27B是显示图27A所示指示电极的外观的顶视图；图28三维地图示了图1A和1B所示阴极射线管中分离帧的位置关系，以及亮度调制波形；图29是对应于亮度的阴极电流与图1A和1B所示阴极射管中调制波形之间关系的一个例子的坐标图；图30是对应于亮度的阴极电流与图1A和1B所示阴极射线管中调制波形之间关系的另外一个例子的坐标图；图31图示了图1A和1B所示阴极射线管中电子束扫描位置与亮度调制控制的定时之间的关系；图32是显示阴极射线管中电子束扫描方向的前视图，该阴极射线管作为按照本发明第二实施例的图像显示设备的一个例子；图33A至33E图示了在第二实施例中对于产生左分离帧的图像数据进行操作的例子；图34A至34E图示了在第二实施例中对于产生右分离帧的图像数据进行操作的例子；图35是显示在第二实施例中图7所示参考图像的显示的示例图；图36A到36G图示了在按照第二个实施例的阴极射线管中指示电极的结构，以及使用该指示电极的位置检测操作；图37是阴极射线管的水平截面的顶视图，该阴极射线管作为本发明第三实施例的图像显示设备；图38A和38B是显示图37所示阴极射线管中指示板的结构例子的视图；图39A和39B是显示图37所示阴极射线管中指示板的结构另外一个例子的视图。
本发明的最佳实施例将在下文中参考附图得到详细的描述。
第一实施例如图1A和1B所示，按照本实施例的阴极射线管包含面板10和屏锥20。在面板10内部提供有一个荧光屏11。屏锥20与面板10联为一体。两个狭长的管颈30L和30R分别形成在屏锥20末端的左右两侧。电子枪31L和31R分别包含于管颈30L和30R内。本阴极射线管采用双屏锥的形状，它由面板10、屏锥20和管颈30L和30R构成一个整体。在下文中，本阴极射线管的外面部分又叫做“外壳”。
面板10和屏锥20的开口被熔合在一起，因此面板10和屏锥20能够在其内部保持高度真空状态。荧光屏11有一个由磷光体(图中未示)组成的斑纹图形。
在主要方面，荧光屏11相当于本发明的“图像显示设备”的一个具体实例。
在阴极射线管内部，一个由薄的金属板构成的颜色选择部件12正对着宽光屏11。该颜色选择部分12具有几个不同的类型，例如开口格栅或阴罩。颜色选择部件12的外围由机座13支撑，并且安装在面板10的内侧表面，中间是支撑弹簧14。屏锥20内提供有一个施加阳极电压HV的阳极(图中未示)。
从屏锥20延伸到管颈30L和30R的外围部分安装有偏转线圈21L和21R以及会聚线圈32L和32R。偏转线圈21L和21R分别偏转从电子枪31L和31R射出的电子束eBL和eBR。会聚线圈32L和32R聚合从电子枪31L和31R射出的各个颜色的电子束。从管颈30延伸到面板10的荧光屏11的内侧表面被一个内部传导薄膜22所覆盖。该内部传导薄膜22被电连接到阳极(图中未示)且保持阳极电压HV。屏锥20的外围表面被为一个外部传导薄膜23所覆盖。
电子枪31L和31R各有一种配置(图中未示)，其中多个电极(栅极)被安排在一个热阴极结构的正面。该热阴极结构包含红(R)，绿(G)和蓝(B)三个阴极(热阴极)。电子枪31L和31R的各个阴极产生电子束eBL和eBR，它们被各自的电极约束、加速等等。从电子枪31L和31R射出的各个颜色的电子束经过颜色选择部件12等等，并且撞击荧光屏11的目标颜色磷光体。
在本实施例的阴极射线管中，从左边电子枪31L射出的电子束eBL在屏幕的左半边产生一个图像。另一方面，从右边的电子枪31R射出的电子束eBR在屏幕右半边产生一个图像。因此，在分离帧和右分离帧被产生。左分离帧和右分离帧通过彼此重叠边缘而连接在一起，从而产生单个帧SA以显示一个图像。相应地，帧SA的中心部分成为一个重叠区域OL，其中左右分离帧部分地重叠。由电子束eBL和eBR扫描共同重叠区域OL中的磷光体屏幕11。
在本实施例时里，从电子枪31L射出的电子束eBL按照向从右至左的水平偏转方向(图1A所示X2方向)进行行扫描，按照自上而下的垂直偏转方向进行场扫描。另一方面，从电子枪31R射出的电子束eBR按照向从左至右的水平偏转方向(图1A所示X1方向)进行行扫描，按照自上而下的垂直偏转方向进行场扫描。换言之，电子束eBL的行扫描和电子束eBR的行扫描两者都是在水平方向上从屏幕中心开始向外的，但是彼此方向相反。正如标准类型的阴极射线管那样，场扫描自上而下地进行。
在阴极射线管内部，形状为矩形平板的指示电极70位于相邻左右分离帧的连接处(在此实施例中，即整个屏幕的中心)的侧面，在电子束eBL和eBR的过扫描区域OS内，正对着荧光屏11。另外，一个作为电子束eBL和eBR的屏蔽部件的V形电子束屏蔽板27位于指示电极70和荧光屏11之间。电子束屏蔽板27的作用是防止电子束eBL和eBR对过扫描区域OS进行过扫描后到达荧光屏11而漏射出光来。电子束屏蔽板27使用例如机座13作为基座以支撑颜色选择部件12。电子束屏蔽板27通过机座13被电连接到内部传导薄膜22，从而被保持在阳极电压HV。
在指示电极70，多个形状像倒三角形的切口71被等距地纵向排列，如图25A所示。指示电极70对应入射的电子束eBL和eBR输出电检测信号。从指示电极70输出的检测信号被输入到阴极射线管外部(以下简称“管外”)的一个图像校正的处理电路。输入的检测信号主要用于在左右分离帧的连接处控制图像数据，该左右分离帧分别由电子束eBL和eBR产生。
指示电极70相应于本发明的“位置检测装置”和“电子束检测装置”的一个具体实例。
在本实施例中，过扫描区域是指在电子束eBL或eBR扫描的整个区域内形成的有效图像区域以外的区域。在图1A和1B中，区域SW1是相应于电子束eBR在磷光体屏幕11的水平方向上形成的有效图像区域。区域SW2是相应于电子束eBL在荧光屏11的水平方向形成的有效图像区域。
指示电极70由传导性的物质比如金属构成，它使用机座13作为基座，中间是一个绝缘体(图中未示)。电连接到电阻器R1的指示电极70通过内部传导薄膜22、电阻器R1或等等被提供有阳极电压HV，该电阻器R1连接到屏锥20的内表面。指示电极70而且通过铅丝26被电连接到电容器Cf的管内侧的电极42。电容器Cf的形成使用了屏锥20的一个部件。在屏锥20内存在一个内部传导薄膜22或外部传导薄膜23没有覆盖的区域(例如一个圆形的区域)。在此区域内，例如，圆形的电极41和42位于相对的位置，而屏锥20位于两者中间。
图2是显示指示电极70周围的电路元件形成的电路的等效电路图。在电容器Cf的管外面的电极41被连接到用于扩大信号的放大器AMP1。放大器AMP1的输入电阻Ri和输入电容Ci被连接在电容器Cf的电极41和放大器AMP1之间。输入电阻Ri和输入电容Ci的一端是接地的。在管内，在指示电极70和电子束屏蔽板27、内部传导薄膜22等等之间生成杂散电容Cs，它们被保持在阳极电压HV。
在图2所示的电路图中，在指示电极入射的电子束eBL和eBR由一个完整的电流源IB表示。在图2所示等效电路中，电流源IB、电阻器R1、杂散电容Cs、输入电阻Ri和输入电容Ci被依次并联。电容器Cf被连接在杂散电容Cs和输入电阻Ri之间。电容器Cf的正极被连接到电流源IB电阻器R1和杂散电容Cs的正极。电容器Cf的负极在连接到放大器AMP1时被接到输入电阻Ri和杂散电容Ci的正极。
当电子束eBL和eBR过扫描入射并撞击指示电极70时，指示电极70的电热从阳极电压Hv降低了Ib×R(V)，其中Ib表示由电子束eBL和eBR流动产生的电流值。在本实施例里，电压下降的信号作为检测信号通过电容器Cf被释放出管外。而电子束eBL和eBR通过横扫阴极射线管而起作用，在本实施例中的指示电极70是在管内的一个特定零件。因此，由电子束生成后被入射并撞击指示电极70的信号是一个断断续续的信号。因此从指示电极70发出的检测信号不必通过直流耦合来传输。其实，该信号可以使用一个经由电容器Cf的交流联结来传输，提供给管外用于图像校正的处理电路。
电容器Cf的电介质利用一种构成屏锥20的玻璃材料，屏锥20形成阴极射线管外壳的一部分。用于屏锥20的该玻璃材料的电介质相对常数X通常为6.0。使作为电容器Cf的电介质的玻璃厚度为5毫米，电极41和42的面积各为4平方厘米。那么，真空的介电常数ε0为8.85×10-12[C/Vm]。另一方面，电容器Cf的静电容量由下式给出C＝xε0S/d.因此电容器Cf的静电容量C等于4.25pF。以后还将描述的是，即使这样小的容量也能满足管外图像校正处理电路的需要。
现在参考图3，解释从指示电极70发出的检测信号的信号路径的电路特征。图3的特征曲线图是用图2所示等效电路的电路元件的具体特征值获得的，其设置如下电阻器R1的电阻为1kΩ；杂散电容Cs的值为10pF；电容器Cf的容量为5pF；输入电阻Ri的值为10MΩ；输入电容Ci的值为1pF。从该特征曲线图可知，下面所述是明显的。首先，在指示电极70中产生的信号电压VIN一开始就进入几兆赫或更高的高频带。这是由于电容Cs的分流作用。其次，输入到放大器AMP1的输出电压VOUT的低频特征被高通滤波器的截止频率所控制，该滤波器包含电容器Cf和输入电阻Ri。在中频(10kHz)或更高频率带，在指示电极70内产生的输出电压VOUT和信号电压VIN之间的比率是由电容器Cf和输入电容Ci之间的分压比控制的。在这个具体实例中，具有几乎平坦的频率特征的信号检测可以从几个kHz到大约10MHz之间进行。通常的阴极射线管的扫描频率范围为从几kHz到几百kHz，因此本实例中获得的频率特征足够用于信号检测电路。
图4显示了一种电路的实例，该电路用于输入一个符合NTSC(美国国家电视制式委员会)的模拟全电视信号作为图像信号DIN，然后对应该输入信号显示一个移动图像。图4所示信号处理电路相当于本发明的“图像控制设备”的一个具体实例。
按照本实施例的阴极射线管包含复合/RGB转换器T1；模拟/数字信号(以下简称为“A/D”)转换器52(52r、52g和52b)；帧存储器53(53r、53g和53b)；和存储控制器54。复合/RGB转换器51将作为图像信号DIN单维输入的模拟全电视信号转换为各个颜色R、G和B的信号，然后输出一个模拟信号。A/D转换器52(52r、52g和52b)将从复合/RGB转换器51输出的各个颜色的模拟信号转换为数字信号，然后输出该数字信号。帧存储器53(53r、53g和53b)将从A/D转换器52输出的数字信号二维储存在各个颜色的帧单元内。存储控制器54生成输入/输出帧存储器53的图像数据的一个写入地址和一个读出地址。例如，该帧存储器53可使用SDRAM(同步动态随机存取存储器)或诸如此类。
按照本实施例的阴极射线管还包含DSP(数字信号处理器)电路50L，DSP电路55L1，帧存储器52L(56Lr、56Lg和56Lb)，DSP电路55L2和数字/模拟信号(以下简称为“D/A”)转换器57L(57Lr、57Lg和57Lb)(用于控制储存在帧存储器53中各个颜色的图像数据中左分离帧的图像数据)；和DSP电路50R，DSP电路55R1，帧存储器56R(56Rr、56Rg和56Rb)，DSP电路55R2和D/A转换器57R(56Rr、56Rg和57Rb)(用于控制储存在帧存储器53中各个颜色的图像数据中的右分离帧的图像数据)。DSP电路50L和50R是主要用于亮度校正的亮度校正电路。另一方面，其他DSP电路55L1，55L2，55R1和55R2(以下这四个属于一类的DSP电路又称为“DSP电路55”)是主要用于位置校正的位置校正电路。
大体上，DSP电路55L1和DSP电路55R1相当于本发明“第一个操作装置”的一个具体实例，DSP电路55L2 DSP电路55R2相当于本发明“第二个操作装置”的一个具体实例。大体上，帧存储器56L和56R相当于本发明“图像数据储存装置”的一个具体实例。
按照本实施例的阴极射线管还包含校正数据存储器60；指示信号处理电路61；控制单元62；和存储控制器63。校正数据存储器60储存用于校正图像显示情况的各个颜色的校正数据。指示信号处理电路61被供给一个从放大器AMP1输出的指示信号S2，对应输入的该指示信号S2分析电子束eBL和eBR等的扫描位置，然后输出指示分析结果的数据S3。用从指示信号处理电路61输出的指示分析结果的数据S3和从校正数据存储器60输出的校正数据提供控制单元62，然后给DSP电路50L和50R发出亮度校正的操作指令，给DSP电路55发出位置校正的操作指令。存储控制器63生成输入/输出帧存储器56L和56R的图像数据的一个写入地址和一个读出地址。
帧存储器53、56L和56R，存储控制器54和63，用于亮度校正的DSP电路50L和50R，用于位置校正的DSP电路55L1、55L2、55R1和55R2，指示信号处理电路61和控制单元62相当于本发明“控制装置”的一个具体实例。指示信号处理电路61和控制单元62对应于本发明的“位置估算装置”的一个具体实例。校正数据存储器60相当于本发明的“校正数据储存装置”的一个具体实例。存储控制器63相当于本发明的“地址产生装置”的一个具体实例。
指示信号S2相当于从指示电极70输出的检测信号。
校正数据存储器60具有对应各个颜色的存储器，在各个存储区内储存各个颜色的校正数据。在校正数据存储器60中储存的校正数据是用来校正在阴极射线管制造过程中最初出现的图像失真等等。校正数据的创建是通过测量显示在阴极射线管的图像的图像失真量大小、会聚失调量大小及其它。创建校正数据的设备例如包含用于摄取显示在阴极射线管的图像的图像摄像装置64、以及校正数据创建装置(图中未示)，校正数据的创建以摄像装置64摄取的图像为根据。摄像装置64包括摄像设备例如CCD(电荷耦合器件)。摄像装置64摄取显示在阴极射线管屏幕上的颜色R、G和B的图像，然后输出摄取的各个颜色的图像作为图像数据。校正数据创建装置包含一台微型计算机及其它。校正数据创建装置创建的校正数据是离散双维图像数据的各个像素从正确显示位置的位移大小数据，该数据表示由摄像装置64摄取的图像。
用于亮度校正的DSP电路50L和50R以及用于位置校正的DSP电路55(55L1，55L2，55R1和55R2)各包含，例如，一般用途的LSI(大规模集成电路)芯片或其它。DSP电路50L和50R以及DSP电路55执行多种操作，用于对应来自控制单元62的指令输入图像数据，从而在重叠区域OL校正亮度以及校正阴极射线管的图像失真和会聚失调。
基于储存在校正数据存储器60的校正数据(第一校正数据)和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据，控制单元62给DSP电路50L和50R以及DSP电路55发出有关操作方法的指令。在指示信号处理电路61中，对来自指示电极70的检测信号进行分析。关于在指示信号处理电路61中分析结果的数据S3被提供到控制单元62。基于从指示信号处理电路61输出的分析结果的数据S3，控制单元62获得用于校正的数据。在指示信号处理电路61和控制单元62中获得的用于校正的数据包括在分离帧的连接区域中的像素位置上的数据。
此外，基于在分离帧的连接区域中的像素位置上的数据，控制单元62估算并获得在该分离帧的连接区域之外的区域中的一个像素位置上的数据。在一个像素位置上的数据例如是关于该像素位置的小位移的数据，用于校正预先储存在校正数据存储器的校正数据。
DSP电路50L主要对储存在帧存贮器53中的各个颜色图像数据中的左分离帧进行亮度校正，然后把校正正后的各个颜色图像数据输出到DSP电路55L1。DSP电路55L1主要在水平方向(第一方向)对从DSP电路50L输出的各个颜色图像数据进行位置校正，然后把各个颜色的校正结果输出到帧存储器56L。DSP电路55L2主要在垂直方向(第二方向)对储存在帧存储器56L的各个颜色图像数据进行位置校正，然后把各个颜色的校正结果输出到D/A转换器57L。
DSP电路50R主要对储存在帧存储器53中的各个颜色图像数据中的右分离帧进行亮度校正，然后把校正后的各个颜色图像数据输出到DSP电路55R1。DSP电路55R1主要在水平方向对从DSP电路50R输出的各个颜色图像数据进行位置校正，然后把各个颜色的校正结果输出到帧存储器56R。DSP电路55R2主要在垂直方向对储存在帧存储器56R的各个颜色图像数据进行位置校正，然后把各个颜色的校正结果输出到D/A转换器57R。
D/A转换器57L和57R将从DSP电路55L2和55R2输出的操作过的图像数据转换为模拟信号，然后把该模拟信号输出到电子枪31L和31R。
帧存储器56L和56R把从DSP电路55L1和55R1输出的操作过的各个颜色的图像数据二维地储存在帧单元内，然后输出储存的各个颜色的图像数据。帧存储器56L和56R都是能够高速随机存取的存储器，包含例如SRAM(静态RAM)或其它。如果每个帧存储器56L和56R包含能够高速随机存取的单个存储器，那么发生帧越过操作，从而在图像数据的写入和读取操作过程中出现图像失真。因此，帧存储器56L和56R各包含两个存储器(双向缓冲器)。帧存储器56L和56R分别对应由存储控制器63产生的写入地址和读出地址的顺序进行图像数据的写入操作和读取操作。
存储控制器63能在帧存储器56L和56R上产生图像数据的写入地址，并以不同于写入地址的顺序(第一顺序)的另一顺序(第二顺序)产生读取储存在该帧存贮器56L和56R中图像数据的读取地址。在本实施例中，读出地址和写入地址的产生方式使得读出地址不同写入地址的顺序。因此，写入帧存储器56L和56R的图像数据可以按照图像旋转或倒转的方式读出。因此，从DSP电路55L1和55R1输出的图像数据可以经过适当的图像转换，以形成一种适合DSP电路55L2和55R2进行垂直校正的图像状态。
接下来，将描述上述配置的阴极射线管的操作。
作为图像信号DIN输入的模拟全电视信号被复合/RGB转换器51(见图4)转换成颜色R，G和B的图像信号。该图像信号被A/D转换器52转换成各个颜色的数字图像信号。更可取的是进行IP(隔行扫描)转换，因为可以使下面的处理更容易。从A/D转换器52输出的数字图像信号，对应由存储控制器54产生的指示写入地址的控制信号Sa1，被储存在帧存储器53的各个颜色的帧单元内。储存在帧存储器53的帧单元内的图像数据对应由存储控制器54产生的指示读出地址的控制信号Sa2被读出，然后该图像数据被输出到DSP电路50L和50进行亮度校正。
储存在帧存储器53中的各个颜色图像数据中的左分离帧图像数据被用来校正图像，该操作的根据是储存在校正数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据，指示电极70通过运转DSP电路50L、DSP电路55L1、帧存储器56L和DSP电路55L2而获得该检测信号。操作过的左分离帧图像数据通过D/A转换器57L转换成模拟信号，然后该模拟信号被作为阴极驱动电压提供给左电子枪31L的一个阴极(图未示)。
储存在帧存储器53中的各个颜色图像数据中的右分离帧图像数据被用来校正图像，该操作的根据是储存在校正数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据，指示电极70通过运转DSP电路50R、DSP电路55R1、帧存储器56R和DSP电路55R2而获得该检测信号。操作过的右分离帧图像数据通过D/A转换器57R转换成模拟信号，然后该模拟信号被作为阴极驱动电压提供给右电子枪31R的一个阴极(图未示)。
电子枪31L和31R分别对应所提供的阴极驱动电压发射电子束eBL和eBR。本实施例的阴极射线管能够进行彩色显示。实际上，电子枪31L和31R均提供有用于各个颜色R、G和B的阴极，均能发射各个颜色的电子束。
从电子枪31L和31R发射的各个颜色的电子束eBL和eBR分别被会聚线圈32L和32R的电磁作用聚合，并分别被偏转线圈21L和21R的电磁作用偏转。从而，电子束扫描荧光屏11的整个表面，一个想要的图像被显示在面板10表面上的帧SA上(见图1A和1B)。此时，屏幕的左半边被电子束eBL描出，屏幕的右半边被电子束eBR描出。单帧SA通过连接左右分离帧而形成，它们的末端部分地重叠。
当电子束eBL和eBR对过扫描区域OS进行扫描、入射并撞击指示电极70时，指示电极70出现电压下降。对电压下降做出反应的信号被作为检测信号经由屏锥20的电容器Cf释放到管外，而且指示信号S2从放大器AMP1输出。指示信号处理电路61根据指示信号S2分析电子束eBL和eBR或其它的扫描位置，然后输出指示分析结果的数据S3到控制单元62。控制单元62给DSP电路50L和50R发出亮度校正的操作指令，给SDP电路55发出位置校正的操作指令，该指令以储存在校正数据存储器60的校正数据和数据S3为根据。数据S3主要用来进行控制以使左右分离帧被适当地连接并显示。
图5A至5E图示了在图4所示处理电路中操作左分离帧的图像数据的一个具体实例。图5A显示了从帧存储器53读出并被输入到DSP电路50L的图像数据。例如，640水平像素×480垂直像素的图像数据被输入到DSP电路50L，如图5A所示。例如，在640水平像素×480垂直像素的图像数据的中心部分的一个64水平像素(32左像素+32右像素)×480垂直像素的区域成为左右分离帧的重叠区域OL。在输入到DDP电路50L的图像数据中，位于图5A左边对角阴影的352水平像素×480垂直像素的数据成为左分离帧的数据。
图5B显示了在本实施例中经过DSP电路50L和DSP电路55L1的校正图像后被写入帧存储器56L的图像数据。在DSP电路55L1校正以前，DSP电路50L在重叠区域OL对352水平像素×480重量像素(图5A的对角阴影)进行独立于位置校正的亮度校正。在图5B中，对应图像数据显示一个表示左分离帧亮度校正的调制波形。
另一方面，DSP电路50L进行亮度校正以后，DSP电路55L1对图5A中对角阴影所示352水平像素×480垂直像素进行水平方向(第一方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从352像素放大到480像素，从而产生480水平像素×480垂直像素的图像数据，如图5B所示。放大图像的同时，DSP电路55L1执行校正水平图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据为根据。像素数目的增加要求插入未包括在原始图像中的像素的数据。转换像素数目的方法将稍后参考图20到24D进行详细描述。
DSP电路50L可以从元件中除去。就是说，亮度校正可以由DSP电路55L1代替DSP电路50L在进行放大图像和校正图像失真等等的同时完成。
在帧存储器56L中，由DSP电路50L和DSP电路55L1操作过的图像数据，对应一个用来指示由存储控制器63产生的写入地址的控制信号Sa3L，对应各个颜色被储存。在图5B的实例中，按从左上方开始向右的顺序写下图像数据。储存在帧存储器56L的图像数据，对应一个用来指示由存储控制器63产生的读出地址的控制信号Sa4L，被对应各个颜色读出，然后被输入到DSP电路55L2。在本实施例中，输入/输出帧存储器56L的写入地址和读出地址的各自顺序由存储控制器63产生，且互不相同。在图5B的例子中，读出地址的顺序与写入地址的顺序相反，从而图像数据是按从右上方开始向左的顺序读出。
图5C说明从帧存储器56L读出并被输入到DSP电路55L2的图像数据。如上所述，在本实施例中，在帧存储器56L上读写时，读出地址的顺序与写入地址的顺序相反。因此，输入到DSP电路55L2的图像形成一个原图像的镜像图像，如图5B所示。
DSP电路55L2对从帧存储器56L读出的480水平像素×480垂直像素的数据(见图5C)进行垂直方向(第二方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从480像素放大到640像素，从而产生640水平像素×480垂直像素的图像数据，如图5D所示。放大图像的同时，DSP电路55L2执行垂直图像失真校正或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据为根据。
电子束eBL的扫描是从右至左，以从上述操作中获得的图像数据(见图5D)为根据，其中图5E中对角阴影所示的帧显示在荧光屏11的左边。在本实施例中，如上所述，图像数据是针对图像失真或类似情况被校正的。因此，显示在荧光屏11上的左边图像是正常显示的，没有图像失真或类似情况。
图6A至6E图示了操作右分离帧的图像数据的一个具体实例。图6A显示了从帧存储器53读出并被输入到DSP电路50L的图像数据。例如，640水平像素×480垂直像素的图像数据被输入到DSP电路50R，类似于输入到DSP电路50L的情况。例如，在640水平像素×480垂直像素的图像数据的中心部分的一个64水平像素(32左像素+32右像素)×480垂直像素的区域成为左右分离帧的重叠区域OL。在输入到DSP电路50R的图像数据中，位于图6A右边对角阴影的352水平像素×480垂直像素的数据成为右分离帧的数据。
图6B所示了在本实施例中DSP电路50R和DSP电路55R1校正图6B象后被写入帧存储器56R的图6B数据。在DSP电路55R1校正以前，DSP电路50R在重叠区域OL对352水平像素×480垂直像素(图6A的对角阴影)进行独立于位置校正的亮度校正。在图6B中，对应图像数据显示一个表示右分离帧亮度校正的调制波形80R。
另一方面，DSP电路50R进行亮度校正以后，DSP电路55R1对图6A中对角阴影所示352水平像素×480垂直像素进行水平方向(第一方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从352像素放大到480像素，从而产生480水平像素×480垂直像素的图像数据，如图6B所示。放大图像的同时，DSP电路55R1执行校正水平图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据为根据。
DSP电路50R可以从元件中除去。就是说，亮度校正可以由DSP电路55R1代替DSP电路50R在放大图像和校正图像失真或类似情况的同时完成。
在帧存储器56R中，由DSP电路50R和DSP电路55R1操作过的图像数据，对应一个用来指示由存储控制器63产生的写入地址的控制信号Sa3R，对应各个颜色被储存。在图6B的实例中，图像数据按从左上方开始向右的顺序被写入。储存在帧存储器56R的图像数据，对应一个用于指示由存储控制器63产生的读出地址的控制信号Sa4R，对应各个颜色被读出，然后被输入到DSP电路55R2。在处理右分离帧时，写入帧存储器56R的写入地址的顺序与从帧存储器56R读出的读出地址的顺序相同。就是说，在图6B的实例中，图像数据按从左上方开始向右的顺序被读出。
图6C说明从帧存储器56R读出并被输入到DSP电路55R2的图像数据。如上所述，在本实施例中，在帧存储器56R上读写时，读出地址的顺序与写入地址的顺序相反。因此，输入到DSP电路55R2的图像的形状与图6B所示图像相同。
DSP电路55R2对从帧存储器56R读出的480水平像素×480垂直像素的数据(见图6C)进行垂直方向(第二方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从480像素放大到640像素，从而产生640水平像素×480垂直像素的图像数据，如图6D所示。放大图像的同时，DSP电路55R2执行校正垂直图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据为根据。
基于从上述操作中获得的图像数据(参见图6D)，电子束eBR的扫描是从左至右，其中图6E中对角阴影所示的帧显示在磷光体屏幕11的右边。在本实施例中，如上所述，图像数据是针对图像失真或类似情况被校正的。因此，显示在荧光屏11上的右边图像是正常显示的，没有图像失真或类似情况。正如图5E至6E分别所示的，校正左右分离帧的图像失真。因此，连接左右分离帧使得适当地用不显眼的连接区域来产生一个图像是可能的。
现在参考图7至19，详细说明使用校正数据来校正一个图像的操作。在下面参考图7至19的描述涉及主要用于图像数据的位置校正的操作。
首先，将参考图9A至9C描述校正储存在校正数据存储器60(参见图4)中的数据的概要。校正数据可以由相对于一个位于格子里的参考点的位移大小表示。例如，假设图9A所示一个格点(i，j)是参考点。再假设相对于颜色R在X方向的位移大小是Fr(i，j)；再假设相对于颜色R在Y方向的位移大小是Gr(i，j)；再假设相对于颜色G在X方向的位移大小是Fg(i，j)；再假设相对于颜色G在Y方向的位移大小是Gg(i，j)；再假设相对于颜色B在X方向的位移大小是Fb(i，j)；再假设相对于颜色B在Y方向的位移大小是Gb(i，j)。那么，在格点(i，j)的各颜色的各个像素被移动了各自位移大小，其中各个像素的位置如图9B所示。图9B所示各图像结合在一起，从而获得图9C所示图像。当由此获得的图像被显示在磷光体屏幕11上时，阴极射线管本身、地磁等造成的图像失真所影响的会聚失调等被校正。因此，R、G和B的像素被显示在荧光屏11的相同的点上。在图4所示处理电路中，DSP电路55L1和55R1根据在X方向上的位移大小进行校正，而DSP电路55L2和55R2根据在Y方向上的位移大小进行校正。
接下来，将描述使用该校正数据的操作。各个颜色R、G和B的校正操作被执行。各个颜色的操作方法是相同的，只有操作中使用的校正数据不同。以下将把颜色R作为典型的例子对其校正操作主要描述。以下为了简便起见，垂直和水平的图像校正有时将一起描述。然而，如上所述，垂直水平的图像校正是在图4所示信号处理电路中分别完成的。
图10A和11A图示了帧存贮器53中的左或右分离帧。一个输入图像经由DSP电路55L1或DSP电路55R1从DSP电路55L2或DSP电路55R2输出。图10B和11B图示了如此输出的图像。图10C和11C图示了实际上在磷光体屏幕11上产生的左右分离帧的图像。
图10A到10C显示了一个没有使用图4所示处理电路的校正数据进行校正操作的图像的变形状态。当没有进行校正操作时，在帧存贮器53上的图像160(参见图10A)和从DSP电路55L2或DSP电路55R2输出的图像161(参见图10B)具有与输入图像相同的形状。那么，该图像被扭曲是由于阴极射线管本身的性质，因此如图10C所示的扭曲图像162被显示在荧光屏11。在图10C中，虚线所示图像对应原来应该被显示的图像。在图像如此被显示的过程中，颜色R、G和B各自的图像以相同的方式扭曲的现象对应图像失真。另一方面，颜色R、G和B各自的图像以不同的方式扭曲的现象对应会聚失调。为了校正图10C所示图像失真，可以在输入图像信号到阴极射线管之前，按照与阴极射线管的性质相反的方向对该图像进行扭曲。
图11A到11C说明输入图像在图4所示处理电路中经过校正操作后发生的变化。而且当校正操作发生时，在帧存储器53上的图像160(见图11A)具有与输入图像相同的形状。储存在帧存贮器53的图像被DSP电路55L1、55L2、55R1和55R2以校正数据为依据执行校正操作，以使输入图像可以按照与阴极射线管的扭曲(参见图10C，由阴极射线管的性质造成的)方向相反的方向进行扭曲。图11B所示了一个已操作的图像。在图11B中，虚线所示图像是帧存储器53上的图像160，对应校正操作之前的图像。因此，按照与阴极射线管性质相反的方向扭曲的图像163因为阴极射线管的性质被进一步扭曲。因此，该图像信号的形状变得与输入图像的形状相同，从而，一个理想的图像164(见图11C)被显示在荧光屏11上。在图11C中，虚线所示图像对应图11B所示图像163。
接下来，由DSP电路55(DSP电路55L1、55L2、55R1和55R2)完成的校正操作将被详细描写。首先，参考图12，描述由DSP电路55执行校正操作的第一个方法。
在图12中，像素170被安排在X，Y坐标的整数位置的格子里。图12示例说明单独注意一个像素的操作情况。图12说明位于坐标(1，1)的一个像素的像素值在由DSP电路55校正之前，即R信号的值Hd(以下简称为“R值”)，在校正后被移置到坐标(3，4)的情况。在图12中，虚线部分表示校正前的R值(像素值)。假设R值的位移大小为向量(Fd，Gd)。那么(Fd，Gd)＝(2，3)。从被操作像素的角度看，这也可以被解释为，当被操作像素具有坐标(Xd，Yd)时复制坐标(Xd-Fd，Yd-Gd)的R值Hd。这样的复制被应用到所有被操作的像素。这样要被输出的图像作为一个显示图像被完成了。相应地，储存在校正数据存储器60的校正数据对应每个被操作的像素具有位移大小(Fd，Gd)。
上述像素值的位移关系将结合阴极射线管的屏幕扫描被描述。典型情况下，在阴极射线管内，水平扫描是通过电子束eB在屏幕从左至右扫描而实现的(图12中的X方向)，而垂直扫描是通过电子束eB在屏幕自上而下扫描而实现的(图12中的Y方向)。当根据原始图像信号的扫描在图12所示的一个像素阵列中完成时，坐标(1，1)的像素的扫描因此比坐标(3，4)的像素的扫描要“迟一些”。然而，当根据由本实施例的DSP电路55校正后的图像信号的扫描被执行时，原始图像信号的坐标(1，1)像素的扫描比坐标(3，4)的像素的扫描要“早一些”。因此，在本实施例中，二维图像数据中的像素排列被根据校正数据等进行了重新排列。这使得校正操作可以在时间上和空间上逐个像素地改变原始的一维图像信号。
当在上述校正操作中用作校正数据的位移(Fd，Gd)的值被限制为整数值时，仅仅一个简单的操作，也就是，上述像素值的位移可以被应用为校正操作。然而，在该限制下的图像校正操作可能存在问题一个直线的图像成为锯齿状的，即所谓的锯齿出现，或字符图像的厚度变得不均匀，看起来不自然。为了解决该问题，考虑下面的这个方法位移(Fd，Gd)大小的值被赋予实际的数字，虚幻像素的R值被估算然后使用。
接下来，将参考图13描述校正操作的第二种方法。这第二种校正操作方法是当位移(Fd，Gd)的大小为实际的数字时采用的方法。图13显示了一个状态，其中操作像素的R值Hd是当实际的数字被赋予坐标(Xd，Yd)的校正数据(即位移(Fd，Gd)的大小)时决定的。在操作之前用来参考的像素的坐标(Ud，Vd)由下面的等式(1)表示。
(Ud，Vd)＝(Xd-Fd，Yd-Gd)等式(1)假设(Fd，Gd)＝(1.5，2.2)，坐标(Ud，Vd)的像素不存在，因为像素只位于整数坐标位置。第二种方法运用的方法是从坐标(Ud，Vd)附近的四个像素中通过线性内插估算坐标(Ud，Vd)的像素的R值。在图13中，虚线所示部分表示这四个像素。假设通过去掉坐标值Ud和Vd各自的小数获得的整数分别为值U0和V0。那么，坐标(Ud，Vd)附近的四个像素坐标分别成为(U0，V0)，(U1，V0)，(U0，V1)和(U1，V1)，其中U1＝U0+1，V1＝V0+1。然后，假设坐标(U0，V0)，(U1，V0)，(U0，V1)和(U1，V1)的像素各自的R值分别是H0G，H10，H01和H11。那么要决定的坐标(Ud，Vd)的像素的R值Hd由下面的等式(2)表示。
Hd＝(U1-Ud)×(V1-Vd)×H00+(Ud-U0)×(V1-Vd)×H10+(U1-Ud)×(Vd-V0)×H01+(Ud-U0)×(Vd-V0)×H11等式(2)上述校正方法将被详细地讨论。用来估算R值的像素值(H00，H10，H01，H11)是通过取位移(Fd，Gd)大小值的整数部分(第一成份)作为校正数据而被选择和决定的。在等式(2)中乘以各个像素值的一个因子(例如，H00被乘的因子是(U1-Ud)×(V1-Vd)由位移大小的小数(第二成份)决定。
上述例子运用的方法是从坐标(Ud，Vd)附近的四个点的像素值中线性内插估算坐标(Ud，Vd)的像素的R值。然而，估算方法不局限为线性内插方法，其他操作方法可以被使用。上面的描述是针对下述情况的一个例子，即校正数据被解释为操作前像素值相对坐标之间的差异，并且虚位坐标(Ud，Vd)的像素值Hd被估算后移置到校正坐标(Ud，Vd)。然而下面的计算方法也被考虑校正数据被解释为操作前像素值Hd的位移大小，操作像素值Hd在位移(Fd，Gd)发生之后被分配给位移后坐标位置附近的四个点的像素值。在此方法中，执行操作的程序有一点复杂，但当然可以被采用。
位移(Fd，Gd)的大小作为校正数据针对各个像素的三个颜色R、G和B被分别地定义。相应地，当所有的像素的校正数据被设置后，数据总量变得太高而不能被忽略。因此一个用于储存校正数据的大容量存储器是需要的，从而引起设备费用的增加。而且，在包括摄像装置64的校正数据产生装置(图中未示)中，测量阴极射线管所有像素的图像失真大小和会聚失调大小以及计算并提供校正数据给阴极射线管所需要的工作时间变得非常长。另一方面，阴极射线管的图像失真大小和会聚失调大小在彼此接近的像素之间变化不大。一个利用这个事实的方法因此被考虑整个屏幕被分成一些区域，校正数据只提供到各个分离区域的一个代表像素，其他像素的校正数据从代表像素的校正数据估算得来。这种方法在减少校正数据总量和减少工作时间方面是有效的。
接下来，只给代表像素提供校正数据来进行校正操作的方法将被描述为校正操作的第三种方法。因为在分离区域的像素的位移由对应代表像素的位移决定的，以下代表像素的位置被称为“控制点”。
图7所示的例子是一个具有640水平像素×480垂直像素的格子状图像，分别被分成20个水平块和16个垂直块。一个块由32个水平像素×30垂直像素构成。在图7中，对角阴影部分是左右分离帧连接的重叠区域OL。上述控制点例如设置在这样一个图像的各个格点。
在图8中，左边分离帧对应图5E所示图像，它的像素数目是640水平像素×480垂直像素，分别被分成11水平块16垂直块。在图8中，右分离帧对应图6E所示图像，它的块数与左分离帧的块数是相同的。
在图14所示例子中，DSP电路55上的整个屏幕区域被分成多个矩形区域，控制点被设置成二维格子的形状。在处理电视图像或类似情况时，图像尺寸比在阴极射线管的屏幕上实际显示的图像要大的信息被提供，这样一个称为过扫描的区域存在。因此，如图14所示，考虑到过扫描区域，DSP电路55上的图像区域190被有代表性地设置成大于阴极射线管的有效图像区域191。在DSP电路55上，许多控制点192被设置以同时起到相邻分离区域的控制点的作用。在图14的例子中，控制点192的总数只有11水平点×15垂直点×2＝330。
假设DSP电路55上的图像区域具有左右分离帧，各帧有640水平像素×480垂直像素，所有像素的数目不少于640×480×2＝614,400。考虑这一点，可以说，通过提供代表控制点192作为校正数据而不是给所有像素提供校正数据，校正数据的总数被大大减少了。例如，假设8位校正数据被提供给X方向和Y方向所有像素的三个颜色R，G和B，校正数据存储器60至少需要的容量由下面的等式(3)表示。
(8×2×3)×(640×480)×2/8＝3,686,400(字节) 等式(3)然而，由下面的等式(4)表示的容量足够用于如图14所示设置控制点的方法。而且不仅容量而且图像校正需要的工作时间也被大大减少了。
(8×2×3)×(11×15)×2/8＝1980(字节)等式(4)控制点不一定要被设置在如图14所示的格子内，而是可以被设置在其它任何位置。
接下来，将参考图15和16描述，当控制点设置在如图14所示格子内时，确定各个分离区域的任意一个像素的位移大小的方法。图15描述通过内插法确定位移大小的方法。图16描述通过外插法确定位移大小的方法。内插法是指内插位于多个控制点内部任意一个像素的位移大小的方法。外插法是指内插位于多个控制点外部任意一个像素的位移大小的方法。最好是，外插法仅仅被用于确定屏幕位于外围区域(图14虚线对角阴影所示区域)的像素的位移大小。
通常，外插法用于屏幕外围的分离区域，包括整个图像区域的一个外部帧(outer frame)，而内插法用于其他分离区域。然而，内插法和外插法实质上都可以通过相同的操作方法表示。在图15和16中，设定四个控制点各自的坐标为(X0，Y0)，(X1，Y0)，(X0，Y1)和(X1，Y1)，对应四个控制点的校正数据的位移大小为(F00，G00)，(F10，G10)，(F01，G01)和(F11，G11)。在本例中，任意坐标(Xd，Yd)的像素的位移(Fd，Gd)大小可以由下面的等式(5)和(6)决定。内插法和外插法都能用这两个等式。
Fd＝{(X1-Xd)×(Y1-Yd)×F00+(Xd-X0)×(Y1-Yd)×F10+(X1-Xd)×(Yd-Y0)×F01+(Xd-X0)×(Yd-Y0)×F11}/{(X1-X0)×(Y1-Y0)}等式(5)Gd＝{(X1-Xd)×(Y1-Yd)×G00+(Xd-X0)×(Y1-Yd)×G10+(X1-Xd)×(Yd-Y0)×G01+(Xd-X0)×(Yd-Y0)×G11}/{(X1-X0)×(Y1-Y0)}等式(6)由等式(5)和(6)表示的运算也是使用线性内插的估算方法，但是这种估算方法不局限于线性内插，也可使用其他运算方法。
当各个格点被设置为如上所述的控制点时，校正数据被提供给各个格点。例如，当仅仅左边的分离图像被讨论时，最初位移Fr(i，j)，Gr(i，j)，Fg(i，j)，Gg(i，j)，Fb(i，j)和Gb(i，j)的大小被提供给格点(i，j)(i＝1到11，j＝1到15)。该位移大小被作为最初校正数据(第一个校正数据)储存在校正数据存储器60中。控制单元62根据从指示信号处理电路61输出的指示指示信号S2的分析结果的数据S3计算最初校正数据的小位移△Fr(i，j)，△Gr(i，j)，△Fg(i，j)，△Gg(i，j)，△Fb(i，j)和△Gb(i，j)的大小，并把该小位移的大小加到最初校正数据，从而产生提供给DSP电路55L1，55L2，55R1和55R2的校正数据。
根据指示指示信号S2分析结果的数据S3而获得的最初校正数据的小位移大小(变化大小)相当于本发明的“第二个校正数据”。
由控制单元62创建的最后校正数据由下面的等式(A)至(F)表示。在这些等式中，Fr(i，j)′，表示颜色R在X方向(水平方向)上的位移大小，Gr(i，j)′，表示颜色R在Y方向(垂直方向)上的位移大小，Fg(i，j)′，表示颜色G在X方向(水平方向)上的位移大小，Gg(i，j)′，表示颜色G在Y方向(垂直方向)上的位移大小，Fb(i，j)′表示颜色B在X方向(水平方向)上的位移大小，Gb(i，j)′表示颜色B在Y方向(垂直方向)上的位移大小。
Fr(i，j)′＝Fr(i，j)+△Fr(i，j)等式(A)
Gr(i，j)′＝Gr(i，j)+△Gr(i，j)等式(B)Fg(i，j)′＝Fg(i，j)+△Fg(i，j)等式(C)Gg(i，j)′＝Gg(i，j)+△Gg(i，j)等式(D)Fb(i，j)′＝Fb(i，j)+△Fb(i，j)等式(E)Gb(i，j)′＝Gb(i，j)+△Gb(i，j)等式(F)现在参考图17A至19，解释有关上述的最初的校正数据的小位移(△Fr(i，j)，△Gr(i，j)，等等)的操作方法。
在本实施例中，如上所述，图像数据是基于储存在校正数据存储器60中的校正数据而被控制的，从而例如在制造时校正阴极射线管的最初状态的图像失真。然后，基于通过分析来自指示电极70的检测信号而获得的校正数据的小位移，通过控制图像数据来校正由于使用阴极射线管的区域或该阴极射线管相对于时间的变化而引起的图像失真。
只是在正对着安装指示电极70的位置的区域(在图1A和1B的例子中，为屏幕的中心区域)，该校正数据的小位移的大小直接从来自指示电极70的检测信号获得。在其他区域，难以直接从指示电极70来的检测信号获得该校正数据的小位移的大小。另一方面，遍及整个屏幕可以预先估算地磁对在该阴极射线管的图像显示器上图像的影响，即由于地磁引起的扭曲。
因此，在本实施例中，在难以直接从来自指示电极70的检测信号获得校正数据的小位移的大小的位置处，考虑到由于地磁影响引起的图像显示状态的变化，基于在正对着安装指示电极70的位置处的校正数据的小位移大小，来估算该校正数据的小位移大小。
在解释小位移大小的具体操作方法之前，现在参考图17A至17D描述对由于地磁影响引起的图像显示状态的变化的例子。图17A至17D图示了在日本由于地磁引起的图像失真的例子。在图17A至17D中，参考字符SL表示的区域为左分离帧，它没有由于地磁而扭曲。参考字符SLa表示的区域为左分离帧，它由于地磁而扭曲了。参考字符SR表示的区域为右分离帧，它没有由于地磁而扭曲。参考字符Sra表示的区域为右分离帧，它由于地磁而扭曲了。由参考字符LO和RO表示的点分别为左右分离帧SL和SR的中心点。
在日本，如果由地磁产生的磁场指向东方，左右分离帧SL和SR被扭曲为梯形，使得宽边接近其底部，窄边接近其顶端，如图17A所示。如果由地磁产生的磁场指向西方，左右分离帧SL和SR也被扭曲为梯形，但是与指向东方的磁场情况相反，使得宽边接近其顶端，窄边接近其底部，如图17B所示。如果由地磁产生的磁场指向南方，左右分离帧SL和SR被扭曲得围绕各自的中心点LO和RO顺时针方向转动，如图17C所示。如果由地磁产生的磁场指向北方，左右分离帧SL和SR被扭曲得围绕各自的中心点LO和RO反时针方向转动，如图17D所示。因此，左右分离帧SL和SR对应于地磁的方向被扭曲，在左和右分离帧中的扭曲大小大体上彼此相等。由于地磁扭曲的左右分离帧SLa和SRa因此是相似的。
现在参考图18描述有关最初的校正数据的小位移大小的一个具体操作方法。下面的描述涉及由地磁产生的磁场指向北方的情况。但是如果该磁场为另一方向，小位移的大小的获得方式是相似的。图18图示了一个格形图像的例子，其中每一个左和右分离帧被分成5个水平块×4个垂直块。
首先，在该分离帧的连接区域的像素位置处的小位移大小可以直接从来自指示电极70的检测信号获得。假设在左分离帧SLa的连接区域中的像素位置k的小位移大小为○k(在图18的例子中，○1至○4)。另外，假设在右分离帧Sra的连接区域中的像素位置k的小位移大小为△k(在图18例子中，△1至△4)。如上所述，小位移大小○k和△k是直接获得的。小位移的大小○k和△k(在图18例子中，k＝1至4)每个都包括作为其分量的小位移△Fr(i，j)，△Gr(i，j)，△Fg(i，j)，△Gr(i，j)，△Fb(i，j)和△Gb(i，j)的大小，在图18例子中其中i＝0，5而j＝0至4。
接下来，在该分离帧的连接区域之外的区域中的像素位置处的小位移大小通过如下方式被获得。如上所述，由于地磁扭曲的左右分离帧SLa和SRa是相似的。因此，例如，在左分离帧SLa中的连接区域中的像素位置k(左分离帧SLa的右端位置)的小位移大小○k可以对应于右分离帧SRa右端处像素位置ka的小位移的大小○ka(在图18例子中，○0a至○4a)(就是说，○k＝○ka)。类似地，例如，在右分离帧SRa中的连接区域中的像素位置k(右分离帧SRa的左端位置)的小位移大小△k对应于左分离帧SLa左端处像素位置ka的小位移的大小△ka(在图18例子中，△0a至△4a)(就是说，△k＝△ka)。如上所述，甚至在该分离帧的连接区域之外的区域，按照在该连接区域中一个位置小位移大小○k和△k可以获得与该连接区域中一个位置对应的一个位置的小位移大小○ka和△ka。
此外，在该分离帧的连接区域之外的一个区域中，不能与该连接区域中一个位置对应的一个位置处的小位移大小可以通过校正操作例如线性内插用基于来自指示电极70的检测信号获得的小位移大小○k和△k来估算。更具体地，使用线性内插的操作的表达式由下面的表达式(i)至(vi)给出，其中L表示每个分离帧的侧边尺寸，x表示每个分离帧中分离块的侧边尺寸。在图18的例子中，imax＝5而imin＝0。在下面的表达式(i)至(vi)中，例如，△Fr(imax，j)对应于小位移大小○k的一个分量，而△Fr(imin，j)对应于小位移大小△k的一个分量。△Fr(i，j)＝[x(i+1)×△Fr(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Fr(imin，j)]/L表达式(i)△Gr(i，j)＝[x(i+1)×△Gr(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Gr(imin，j)]/L表达式(ii)△Fg(i，j)＝[x(i+1)×△Fg(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Fg(imin，j)]/L表达式(iii)△Gg(i，j)＝[x(i+1)×△Gg(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Gg(imin，j)]/L表达式(iv)△Fb(i，j)＝[x(i+1)×△Gb(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Gb(imin，j)]/L表达式(v)△Gb(i，j)＝[x(i+1)×△Gb(imax，j)+{L-x(i+1)}×△Gb(imin，j)]/L表达式(vi)现在参考图19，解释如上所述获得小位移大小的整个过程。首先，基于来自指示电极70的检测信号，指示信号处理电路61和控制单元62获得该分离帧的连接区域中的一个像素位置的小位移大小(在图18例子中，○0至○4和△0至△4)(步骤S101)。然后，基于该连接区域中一个像素位置的该小位移大小，获得在该分离帧的连接区域之外一个区域中的、可以与该连接区域中一个位置对应的一个像素位置的小位移的大小(在图18例子中，○0a至○4a和△0a至△4a)(步骤S102)。接下来，在该分离帧的连接区域之外的区域，不能与该分离帧的连接区域的一个位置对应的另一个像素位置(在图18的例子中，i＝1至5并且j＝0至4的位置)的小位移大小被获得(步骤S103)。如上所述，可以获得整个屏幕上的用于适当地连接多个分离帧的有关小位移大小的数据。
上面的描述涉及到在该分离帧的左和右端处开始估算小位移大小的情况。然而，例如，如果一个叠一个地安排了分离帧，指示电极70可以被安装在水平方向上，并且可以在该分离帧的上下端处开始估算小位移的大小。
接下来，将参考图20至24D详细描述，与DSP电路55进行的图像放大和图像数据的校正相关联的像素数目的转换。
图像放大和图像取样频率(像素数目)的转换(不同分辨率的图像标准之间的转换)由以下操作实现，相应于原始图像各个像素位置，确定没有包括在原始图像内的像素数据。该操作可以使用后文将要描述的“内插滤波器”而完成。
图20中的圆周表示像素的位置。原始图像包括8水平像素×6垂直像素。简单起见，图20中，像素数目被设置为一个小数目。接下来，将描述原始图像被垂直地和水平地放大了10/7(大约1.429倍)的情况。缩放比例是指长度比，而不是面积比。
图21所示图像是没有改变原始图像的显示标准通过放大而获得的，它的像素排列(相邻像素之间距离等)依然等同于原始图像的像素排列(图21中相邻像素之间的距离等于1)。因为放大该图像的缩放比例是(10/7)×缩放比例，该图像一边的长度被扩大了1.429倍，因此该图像的像素数目增加了大约1.42922倍。例如，图20所示原始图像各行水平像素的数目等于8，而图21所示放大的图像各行水平像素的数目等于11或12(近于8×10/7＝11.429的整数)。相应地，原始图像的像素相对位置不同于放大图像中对应原始图像的部分像素的相对位置。因此，放大图像各个像素的数据值(亮度，颜色等)不同于原始图像的数据值。
图22说明了原始图像水平像素的位置和放大图像水平像素的位置之间的相互关系。图22中，上面的Ri(i＝1，2，...)表示原始图像的像素数据，而下面的Qi(i＝1，2，...)表示放大图像的像素数据。对应Ri的像素之间的间隔距离是对应Qi的像素之间距离的10/7倍。虽然图22仅仅说明水平放大的情况，垂直放大的情况相同。以后还会描述的是，放大图像各个像素的数据值可以通过使用“内插过滤器”运算出来，即从原始图像的外围像素数据值中根据原始图像的像素位置和放大图像的像素位置之间的相关性，卷积一个内插函数，如图22所示。
接下来，参考图23，将讨论不改变图像尺寸取样频率被增加(10/7)倍的情况。取样频率的转换相当于转换为图像标准分辨率的(10/7)倍。就是说，水平像素的数目被改变为原始图像的水平像素数目的10/7倍。在这种情况下，图20所示原始图像被转换成单维像素数目大约为原像素数目1.429倍的图像，即其表面密度为原始图像表面密度的1.4292倍，如图23所示。
图20中的像素与图21中的像素之间的对应关系等同于图20的像素与图23中的像素之间的对应关系。两者都被显示在图22中。因此，以类似上述放大图像的操作的方式，可以进行向具有更多像素的图像标准的转换操作。
如上所述，图像的放大和图像取样频率的转换(像素的数目)要求内插过滤器来计算位置没有包括在原始图像中的像素的数据。
接下来，将参考图24A至24D描述一种使用内插过滤器的运算方法。
倘若原始图像的(相邻像素的之间的距离)取样间隔为S，并且离开原始图像的像素R的位置的距离(相位)P是通过内插法产生的像素Qi的位置(内插点)，像素Qi的值可以通过卷积像素Qi外围的原始图像的像素值R计算出来。根据“取样定理”，对于理想“内插法”，从一个无限时间过去像素到一个无限时间未来像素的卷积是通过使用下面的等式(7)和一个由图24A表示的作为内插函数f(x)的正弦函数来完成的。在等式(7)中，π表示圆的圆周对直径的比。
f(x)＝sinc(π×X)＝sinc(π×X)/(π×X)等式(7)然而，在实际运算中，通过在有限范围内对正弦函数取近似值而获得的内插函数被采用，因为计算有限范围内的内插值它是必需的。通常，“最近邻近似值方法”、“双线性近似值方法”、“立方近似值方法”及其它被认为是近似值方法。
在最近邻近似值方法中，一个被内插像素的数据根据原始图像的一个像素数据被计算出来，使用了下面的表达式(8)和图24B表示的内插函数。表达式(8)和图24B的变量x表示通过原始图像的采样间隔把原始图像的像素位置的位移常态化而获得的一个数量。
f(x)＝1-0.5＜X≤0.5f(X)＝0-0.5≥X，X＞0.5表达式(8)在双线性近似值方法中，一个被内插像素的数据根据原始图像的两个像素数据被计算出来，使用了下面的表达式(9)和图24C表示的内插函数。表达式(9)和图24C的变量x表示通过原始图像的采样间隔把原始图像的像素位置的位移常态化而获得的一个数量。双线性近似值方法也是熟知的“线性内插法”，此方法计算出一个加权平均数。
F(x)＝1-|x||x|≤1F(x)＝0|x|＞1表达式(9)在立方近似值方法中，被内插的像素是通过使用表达式(10)和图24D表示的内插函数从原始图像的四个像素计算出来的。表达式(10)和图24D的变量x表示通过原始图像的采样间隔把原始图像的像素位置的位移常态化而获得的一个数量。
f(x)＝|x|3-2|x|2+1 |x|≤1f(x)＝|x|3+5|x|2-8|x|+4 1＜|x|≤2f(x)＝02＜|x| 表达式(10)使用这些函数的卷积可以通过使用所谓的FIR(有限脉冲响应)数字滤波来进行。在本例中，内插函数的中心是匹配到内插点的。那么，通过在原始图像中邻近一个预定数目像素的取样点取样内插函数而获得的值被用作内插滤波系数设置。
例如，在使用双线性近似值方法内插的情况下，当相位P为0.0时，构成滤波系数设置的两个权重(滤波系数)为1.0和0.0。因此系数设置满足具有位置匹配的原始图像的像素数据值可以照原样输出。当相位P为0.5时，两个滤波系数为0.5和0.5。当相位P为0.3时，两个滤波系数为0.7和0.3。
在使用立方似值方法内插的情况下，当相位P为0.0时，构成滤波系数设置的四个权(滤波系数)为0.0，1.0 0.0和0.0。因此系数设置满足具有位置匹配的原始图像的像素数据值可以照原样输出。当相位P为0.5时，四个滤波系数为-0.125，0.625，0.625和-0.125。当相位P为0.3时，四个滤波系数为-0.063，0.847，0.363和-0.147。
在实际运算中需要处理不同相位的多个滤波系数设置，因为计算数据时原始图像像素的相位根据每个内插点而不同。DSP电路55胜任这样的运算。
在本实施例中，通过DSP电路55放大图像增加了像素数目而没有改变图像的尺寸。
接下来将参考图25A至25E描述通过分析来自指示电极70的检测信号获得的数据。
图25A至25E说明的例子是，按照本实施例的阴极射线管的指示电极70的配置和从指示电极70输出的检测信号的波形。在本实施例中，传导性指示电极70提供有凹口71，这使得同时在水平方向(行扫描方向)和垂直方向(场扫描方向)上检测电子束eBL和eBR的扫描位置成为可能。虽然图25A至25E中只画出了右电子束eBR，左电子束eBL以相同的方式工作。如上所述，在本实施例中，电子束eBR的行扫描是起始于屏幕的中心从左至右进行的，场扫描是自上而下进行(图25A至25E的Y方向)。
在图25A中，轨迹BY是图像校正以前电子束eBR的水平扫描起点轨迹。在图25A所示例子中，图像校正以前电子束eBR的轨迹BY具有这样一个形状，即水平中心部分是收缩的而水平上下部分是伸展的。轨迹BYO是经过适当的图像校正之后电子束eBR的水平扫描起点轨迹。在本实施例中，为了检测电子束eBR的位置，多个用于位置检测的电子束B1至B5被允许在提供指示电极70的过扫描区域OS的水平方向上通过指示电极70。电子束B1至B5的数目至少对应凹口71的数目。以下将描述图像校正被适当地进行从而电子束经过接近多个凹口71的中心的情况，例如图25A所示电子束B10至B50。顺便说明，用于位置检测经过指示电极70的电子束的数目没有被限制为与凹口71的数目相同。
当用于位置检测的电子束B1至B5经过指示电极70时，具有两个脉冲信号的检测信号被输出，如图25B所示。这两个脉冲信号是经过凹口71两端的电极部分时被电子束B1至B5输出的信号。从电子束B1至B5的扫描起点(时间t＝0)到第一个脉冲信号的边缘的时间(th1至th5)表示水平偏转和图像失真的大小。当所有的时间变成一个固定的时间th0时，水平偏转被完全地校正。
图25C显示了水平偏转被校正后输出的检测信号。如上所述，当电子束B1至B5经过指示电极70提供有凹口71的区域时，两个脉冲信号被输出。输出的脉冲信号的脉冲间隔(tv1至tv5)对应相应于凹口71的垂直位置。因此，当所有的脉冲间隔(tv1至tv5)变成一个固定的时间tv0时，垂直幅度和线性度被调整，从而垂直偏转被完全地校正。当水平偏转和垂直偏转都被校正后，检测信号被输出，如图25D所示。就是说，在该检测信号，从扫描起点(t＝0)到第一个脉冲信号的边缘是固定的时间th0，两个脉冲之间的脉冲间隔是一个预定的时间tv0。此时，如图25E所示，理想电子束B1a至B5a几乎经过指示电极70的多个凹口71的中心部分。
实际地，从上述指示电极70输出的检测信号的脉冲间隔的分析是由指示信号处理电路61(参见图4)对应从指示电极70输出经过放大器AN1P1获得的检测信号来分析指示信号而完成的。指示信号处理电路61输出数据S3，用于控制单元62以指示信号S2的分析为根据来创建校正数据小位移的大小。根据从指示信号处理电路61输出的数据S3，控制单元62创建先前储存在校正数据存储器60的最初校正数据的小位移的大小，然后创建要被提供到DSP电路55R1和55R2的校正数据。DSP电路55R1和55R2根据由控制单元62提供的校正数据来校正图像数据。因此，图像数据的控制被完成，从而图像校正被进行以校正图像失真或类似情况。顺便说明，左DSP电路55L1和55L2按照相同的方式操作。
本实施例的阴极射线管能够彩色显示，要被调整的电子束eBR被用于各个颜色R，G和B。相应地，对应各个颜色R，G和B的图像数据的控制被进行，其中会聚的校正可以自动化。这样的自动控制能够自动校正具有如图25A所示轨迹BY的枕形的图像失真。
按上述方法校正整个屏幕区域的右半屏幕，即由右电子束eBR描出的部分，按照同样的步骤对左电子束eBL进行操作，校正屏幕的左边。按上述方法校正左右分离帧，并且被适当地连接和显示。因为只提供了一个指示电极70，所以电子束eBL和eBR的扫描位置不能在完全相同的时间被检测。因此，左右分离帧不能被同时地校正。然而，左右分离帧的校正可以是通过扫描各行或各场来交替地检测电子束eBL和eBR的扫描位置从而交替地校正左右分离帧的图像数据。
指示电极70上设置的凹口71的形状没有被限制为上述的倒三角形，具有如图26A至26E所示多样形状的凹口也能被使用。在图26A所示例子中，凹口91的外形实质上是一个在水平方向上渐小的正三角形。当图26A所示例子的电极被使用时，电子束eBL和eBR扫描位置的检测基本上与使用图25A所示指示电极70的检测是相同的。图26B，26C和26D显示的电极分别具有菱形凹口92，圆形凹口93和椭圆凹口94。在图26B，26C和26D显示例子中，有必要将多个电子束(例如三个电子束)通过一个凹口的中心，以获得在垂直位置的信息，因为各个凹口的形状是垂直对称的。图26E显示的例子提供有用于位置检测的凹口95和用于减少管内产生的杂散电容的凹口96。在图26E所示例子中，电极中割出凹口96，更具体地，插入未被用于位置检测的区域。本例具有一个优点，即能减少电极和内部传导薄膜22、电子束屏蔽板27及其它保持阳极电压HV的部件之间的杂散电容，从而改进检测信号的高频率特征。
图25A至25E以及图26A至26E显示了在一个指示电极中提供五个凹口的例子。然而，要被提供于指示电极的凹口数目没有被限制为五个，而是可以多于或少于五个。当图像失真包括更多复杂的高阶分量，有必要通过增加凹口数目提高检测精度。没有必要每隔一定间隔提供多个凹口。
在上面的描述中，电子束eBL和eBR各自的扫描位置被指示电极70检测。然而，同样可行的是通过提供多个指示电极70分别检测电子束eBL和eBR各自的扫描位置。
图27A和27B是结构图，显示能够分别地检测左右电子束eBL和eBR的指示电极的结构和其外围结构。图27A只显示了索引电极70L和70R的外围电路的主要结构组件。在图27A和27B所示例子中，在左右分离帧连接区域的侧面，指示电极70L被提供于电子束eBL的过扫描区域，指示电极70R被提供于电子束eBR的过扫描区域。指示电极70L和70R的基本结构与图25A所示指示电极70的结构是相同的，其中纵向每隔一定间隔提供有多个外形像倒三角形的凹口71。
同时，用于引导指示电极70L和70R的检测信号的外围电路的结构与指示电极70的情况基本上相同。当电子束eBR和eBL射出并撞击各个指示电极70R和70L时，各个电极分别出现电压下降，响应电压下降的信号作为单独的检测信号分别经由电容器Cf1和Cf2被输出管外。从电极输出管外的检测信号被作为单独的指示信号S2R和S2L分别通过放大器AMP1和AMP1-L输出。通过在管外的处理电路中分别处理指示信号S2R和S2L，那么分别而且同时检测电子束eBL和eBR各自的扫描位置以及同时校正左右分离帧成为可能。
例如，如图27B所示，一个山形的电子束屏蔽物27a位于指示电极70L和70R与荧光屏11(在图27A和27B中未示出)之间。一个用于屏蔽电子束eBL和eBR的遮护板72被提供于电子束屏蔽物27a的中心。指示电极70L和70R被分别提供在位于电子束屏蔽物27a中心的遮护板72的左右两边。图27B显示的例子是，指示电极70L和70R倾向于荧光屏11。然而，指示电极70L和70R不必非得倾向于荧光屏11，而是可以面对荧光屏11。
接下来将参考图28至31描述亮度校正。
在本实施例中，特殊的亮度调制被应用于重叠区域OL的像素，以便调整左右分离帧重叠区域的亮度。在本实施例中，亮度调制通过校正用于亮度校正的DSP电路50L和50R中的一个关于图像数据亮度的值而完成。
图28是一个调制图像数据的轮廓图，立体地表示了各个分离帧的位置和调制波形之间的相互关系。在图28中，由参考数字81指示的区域对应左边分离帧，由参考数字82指示的区域对应右边分离帧。在分离帧81和82连接区域侧面的过扫描区域OS中，如上所述，检测信号由扫描指示电极70的电子束eBL和eBR输出。图28还显示了索引驱动信号S1L和S1R的波形，该驱动信号用于扫描电子束eBL和eBR的过扫描区域OS。
在本实施例中，如图28表示的调制波形80L和80R所示，牵引(drawing)起始于分离帧81和82的重叠区域的起点P1L和P1R，图像数据的亮度调制的校正通过逐渐增加牵引大小来完成，以使牵引量在重叠区域OL的终点P2L和P2R变得最高。然后，在重叠区域OL以外的区域，调制的大小被维持到帧的末尾。这样的调制在分离帧81和82上同时进行，并且进行控制，以使两个帧的亮度总数在重叠区域OL的任何位置都是不变的，其中两个帧的连接区域就不显眼了。
重叠区域OL的亮度调制控制将被进一步地详细考虑。通常，阴极射线管的亮度与电子枪31L和31R(见图1A)的阴极电流Ik成比例。要应用到电子枪31L和31R的阴极的阴极电流Ik和阴极驱动电压Vk之间的相互关系由下面的表达式(11)表示。
Ik∽Vkγ表达式(11)在表达式(11)中，γ是一个阴极射线管的常数特征，例如其值为大约2.6。当亮度调制被应用到输入图像数据时，必须考虑伽马特性来设置调幅大小，因为阴极驱动电压Vk和阴极电流Ik之间存在一个如上所述的非线性关系。
图29是曲线图，示例说明对应亮度的阴极电流Ik与亮度调幅大小的波形之间的相互关系。图29所示横坐标轴表示重叠区域OL的位置，重叠区域OL的终点P2L与P2R被标准化为1.0，起点P1L与P1R为开端。图29所示纵座标轴表示调制幅度。例如，如图29所示，调制波形80是一个具有向上中凸形状的曲线，以使分离帧81和82的亮度斜率(阴极电流Ik)为线性的。在本例中，调制波形80对应图28所示重叠区域OL的调制波形80L与80R。调制波形80由下面的等式(12)根据上面的表达式(11)而获得。
y＝101/γ logIk等式(12)等式(12)是一个函数，其中，阴极电流Ik是一个变量。在下面的等式(13)中，其中Ik＝x被应用到等式(12)。
y＝101/γ logx等式(13)图29中的调制波形80由等式(13)表示。这样的调制被同时应用到分离帧81和82的图像数据，其中重叠区域OL的亮度总数可以因此被保持在一个常量值。
图30是另一例曲线图，它说明对应亮度的阴极电流Ik与亮度调幅波形之间的相互关系。在图29中，分离帧81和82的亮度斜率是线性的。然而，函数(例如，余弦函数)的调制也是可能的，其中在重叠区域OL两端的亮度(阴极电流Ik)变化的导数(微商)为零。在图30所示例子中，对应亮度的阴极电流Ik是一个由(1/2(1-cosπx))表示的函数。相应地，图30的调制波形由下面的等式(14)表示。
y＝101/γlog{1/2(1-cosπx)}等式(14)当这样的亮度调制进行时，在重叠区域OL中明显的亮度改变变得更自然，这样在左右分离帧连接区域的位置留出更多误差空间。
存在着无数的函数，其中亮度变化的导数(微商)达到零，如图30所示。例如，函数可以是一个合成的抛物线(二次)曲线的函数。
上述的亮度控制按照下面的方式进行。例如，指示信号处理电路61(见图4)根据来自指示电极70的指示信号判断左右分离帧重叠区域OL的起点P1L和P1R。然后，指示信号处理电路61传送判断结果到控制单元62。从而，亮度调制从重叠区域OL的起点P1L和P1R进行。用于亮度校正的DSP电路50L和50R对应来自控制单元62的指令对左右图像数据进行亮度调制控制。受亮度调制的左右图像数据被反射到阴极驱动电压，该阴极驱动电压是提供给位于电子枪31L和31R内部的阴极(图中未示)的。因此，以受亮度调制的图像数据为根据的电子束eBL和eBR被分别从电子枪31L和31R发射出来。
图31是说明电子束扫描位置和亮度调制控制的时间选择之间的相互关系的图。虽然图31只显示了右边的电子束eBR，左边的电子束eBL情况相同。在本实施例中，如参考图25A至25E所描述的，用于检测位置的多个电子束B1，B2，...专用于过扫描区域OS的指示电极70的扫描。在图31中，Ti根据图28所示索引驱动信号S1R指示用于检测位置的多个电子束B1，B2，...被输出的时间。图31还显示了电子束B1，B2，...回扫B0。当电子束从过扫描区域OS转移到重叠区域OL时，根据视频信号SV从起点P1R开始的扫描被执行。在图31中，与视频信号SV对应，显示一个表示亮度校正的调制波形S3R。
根据上述指示信号S2进行图像数据校正的时间选择可以任意地设置。例如，图像数据的校正可以在启动阴极射线管的时候进行，可以每隔一定的时间进行，或可以在任何时候进行。图像数据的控制可以在左右分离帧交替进行。倘若图像数据的校正结果被反射到下一个电子束eBL和eBR的场扫描(所谓的反馈循环)，由外部环境如地磁的改变引起的图像失真及其它可以被自动地校正，即使阴极射线管的设定位置或方向在其操作过程中被改变。另外，即使由于各个处理电路随时间改变而造成扫描屏幕的改变时，自动减少该变化的影响从而显示适当的图像是可能的。当各个处理电路的操作稳定且其设定的位置稳定时，只在启动阴极射线管的时间进行校正就够了。如上所述，在本实施例中，外部环境例如地磁的变化或各个处理电路随时间改变对显示图像的位置和亮度影响被自动地校正，从而左右分离帧被适当地连接以显示。
如上所述，按照本实施例，在管内，在相邻左和右分离帧的连接区域的侧面上，在电子束eBL和eBR的过扫描区域内，提供有指示电极70。响应于入射的电子束eBL和eBR，指示电极70输出电检测信号。这使得能用一个简单的结构和配置容易地检测电子束eBL和eBR的扫描位置。而且，该图像数据的控制是基于从指示电极70输出的检测信号执行的。这就确保基于由指示电极70检测的扫描位置可进行屏幕扫描幅度、图像失真、会聚失调等等的自动校正。此外，按照本实施例，在指示电极70中提供有凹口70这就确保在电子束eB的水平方向上和垂直方向上扫描位置的检测，使得在垂直方向和在水平方向上校正图像数据成为可能。
而且，在本实施例中，有关该分离帧的连接区域在一个像素位置的数据(例如，有关储存在校正数据存储器60中的校正数据的小位移的大小)是基于从指示电极70输出的检测信号而获得的。另外，基于在一个像素位置如此获得的数据，有关在该分离帧的连接区域之外的一个区域内的像素位置的数据被估算。从而，根据需要可以在整个屏幕区域上获得适当地连接左右分离帧所需要的数据。
如此，基于从指示电极70输出的检测信号，本实施例确保图像显示控制，以使左右分离帧在适当的位置被适当地连接。而且，在本实施例中，基于从指示电极70输出的检测信号，对该连接区域中的输入的图像数据执行亮度调制控制。这就确保了图像显示控制，以使在该连接区域中亮度变化不显眼。如上所述，本实施例通过连接左右分离帧确保高质量的图像显示，以使该连接区域在位置和亮度两方面都不显眼。此外，本实施例该阴极射线管用两个电子枪31L和31R产生一个图像。因此，在电子枪和荧光屏之间的距离小于单枪阴极射线管的情况，实现了深度尺寸的减少。这就确保了高聚焦性能的图像显示(具有小的图像缩放比例)。因为该阴极射线管包含两个电子枪31L和31R，该阴极射线管具有容易增加亮度的优点，尽管是大屏幕，但降低成本。
而且，按照本实施例，图像数据的校正操作是根据从屏幕上显示的图像获得的用于校正图像显示状态的校正数据以及通过分析来自指示电极70的检测信号获得的校正数据进行的，因此图像可以被适当地显示。然后，校正过的图像数据作为显示的图像数据被输出。因此，与现有技术方法相比，图像失真和会聚失调可以减少，在现有技术方法中，图像的显示状态是通过利用偏转系统(例如偏转线圈)调整磁场而被调整的。例如，在本实施例中，用偏转线圈的磁场调整图像失真及类似情况是不必要的。从而，偏转磁场可以是均匀磁场，因此聚焦特征可以被改良。而且，一旦所有的校正数据被创建和储存，图像失真及类似情况可以随后被自动地校正。
此外，按照本实施例，不需要花时间来开发和设计一个用来校正图像失真及类似情况的特殊偏转线圈，因此用于开发该偏转线圈的时间和成本可以被减去。另外，用偏转线圈之类进行调整的现有技术的方法不能提供对图像失真或类似情况进行大量的校正。因此，需要减少在装配阴极射线管时的变化，以便在一定程度上抑制由于在制造该偏转线圈之类时的变化引起的图像失真等。另一方面，在本实施例中，因为可提供大量的图像失真及类似情况的校正，从而可以降低装配精度和减少制造费用。若外部磁场例如地磁的影响是先前知道的，该影响的信息可以被用作校正数据，因此可以实现更优良的图像显示。
如上所述，按照本实施例，高品质的图像显示可以通过校正一个拙劣的显示状态例如图像失真以较低费用实现。相应地，对宽角或扁平阴极射线管的图像失真及类似情况的校正也可以最佳化进行。而且，按照本实施例，与左右分离帧连接处相关联的图像处理是在存储器上进行的。从而，即使在图像的显示状态每时每刻都改变的情况下，适当的图像显示也可以对应该变化而进行，以使左右分离帧的连接区域不显眼。
第二个实施例接下来，本发明的第二个实施例将被描述。
在第二个实施例中，如图32所示，每个电子束eBL和eBR的行扫描是从顶到底(图32的Y方向)进行的，场扫描是在水平方向上按照相反的方向(图32的X1和X2方向)从屏幕中心向右或左进行的。如上所述，在本实施例中，电子束eBL和eBR的行扫描和场扫描是按照一个与第一个实施例相反的方式进行的。
图36A到36G显示了一个用于本实施例的阴极射线管的指示电极的结构，以及一例从该指示电极输出的检测信号的波形。在图36A到36G中，记录表的左边对应屏幕的上部，记录表的右边对应屏幕的下部。本实施例的指示电极70A具有矩形凹口131，其纵向垂直于电子束eBL和eBR的行扫描方向(Y方向)，和向电子束eBL和eBR的场扫描方向(图32的X1和X2方向)倾斜的细长凹口132。多个凹口131和132交替地排列。因此，在图36A至36G所示例子中，凹口131位于指示电极70A的两端。相邻的凹口131每隔一定间隔排列。相邻的凹口132也是每隔一定间隔排列。
在指示电极70A中，如图36A所示，当用于检测位置的两个电子束eB1和eB2在行扫描方向上经过指示电极70A时，图36B和36C所示检测信号被输出。在图36B和36C中，电子束eB1和eB2的行扫描大小和位置可以从时间TT和TB被检测，在两端显示。在时间T13，T35，T57，和T79(即电子束eB1和eB2经过相邻凹口131的时间)的不一致表明行扫描的线性度特征的品质。该电子束eB1和eB2经过斜凹口132时产生了脉冲信号(图36C中脉冲P1至P4)，其位置指示场扫描大小的信息。
图36E显示了当具有枕形失真的电子束eB3经过索引电极70A时从指示电极70A输出的检测信号，如图36D所示。图36F显示了当具有桶形失真的电子束eB3经过指示电极70A时从索引电极70A输出的检测信号，如图36D所示。图36G显示了当电子束eB几乎纵向经过索引电极70A的中心时输出的检测信号，如图36D所示。从这些数据可以看出，根据电子束eBL和eBR在扫描位置和扫描时间的差异，指示电极70A输出了具有不同的波形的检测信号。因此，例如，电子束eBL和eBR在指示电极70A的路径可以通过观察和分析电子束eBL和eBR经过凹口131和132时脉冲信号线的相位来估算。
实际上，脉冲信号线的相位分析是由指示信号处理电路61(见图4)对应从指示电极70A经由放大器AMP1获得的检测信号分析指示信号S2而完成的。指示信号处理电路61输出数据S3，以指示信号S2的分析为根据用于控制单元62来创建校正数据小位移的大小。根据从指示信号处理电路61输出的数据S3，控制单元62创建先前储存在校正数据存储器60的最初校正数据的小位移的大小，然后创建要被提供到DSP电路55R1和55R2的校正数据。DSP电路55R1和55R2根据由控制单元62提供的校正数据来校正图像数据。因此，图像数据的控制被完成，从而图像校正被进行以校正图像失真或类似情况。顺便说明，左DSP电路55L1和55L2按照相同的方式操作。
在本实施例中，通过在左右分离帧上进行这样的图像校正，左右分离帧被适当地连接和显示。因为只提供了一个指示电极70A，所以电子束eBL和eBR的扫描位置不能在完全相同的时间被检测。因此，左右分离帧不能被同时地校正。然而，左右分离帧的校正可以是通过扫描各行或各场来交替地检测电子束eBL和eBR的扫描位置从而交替地校正左右分离帧的图像数据。
图36A至36G每个都显示在指示电极70A中提供九个凹口的例子。然而，要在指示电极上提供的凹口数目没有被限制为九个，而是可以多于或少于九个。当图像失真包括更多复杂的高阶分量，有必要通过增加凹口数目提高检测精度。上面的描述涉及到凹口131和132为等距的情况。然而，不必必须按规定间隔提供凹口131和132。
在上面的描述中，电子束eBL和eBR各自的扫描位置被指示电极70A检测。然而，多个指示电极70A的提供使得分别地检测电子束eBL和eBR的扫描位置成为可能。当多个指示电极70A被提供时，电极的结构和外围结构与第一个实施例中参考图27A和27B所描述的结构相同。通过提供多个指示电极70A，电子束eBL和eBR的位置可以被分别而且同时检测，这样左右分离帧可以被同时校正。
图33A至33E图示了在本实施例的阴极射线管中用于左分离帧的图像数据的操作的一个具体实例。在本实施例中，用于对左分离帧图像数据进行操作的信号处理电路的结构与图4所示处理电路的结构相同。图33A显示了在本实施例中从帧存储器53读出并被输入到DSP电路50L的图像数据。输入到DSP电路50L的图像数据与在第一个实施例中参考图5A描述的图像数据相同。例如，640水平像素×480垂直像素的图像数据被输入。
图33B显示了在本实施例中经过DSP电路50L和DSP电路55L1的校正图像后被写入帧存储器56L的图像数据。类似于第一个实施例中参考图5B描述的DSP电路50L，在DSP电路55L1校正以前，DSP电路50L在重叠区域OL对352水平像素×480垂直像素(图33A的对角阴影)进行独立于位置校正的亮度校正。在图33B中，一个表示左分离帧亮度校正的调制波形被显示，以对应图像数据。亮度校正的细节与第一个实施例中所描述的相同。
另一方面，DSP电路50L进行亮度校正以后，DSP电路55L1对图33A中对角阴影所示352水平像素×480垂直像素进行水平方向(第一方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从352像素放大到480像素，从而产生480水平像素×480垂直像素的图像数据，如图33B所示。该操作的进行与第一个实施例的方式相同。放大图像的同时，DSP电路55L1执行校正水平图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70A的检测信号而获得的校正数据为根据。
在帧存储器56L中，由DSP电路50L和DSP电路55L1操作过的图像数据，对应一个用来指示由存储控制器63产生的写入地址的控制信号Sa3L，被对应各个颜色储存。在图33B的实例中，图像数据按从左上方开始向右的顺序被写入。储存在帧存储器56L的图像数据，对应一个用于指示由存储控制器63产生的读出地址的控制信号Sa4L，对应各个颜色被读出，然后被输入到DSP电路55L2。在本实施例中，输入/输出帧存储器56L的写入地址和读出地址的各自顺序由存储控制器63产生，且互不相同。在图33B的例子中，读出地址按照这样的一个方式产生图像数据按从右上方开始往下的顺序读出。
图33C显示了从帧存储器56L读出并被输入到DSP电路55L2的图像数据。如上面所提到，在本实施例中帧存储器56L的读出地址的顺序是图像数据从右上方往下被读出。因此，输入到DSP电路55L2的图像的形状被转换，以使图33B所示图像被反时针方向旋转90度。
DSP电路55L2对从帧存储器56L读出的480水平像素×480垂直像素的数据(见图33C)进行垂直方向(第二方向)的校正操作。此操作在水平方向上把图像从480像素放大到640像素，从而产生640水平像素×480垂直像素的图像数据，如图33D所示。放大图像的同时，DSP电路55L2执行校正垂直图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70A的检测信号而获得的校正数据为根据。
电子束eBL的扫描是从上到下，以从上述操作中获得的图像数据(见图33D)为根据，其中图33E中对角阴影所示的帧显示在荧光屏11的左边。在本实施例中，如上所述，输入的图像数据是针对图像失真或类似情况被校正的。因此，显示在荧光屏11上的左边图像被适当地显示，没有图像失真或类似情况。
图34A至34E图示了在本实施例的阴极射线管中用于右分离帧的图像数据的操作的一个具体实例。在本实施例中用于对于右分离帧的图像数据进行操作的处理电路的结构与图4所示处理电路的结构相同。图33A显示了在本实施例中从帧存储器53读出并被输入到DSP电路50R的图像数据。输入到DSP电路50R的图像数据与在第一个实施例中参考图6A描述的图像数据相同。例如，640水平像素×480垂直像素的图像数据被输入。
图34B显示了在本实施例中DSP电路50R和DSP电路55R1校正图像后被写入帧存储器56R的图像数据。在DSP电路50RI校正以前，DSP电路50R在重叠区域OL之前352水平像素×480垂直像素(图33A的之前角阴影)进行独立于位置校正的亮度校正。在图34B中，一个表示右分离帧亮度校正的调制波形80R被显示，以对应图像数据。
另一方面，DSP电路50R进行亮度校正以后，DSP电路55R1对图34A中对角阴影所示352水平像素×480垂直像素进行水平方向校正。此操作在水平方向上把图像从352像素放大到480像素，从而产生480水平像素×480垂直像素的图像数据，如图34B所示。
在帧存储器56R中，由DSP电路50R和DSP电路55R1操作过的图像数据，对应一个由存储控制器63产生的指示写入地址的控制信号Sa3R，被对应各个颜色储存。在图34B的实例中，图像数据按从左上方开始向右的顺序被写入。储存在帧存储器56R的图像数据，对应一个指示由存储控制器63产生的读出地址的控制信号Sa4R，被对应各个颜色读出，然后被输入到DSP电路55R2。在本实施例中，帧存储器56R的写入地址和读出地址的各自顺序由存储控制器63产生，且互不相同。在图34B的例子中，读出地址按照这样的一个方式产生图像数据按从左上方开始往下的顺序读出。
图34C说明从帧存储器56R读出并被输入给DSP电路55R2的图像数据。如上面所提到，在本实施例中帧存储器56R的读出地址的顺序是图像数据从左上方往下被读出的顺序。因此，输入到DSP电路55R2的图像的形状被转换，以使图34B所示图像被镜像反转并且反转的图像被反时针方向旋转90度。
DSP电路55R2对从帧存储器56R读出的480水平像素×480垂直像素的数据(见图34C)进行垂直方向的校正操作。此操作在水平方向上把图像从480像素放大到640像素，从而产生640水平像素×480垂直像素的图像数据，如图34D所示。放大图像的同时，DSP电路55R2执行校正垂直图像失真或其它的操作，以储存在数据存储器60的校正数据和通过分析来自指示电极70A的检测信号而获得的校正数据为根据。
基于从上述操作中获得的图像数据(参见图34D)，电子束eBR的扫描是从上到下，其中图34E中对角阴影所示的帧显示在磷光体屏幕11的右边。在本实施例中，如上所述，输入的图像数据是针对图像失真或类似情况被校正的。因此，显示在荧光屏11上的右边图像被适当地显示，没有图像失真或类似情况。因为图像失真或类似情况在左右分离帧被校正，如图33E和34E所示，适当的图像显示可以实现，使得当左右帧被连接时其连接区域可以是不显眼的。
图35所示例子是，在本实施例中，图7所示格子形状的参考图像被图4所示处理电路校正后在荧光屏11显示的图像。在图35中，左边分离帧对应图33E所示帧，它的像素数目是640水平像素×480垂直像素，分别被分成11水平块×16垂直块。在图35中，右分离帧对应图34E所示屏幕，它的块数与左分离帧的块数是相同的。
在第二个实施例中，类似于第一个实施例中参考图8和14等等描述的方法，当图35所示各个格点被设置为控制点，校正数据被提供到各个格点。于是，当仅仅左边的分离图像被讨论时，最初位移Fr(i，j)，Gr(i，i)，Fg(i，j)，Gg(i，j)，Fb(i，j)和Gb(i，j)的大小被提供给格点(i，j)(i＝1到11，j＝1到16)。该位移大小被作为最初校正数据(第一个校正数据)储存在校正数据存储器60中。控制单元62根据从指示信号处理电路61输出的指示指示信号S2的分析结果的数据S3，计算最初校正数据的小位移Fr(i，j)，Gr(i，j)，Fg(i，j)，Gg(i，j)，Fb(i，j)和Gb(i，j)的大小。然后，控制单元62把小位移的大小加到最初的校正数据上，从而产生提供给DSP电路55L1，55L2，55R1和55R2的校正数据。在本实施例中，由控制单元62创建的最后校正数据由上面的等式(A)至(F)表示。
如上所述，按照本实施例，当电子束eBL和eBR的行扫描是自上而下进行的，场扫描是在水平方向上按照相反方向从屏幕中心向右或向左进行的，左右分离帧的连接使得连接区域不显眼，因此优良的图像显示可以实现。
否则，本实施例的结构、操作和效果与上面的第一实施例所描述的相同。
第三实施例接下来，将描述本发明的第三实施例。
在本实施例中，一个随着电子束入射而射出光的部件被提供。
按照在图37所示的本实施例的阴极射线管中，随着电子束eBL和eBR入射而射出光的指示板110被放置在图1A和1B所示相当于指示电极70的位置。在按照本实施例的阴极射线管中，一个检测从指示板110射出光的光学透明检测窗口被提供于屏锥20的区域112，正对着指示板110。一个光检测器111被提供在屏锥20外部(管外)，正对着检测窗口的位置。该光检测器111连接到放大器AMP2。
该光检测器111对应于光检测装置的一个具体实例。
光检测器111检测从指示板110射出的光，并将检测到的光转换为一个电信号然后输出该电信号。放大器AMP2扩大从光检测器111输出的信号并输出该放大信号作为指示信号S2a。如同第一个和第二个实施例，从放大器AMP2输出的指示信号S2a被输入到指示信号处理电路61(见图4)，在那指示信号S2a被分析。指示信号处理电路61输出数据S3，用于控制单元62以指示信号S2a的分析为根据来创建校正数据小位移的大小。指示信号处理电路61对检测信号的分析，以及使用分析后输出的数据S3来校正图像数据的方法，与第一个和第二个实施例相同。
类似图25A所示指示电极70，图38A和38B所示指示板110A能被使用于这种情况，例如，电子束eBL和eBR在水平方向上进行行扫描、自上而下进行场扫描。
指示板110A由一个矩形的金属板部件形成，如图38A所示。随电子束eBL和eBR的入射而射出光的磷光体120被提供在指示板110A上。期望的是，例如，具有短暂余辉特征的磷光体被用作磷光体120。例如，P37(ZnSAg，Ni)，P46(Y3Al5O12Ce)，P47(Y2SiO5Ce之类能被用作为该磷光体120。磷光体120被纵向提供于指示极110A的整个中心区域，以使如图25A所示提供于指示电极70的凹口71的倒三角形图形在其中形成。在图38A中，由参考数字121指示的多个反三角形区域是没有提供磷光体120的区域。由磷光体120形成的图形没有被限制为图38A所示图形。例如，类似图26A至26E所示指示电极的凹口的多种图形可以被应用到磷光体120的图形。如上所述，磷光体120按一个预定图形形成。因此，当电子束eBL和eBR经过指示板110A时，具有磷光体120的部分间歇地射出光。该发射模式是容许的，以对应在指示电极70A检测的电检测信号的模式。
指示板110A的两侧被弯曲成如图38B所示山形，因此当电子束eBL和eBR扫描指示板110时，荧光屏11在指示板110A外部不必要的发射可以被防止。换言之，可以获得与图1A和1B所示的电子束屏蔽板27相同的效果。
类似图36A所示指示电极70A，图39A和39B所示指示板110B能被使用于电子束eBL和eBR在水平方向上进行行扫描、自上而下进行场扫描的情况。除了磷光体120形成的图形形状不同外，指示板110B的结构与图38A和38B所示指示板110A的结构相同。当电子束eBL和eBR经过指示板110B时，具有磷光体120的部分间歇地射出光。该发射模式是容许的，以对应在指示电极70A检测的电检测信号的模式。
在图38A和38B和图39A和39B所示的指示板110A和110B中，提供有磷光体120的区域可以按照与这些图形所示状态相反方向放置。例如，在图38A和38B所示指示板110A中，磷光体120可以只提供在由参考数字121指示的多个倒三角形区域。
如上所述，按照本实施例，在管内随电子束eBL和eBR的入射而射出光的指示板被提供在位于相邻左右分离帧的连接处侧面的电子束eBL和eBR过扫描区域，而且从指示板110射出的光由光检测器111检测和作为指示信号S2a经由放大器AMP2输出。因此，如同第一个和第二个实施例，根据指示信号S2a可以实现对图像数据的控制，从而左右分离帧的连接使得在位置和亮度上连接区域都不显眼。相应地，图像显示可以最优地实现。而且，按照本实施例，响应电子束eBL和eBR入射的信号被光学地检测。因此，与第一个和第二个实施例使用传导性电极诱发电检测信号的方法相比，第三个实施例有一个优点，即指示信号S2a具有更优良的高频率特征。
另外，本实施例的结构、操作和效果与上面的第一个和第二个实施例所描述的相同。
本发明不限制于上述实施例，多种修改是可以的。例如，本发明也适用于一个包含三个或更多电子枪的结构，其中单个帧是通过连接三个或更多扫描帧而形成的。而且，在上述实施例中，单帧是通过部分地重叠分离帧形成的。然而，单帧可以通过只线性地连接分离帧的末尾但不提供一个重叠区域而形成。
而且，在第一个实施例中，如图1B所示，给出的例子是电子束eBL和eBR的行扫描按照从屏幕中心向右或左两个相反方向进行的，而场扫描按照类似一般阴极射线管自上而下的方向进行的。然而，电子束eBL和eBR的扫描方向不局限于上述例子的方向。例如，行扫描也可以按照从屏幕的右或左侧到屏幕中心的方向进行。而且，在第二个实施例中，如图32所示，电子束eBL和eBR的场扫描是按照从屏幕中心向右或左两个相反方向进行的。然而，场扫描也可以按照从屏幕的右或左侧到屏幕中心的方向进行。此外，电子束eBL的扫描方向可以与电子束eBR的方向相同。
而且，在上述实施例中，给出的例子是符合NTSC的模拟全电视信号被用作为图像信号DIN。然而，图像信号DIN不局限于模拟全电视信号。例如，一个RGB(红绿蓝)模拟信号可以被用作图像信号DIN。在本例中，可以不用复合/RGB转换器51(见图4)而获得RGB信号。一个用于数字电视的数字信号也可以被作为图像信号DIN输入。在本例中，数字信号可以不用A/D转换器52(见图4)而直接获得。即使使用任何图像信号，接着帧存储器53的电路可以具有实质上与图4所示例子的电路结构相同的结构。
而且，帧存储器56L和56R可以从图4所示电路中除去，以使从DSP电路55L1和55R1输出的图像数据直接通过DSP电路55L2和55R2被提供到电子枪31L和31R。此外，在上述实施例中，输入的图像数据在水平校正之后经过垂直校正，但是相反地图像数据可以在垂直校正之后经过水平校正。另外，在上述实施例中，图像的放大与输入图像数据的校正是同时进行的。然而，图像数据可以不用放大而被校正。
此外，本发明不局限于阴极射线管。例如，本发明可以应用到多种类型的图像显示设备，例如投影型的图像显示设备，其通过一个发射光学系统放大一个在阴极射线管或类似物上显示的图像，然后投影放大图像到屏幕上。
显然，根据上述说明对本发明进行各种修正和改进是可行的。因此，需要理解的是在附加的权利要求的范围内，本发明的实践可以不照上面的具体描述。
权利要求
1.一种用于校正在图像显示设备上产生的图像的图像控制设备，该图像显示设备基于单维输入的图像信号来产生一个图像，所说图像显示设备连接多个分离帧以产生单个帧，包括在正对着这些相邻分离帧的连接区域的一个位置处提供的位置检测装置，用于检测这些分离帧的连接区域的位置，并且能够容许光或电信号响应于该图像的显示状态而从该位置检测装置输出，其中，该图像控制设备包含控制装置，用于在这样的方式进行控制，即输入到该图像显示设备的单维图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于在该图像显示设备上显示的图像信号并且被输出。
2.按照权利要求1的图像控制设备，进一步包括位置估算装置，其中，基于从该位置检测装置输出的光或电信号该位置估算装置获得在该分离帧的连接区域中的一个像素位置上的数据，并且基于该获得的数据估算在该分离帧的连接区域之外的区域中的一个像素位置上的数据，以及，控制装置基于估算的数据校正该图像数据，以使这些分离帧被适当地连接和显示。
3.按照权利要求1的图像控制设备，其中，控制装置包括第一个操作装置，用于基于从位置检测装置输出的光或电信号水平地校正该二维图像数据的一个像素阵列，以使这些分离帧在水平方向的适当位置被连接和显示；以及，第二操作装置，用于基于从位置检测装置输出的光或电信号垂直地校正该图像数据中的一个像素阵列，因此这些分离帧在垂直方向的适当位置被连接和显示。
4.按照权利要求1的图像控制设备，其中，控制装置使得在校正一个像素阵列时对该分离帧的连接区域上的图像数据进行亮度校正。
5.按照权利要求1的图像控制设备，其中，控制装置还包括储存图像数据的装置，用于以对应于写入地址的第一顺序水平地存储从第一操作装置输出的图像数据，用于储存图像数据的装置能够垂直地读取储存的图像数据并且以图像数据转动90度的状态来输出该图像数据，产生地址的装置，用于产生一个与储存图像数据装置相关的图像数据的写入地址，该地址产生装置能够按照与第一顺序不同的第二顺序产生一个在图像数据储存装置中储存的图像数据的读出地址。
6.按照权利要求1的图像控制设备，进一步包括储存校正数据的装置，用于储存校正图像显示状态的第一校正数据，该第一校正数据是从屏幕上显示的图像获得的，其中，该控制装置基于储存在储存校正数据的装置中的第一校正数据和基于从位置检测装置输出的光或电信号获得的第二校正数据执行校正该图像数据的操作，因此该分离帧被适当地连接显示，将校正的图像数据转换成用于在图像显示设备上显示的图像信号，并且输出该图像信号。
7.按照权利要求6的图像控制设备，其中第一和第二校正数据是显示在屏幕上的图像的离散二维图像数据中一个像素偏离它的适当显示位置的位移大小数据，并且使用在未修正的图像数据中位移了该位移大小的位置处的像素值运算校正的图像数据的一个像素值。
8.按照权利要求6的图像控制设备，其中第一和第二校正数据是对于显示在屏幕上的图像在离散二维图像数据中多个取样像素中各个像素偏离它的正确显示位置的位移大小数据，使用在未修正的图像数据中位移了取样像素位移大小的位置处的像素值，对未校正图像数据中每个取样像素的像素值进行操作，并且，使用未修正的图像数据中位移了非取样像素偏离正确显示位置位移大小位置处的像素值，对校正的图像数据中一个非取样像素的像素值进行操作，该非取样像素的位移大小根据取样像素的位移大小来估算。
9.按照权利要求1的图像控制设备，其中图像显示设备是一个阴极射线管，包括多个电子枪，它们发出多个电子束来扫描有效的图像区域和该有效图像区域以外的过扫描区域；电子束检测装置，对应于位置检测装置，它被提供在相邻分离帧的连接区域的侧面上的过扫描区域中，并且响应于入射的电子束而输出光或电信号，以及，控制装置，基于从该电子束检测装置输出的光或电信号对图像数据进行控制，因此这些分离帧被适当地连接，以便显示。
10.一种图像显示设备，它根据一个单维输入的图像信号来产生一个图像，并连接多个分离帧来产生单个帧，该图像显示设备包括位置检测装置，被提供在正对着该相邻的分离帧的连接区域的位置处，用于按照该图像的显示状态输出光或电的信号；控制装置，用于以这样的方式进行控制，即单维输入的图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于显示的图像信号并且被输出；以及图像显示装置，用于基于由该控制装置校正的图像数据来产生一个图像。
11.按照权利要求10的图像显示设备，进一步包括位置估算装置，其中，基于从该位置检测装置输出的光或电信号该位置估算装置获得在该分离帧的连接区域中的一个像素位置上的数据，并且基于该获得的数据估算在该分离帧的连接区域之外的区域中的一个像素位置上的数据；以及该控制装置基于估算的数据来校正该图像数据，以使该分离帧被适当地连接和显示。
12.按照权利要求10的图像显示设备，其中，控制装置包括第一个操作装置，用于基于从位置检测装置输出的光或电信号水平地校正该图像数据的一个像素阵列，以使这些分离帧在水平方向的适当位置被连接和显示；以及第二个操作位置，用于基于从位置检测装置输出的光或电信号垂直地校正该图像数据的一个像素阵列，以使这些分离帧在垂直方向的适当位置被连接和显示。
13.按照权利要求10的图像显示设备，其中，控制装置使得在校正一个像素阵列时对该分离帧的连接区域上的图像数据进行亮度校正。
14.按照权利要求12的图像显示设备，其中，控制装置还包括储存图像数据的装置，用于以对应于写入地址的第一顺序水平地储存从第一操作装置输出的图像数据，用于储存图像数据的装置能够垂直地读取储存的图像数据并且以图像数据转动90度的状态来输出该图像数据，产生地址的装置，用于产生一个与储存图像数据装置相关的图像数据的写入地址，该地址产生装置能够按照与第一顺序不同的第二顺序产生一个在图像数据储存装置中储存的图像数据的读出地址。
15.按照权利要求10的图像显示设备，进一步包括储存校正数据的装置，用于储存校正图像显示状态的第一校正数据，该第一校正数据是从屏幕上显示的图像获得的，其中，该控制装置基于储存在储存校正数据的装置中的第一校正数据和基于从位置检测装置输出的光或电信号获得的第二校正数据执行校正该图像数据的操作，因此该分离帧被适当地连接，将校正的图像数据转换成用于在图像显示设备上显示的图像信号，并且输出该图像信号。
16.按照权利要求15的图像显示设备，其中第一和第二校正数据是显示在屏幕上的图像的离散二维图像数据中的一个像素偏离它的适当显示位置的位移大小数据，并且使用在未修正的图像数据中位移了该位移大小的位置处的像素值运算校正的图像数据的一个像素值。
17.按照权利要求15的图像显示设备，其中第一和第二校正数据是对于显示在屏幕上的图像在离散二维图像数据中多个取样像素中各个像素偏离它的正确显示位置的位移大小数据，使用在未修正的图像数据中位移了取样像素位移大小的位置处的像素值，对未校正图像数据中每个取样像素的像素值进行操作；以及使用未修正的图像数据中位移了非取样像素偏离正确显示位置位移大小的位置处的像素值，对校正的图像数据中一个非取样像素的像素值进行操作，该非取样像素的位移大小根据取样像素的位移大小来估算。
18.按照权利要求10的图像显示设备，进一步包含多个电子枪，它们发出多个电子束来扫描有效的图像区域和该有效图像区域以外的过扫描区域；以及电子束检测装置，对应于位置检测装置，它被提供在相邻分离帧的连接区域的侧面上的过扫描区域中，并且响应于入射的电子束而输出光或电信号，其中，控制装置，基于从该电子束检测装置输出的光或电信号对图像数据进行控制，因此这些分离帧被适当地连接，以便显示。
19.按照权利要求18的图像显示设备，进一步包括光检测装置，用于检测由该电子束检测装置产生的光，其中，该电子束检测装置包括装备有磷光体的部件，该磷光体响应于入射的电子束而发出光。
20.按照权利要求18的图像显示设备，进一步包括一个荧光屏，它被电子束扫描，其中，在该电子束检测装置和该荧光屏之间的过扫描区域提供了一个屏蔽部件，用于防止该电子束达到该荧光屏。
21.按照权利要求18的图像显示设备，其中电子束在垂直方向上或在水平方向上扫描。
22.一种用于校正在图像显示设备上产生的图像的图像控制方法，该图像显示设备基于单维输入的图像信号来产生一个图像，该图像显示设备连接多个分离帧以产生单个帧，包括位置检测装置，被提供在正对着相邻分离帧的连接区域的一个位置处，用于检测该分离帧的连接区域的一个位置，并且能容许响应于该图像的显示状态从该位置检测装置输出光或电信号，该方法包括以这样的方式进行控制，即输入到图像显示设备的单维图像信号被转换成离散的二维图像数据，并且用于以这样的方式进行控制，即基于从位置检测装置输出的光或电信号校正该图像数据中的一个像素排列，以使在该图像显示设备产生图像时该分离帧被适当地连接和显示，然后该校正图像数据被转换成用于在该图像显示设备上显示的图像信号并且被输出。
全文摘要
一种图像控制设备和方法,图像显示设备,采用连接区域不显眼的方法连接多个分离帧,能够产生高质量图像。在左和右分离帧的连接区域的侧面的过扫描区域中提供一指示电极。该电极响应于在过扫描区域中电子束扫描输出检测信号。根据该信号,获得在该分离帧连接区域中一个像素位置的数据。另外,基于如此获得的数据,估算在该分离帧连接区域外的一区域内像素位置的数据。同时,利用根据从指示电极输出的检测信号获得的数据,执行图像数据的控制,左右分离帧被适当地连接。
文档编号G06F3/14GK1276677SQ0012221
公开日2000年12月13日 申请日期2000年5月25日 优先权日1999年5月25日
发明者斋藤了, 村口昭一, 加藤泰信, 细川弘, 冈田正道 申请人:索尼公司