专利名称：阴极射线管和阴极射线管中的信号检测方法
技术领域：
本发明涉及一种用于显示各种图象的阴极射线管和一种用于检测校正阴极射线管中图象显示等所使用的信号的信号检测方法。
背景技术：
阴极射线管(CRT)被广泛地应用于图象显示设备(例如电视接收机，各种显示器等)。在CRT中，从朝着荧光屏安装的电子枪中辐射一个电子束，和该电子束由偏转线圈等电磁偏转。
具有单一电子枪的CRT是公知的。近年，也开发了具有多个电子枪的CRT。例如，已经开发了显示彩色图象具有两个电子枪并且每个电子枪辐射红(R)、绿(G)、蓝(B)三个电子束的CRT。在直线型电子枪的CRT中，从多个电子枪辐射出的多个电子束形成多个分离图象平面，这些平面被合并，由此形成一个单一图象平面。以此方式，显示一个图象。例如，涉及直线电子枪型CRT的技术在日本专利公开昭和50-17167等中公开。这种直线电子枪型CRT具有优点，即可以实现大屏幕同时与使用单一电子枪的CRT相比减少深度。
通常知道，CRT上图象的显示状态按照条件改变。例如，按照CRT使用的环境，外部磁场例如地球磁场的影响改变，引起图象失真称为“光栅失真”。在显示彩色图象的CRT情况下，出现称为“会聚失调”的彩色偏离等，在显象管屏幕上每个彩色电子束的扫描位置偏离。这种显示状态的改变对直线电子枪型CRT中结合部分显示状态准确性产生不利影响。
发明人在日本专利3068115中已经建议了一种按照电子束扫描位置输出电检测信号和使用检测信号校正图象显示状态的技术。在建议中，在显象管电子束的重复扫描区内提供称为指示电极的一个电极，并且按照电子束入射角从指示电极输出电信号(下面称为“电指示方法”)。在电指示方法中，由指示电极检测出的电信号通过利用形成CRT的玻壳的一部分组成的电容器被输出给玻壳外部。通过利用电指示方法，可以直接检测电子束的扫描路径。通过利用电指示方法，各种位置上电子束路径的位移可以被计算，所以有着可以细致地校正图象显示状态的优点。
由上述电指示方法提取的电信号(下面，也称为“指示信号”)如图1所示包括不仅有关电子束路径的必要信息(下面也称为“指示信息”)也包括包含在阳极中各种不必要信号成分。图1中参考号码202表示的一部分代表所需要指示信息的信号部分。图2是表示指示信息的信号部分202的放大图。不必要信号成分包括例如回扫变压器产生的高压和由偏转线圈产生的H周期(水平周期)脉冲(图1中参考号码201)。
如图1和2所示，尽管水平周期脉冲信号数值作为不必要信号成分为例如10V或更高，表示必要指示信息的脉冲信号数值仅仅大约100mV。当不必要信号成分的信号值远远大于必要信号成分值时，SN(信噪比)比值减弱和产生提取必要指示信息的精度减弱。提取指示信息精度的减弱对指示信息用于校正图象显示状态情况下的校正精度产生不利影响。
作为高精度提取指示信息的一种方法，利用例如滤波器电路消除不必要波形成分的方法可以考虑。可是，在通过利用滤波器电路高精度提取信号的情况下，必然产生例如非常复杂电路的问题。
发明内容
针对上述问题已经实现了本发明，本发明的目的是提供一种阴极射线管和在该阴极射线管中的信号检测方法，该射线管能够从按照电子束入射角输出的电检测信号中精确地提取必要信号成分而不使用复杂的电路设计。
按照本发明的阴极射线管具有一个玻壳；一个阳极部分，对该部分施加阳极电压；一个电子枪，用于辐射扫描有效图象平面区和有效图象平面区之外的重复扫描区的电子束；第一信号输出装置，用于按照扫描重复扫描区电子束的入射角输出一个电检测信号；第二信号输出装置，连接到阳极电压部分，用于按照阳极电压输出基准信号。按照本发明的该阴极射线管还包括信号提取装置，用于根据基准信号消除包含在检测信号中的不必要信号成分和提取和输出一个必要信号成分。
按照本发明的阴极射线管中信号检测方法应用于具有一个玻壳、一个阳极电压部分和一个电子枪的阴极射线管中，该阳极施加了阳极电压，该电子枪用于辐射扫描有效图象平面区和有效图象平面区之外的重复扫描区的电子束。在这种阴极射线管中按照本发明的信号检测方法包括步骤按照扫描重复扫描区电子束的入射角输出一个电检测信号；按照施加在阳极电压部分中的阳极电压输出一个基准信号；根据基准信号消除包含在检测信号中的不必要信号成分；提取和输出一个必要信号成分。
在阴极射线管和按照本发明的阴极射线管中的信号检测方法中，按照扫描重复扫描区电子束的入射角输出电检测信号，输出按照施加到阳极电压部分上的阳极电压的基准信号。根据基准信号消除包含在检测信号中的不必要信号成分，提取和输出必要信号成分。
根据下列说明本发明的目的和、特征和优点将更清楚。
图1是表示一个指示信息信号和包含在从指示电极输出信号中的不必要信号成分的示意图。
图2是图1所示指示信号部分的放大图。
图3A和3B是表示按照本发明第一实施例的阴极射线管的图，图3B是表示阴极射线管电子束扫描方向的正视图，而图3A是图3B中沿线IA-IA的截面图。
图4是表示电子束扫描方向另一个例子的示意图。
图5A到5E是表示按照本发明第一实施例CRT中指示电极结构和利用指示电极的位置检测操作的示意图。
图6A到6G是表示在垂直方向执行主扫描情况下指示电极结构和利用指示电极的位置检测操作的示意图。
图7是表示用于输出指示信号的电容器和用于输出基准信号的电容器设计的截面图。
图8A表示外部电极部分结构，图8B表示内部电极部分结构。
图9是表示用于输出信号的电容器中电极部分结构另一个例子的结构图。
图10是表示用于提取指示信息信号电路一个例子的电路图。
图11是表示按照本发明第一实施例的阴极射线管中信号处理电路的阴极射线管中信号处理电路设计的方框图。
图12是表示按照本发明第二实施例CRT中输出信号的电容器结构的截面图。
图13A表示输出信号的电容器外部电极部分结构，和图13B表示输出信号的电容器内部电极部分结构。
下面参照附图消息说明本发明的实施例。
第一实施例如图3A和3B所示，按照本发明的阴极射线管具有一个面板部分10，其中形成了荧光屏11A和与面板部分10一体的漏斗部分20。在漏斗部分20后端部分的左右两侧，分别形成了两个具有内部电子枪31R和31L的细长颈部30R和30L。形成CRT的整个形状也称为“玻壳”。面板部分10开口和漏斗部分20的开口熔化相互连接并且玻壳内部保持高度真空状态。在荧光屏11A上，形成通过入射电子束发光的荧光粉图案。面板部分10的表面起图象显示屏(显象管屏幕)作用，在上面由荧光屏11A发光显示图象。
玻壳的成分主要是玻璃材料。玻壳安装了输出指示信号的电容器C10和输出基准信号的电容器C21，将在下面描述。在图3A中，只表示了输出指示信号的电容器C10，而没有图示输出基准信号的电容器C21。输出指示信号的电容器C10对应于本发明第一电容器的具体例子，而输出基准信号的电容器C21对应于本发明的第二电容器的具体例子。
在CRT内部，安置了一个彩色选择装置得以面对荧光屏11A。该彩色选择装置12按照各种系统称为缝隙光栅或阴罩。彩色选择装置12的周边由框架13支撑并且通过框架13安装的支撑弹簧附着在面板部分10的内表面。
漏斗部分20安装了一个阳极端子(阳极电极)用于施加阳极电压HV(在图3A和3B中没有表示)。在从漏斗部分20到颈部30R和30L的周围部分上安装了偏转线圈21R和21L和调焦线圈32R和32L。偏转线圈21R和21L用于分别偏转由电子枪31R和31L发射的电子束5R和5L。调焦线圈32R和32L聚焦电子枪31R和31L发射的各个彩色的电子束。
在内部周围表面从颈部30到面板部分10的荧光屏11A覆盖了内部导电膜22。内部导电膜22与阳极端子电连接(未图示)。阳极电压HV通过阳极端子施加到内部导电膜22。漏斗部分20的外周围表面覆盖了外部导电膜23。
每个电子枪31R和31L尽管没有图示具有三个阴极R(红)、G(绿)、B(蓝)，一个加热器用于加热每个阴极，多个安置在阴极前面的栅极。在电子枪31R和31L中，当加热器加热阴极时幅度根据视频信号的阴极驱动电压被施加到阴极上，该阴极按照视频信号发射大量热电子。当阳极电压、聚焦电压等施加到栅极时，栅极形成电镜系统将电镜作用施加到阴极发射的电子束上。通过电镜作用，栅极将阴极发射的电子束聚焦，控制电子束发射数量，执行加速控制等。电子枪31R和31L发射的各个彩色的电子束通过彩色选择装置12等入射到荧光屏11A中相应彩色荧光粉上。
通过参照图3B和4，将描述CRT中电子束扫描方法的概要。在CRT中，由安置在左侧的电子枪31L发射的电子束5L形成图象平面的大部分左半边。由安置在右侧的电子枪31R发射的电子束5R形成图象平面的大部分右半边。通过将左右电子束5L和5R形成的分离图象平面的端部结合，单一图象平面SA形成为一个整体，由此形成一个图象。形成整体的图象平面SA的中心部分是区域OL，其中左和右的分离图象相互重叠。重叠区OL中的荧光屏11A由电子束5R和5L共享。
图3B所示的扫描方法在水平方向执行所谓行扫描(主扫描)在从上到下的垂直偏转方向执行所谓场扫描。在图3B所示的扫描例子中，当从图象显示屏一侧观察时行扫描由左电子束5L在水平偏转方向从右向左执行(图3A方向X2)。另一方面，当从图象显示屏一侧观察时行扫描由右电子束5R在水平偏转方向从左向右执行(图3A方向X1)。因此，在图3B的扫描例子中，由电子束5R和5L进行的行扫描从屏幕中心部分朝相反外侧水平地进行，而场扫描在一般的阴极射线管中从顶到底进行。在该扫描方法中，电子束5R和5L的行扫描也可以在与图3B相反的方向从屏幕外侧向幕中心部分进行。电子束5R和5L的扫描方向可以设置成为相同方向。
图4所示扫描方法中电子束5R和5L的行扫描和场扫描以图3B所示扫描方法的相反方向进行。由于在垂直方向执行行扫描，该扫描方法也称为垂直扫描方法。在图4所示的扫描例子中，电子束5R和5L的行扫描从顶到底进行(图4中Y方向)。另一方面，左电子束5L的场扫描从图象显示屏幕一侧观察从右向左进行(X2方向)，而右电子束5R的场扫描从图象显示屏幕一侧观察从左向右进行(X1方向)。因此，在图4所示的例子中，电子束5R和5L的场扫描从屏幕中心部分水平地向相反方向外侧进行。在该扫描方法中，电子束5R和5L的场扫描也可以从屏幕外侧向屏幕中心部分进行。
在阴极射线管相邻的左右分离图象平面结合部分中的电子束5R和5L重复扫描区OS中，在面对荧光粉平面11A的位置上安装了指示电极70。该指示电极70安装在对应显象管重叠区OL的位置。在指示电极70和荧光屏11A之间，安装了作为对电子束5R和5L遮挡元件的电子束屏蔽27。电子束屏蔽27具有屏蔽电子束5R和5L的功能以便在重复扫描区OS重复扫描的电子束5R和5L不到达荧光屏11A和使荧光粉发光。例如，电子束屏蔽27安装得悬挂在框架13上以作为支持彩色选择装置12的基础。电子束屏蔽27通过框架13与内部导电膜22电连接，以便阳极电压HV施加到电子束屏蔽27上。
图3A的指示电极70具有按照每个电子束5R和5L的入射角输出电检测信号的功能。在指示电极70中，如图5A所示，没有具有倒三角型的多个透孔71安置得在纵向等间隔。指示电极70由导电材料例如金属制造，利用框架13作为基础通过例如未图示的绝缘元件悬挂。指示电极70电连接到电阻R1的一端。电阻R1的另一端电连接到施加阳极电压的部分上(例如，框架13等)。因此，通过电阻R1对指示电极70提供阳极电压HV。该指示电极70也电连接到电容C10的内部电极42，用于通过引线26输出指示信号，该信号在下面描述。在显象管中，通常在指示电极70和电子束屏蔽27之间和指示电极70与内部导电膜22之间产生寄生电容。指示电极70安装的透孔形状和透孔排列不限于图5A所示的样子。
当重复扫描电子束5R和5L入射到指示电极70上时，指示电极70上的电位下降得比通常低。在CRT中，压降信号作为指示检测信号通过电容C10引出到显象管外部以输出指示信号，并且主要用于校正图象状态。
在垂直扫描方法情况下，安装了例如具有图6A所示结构的指示电极70A。该指示电极70A具有第一透孔131，具有矩形形状以便其纵向与电子束5R和5L的行扫描方向垂直(Y方向)；第二透孔132，具有细长形状以便与电子束5R和5L的场扫描方向(图4的X1和X2方向)一致。多个第一透孔131和多个第二透孔132交替排列。在图6A的例子中，第一透孔131排列在指示电极70A的两端。
图7到9表示了用于输出指示信号的电容器C10和用于输出基准信号的电容器C21的结构。每个输出指示信号的电容器C10和输出基准信号的电容器C21利用玻壳的一部分电介质元件形成，例如作为电介质的面板部分10和漏斗部分20。
输出指示信号的电容器C10用于输出由指示电极70产生的电指示检测信号Sind到玻壳外部。输出指示信号的电容器C10具有一个外部电极41用于输出提供给显象管外部的指示信号，一个内部电极42用于输出提供给显象管内部的指示信号，和一个电介质部分43利用例如漏斗部分20的一部分电介质元件20A形成。外部电极41和内部电极42安置得以电介质部分43位于两者之间而相互面对，如图7所示。
用于输出指示信号的外部电极41如图8A所示安装在漏斗部分20形成的区域23A中，与外部导电膜23电绝缘。如图7所示，外部电极41连接到输出指示检测信号Sind的外部端子61。输出给外部端子61的指示检测信号被Sind输出给信号提取电路50(图10)，该电路在下面描述。输出指示信号的内部电极42安装在漏斗部分20上的区域22A，与内部导电膜22电绝缘。该内部电极42通过引线26电连接到指示电极70。外部电极41和内部电极42例如以与图8A和8B所示的相同大小的正方形形成。外部电极41和内部电极42的形状不限于正方形，而可以是其它形状(例如，圆形)。外部电极41和内部电极42不总是具有相同大小。
输出基准信号的电容器C21用于输出基准信号Sref给玻壳外部。如同下面所描述的，基准信号Sref是用于从指示检测信号Sind提取必要指示信息的信号。输出基准信号的电容器C21具有外部电极44，用于输出提供在显象管外部的基准信号和利用例如漏斗部分20的一部分电介质元件形成的一个电介质部分46。输出基准信号的电容器C21利用内部导电膜22作为电极形成。即，通过安置如图7所示的输出基准信号的外部电极44与内部导电膜22间隔电介质部分46相互面对，输出基准信号的电容器C21具有存储电荷(电容)的能力。由于阳极电压HV被施加到内部导电膜22，使用阳极电压HV的基准信号Sref从输出基准信号的电容器C21输出。
输出基准信号的外部电极44如图8A所示安装在漏斗部分20的区域23B中，与外部导电膜23电绝缘。如图7所示，外部电极44电连接到输出基准信号Sref的输出端子62。输出给输出端子62的基准信号被输入给下面描述的信号提取电路50。外部电极44如图8A所示形成为正方形。外部电极44的形状不限于正方形，而可以是其它限制(例如，圆形)。
输出指示信号的外部电极41和输出基准信号的外部电极44可以安装在公共绝缘区域23C，如图9所示。尽管在图示的例子中每个绝缘区域形成为矩形，绝缘区域的形状可以是其它限制(例如，圆形)。
图10表示了利用基准信号Sref从指示检测信号Sind提取指示信息信号S2的信号提取电路。信号提取电路50具有一个指示信号输出电路51用于放大指示检测信号Sind和输出放大的信号，一个基准信号输出电路52用于放大基准信号Sref和输出放大的信号。信号提取电路50也具有减法电路53用于计算输出电路51放大的指示检测信号Sind和输出电路52放大的基准信号Sref之间的差并且输出该差值作为包含在指示检测信号Sind中的指示信息信号S2。指示信息信号S2通过输出端子63被输出给指示信号处理电路105(图11)，该电路在下面描述。
输出电路51具有放大器AMP1用于信号放大，和输入电阻器Ri1和输入电容器Ci1用于放大器AMP1。放大器AMP1的输入端子连接到输出端子61以接收指示检测信号Sind。放大器AMP1的输出端子连接到减法电路53的输入端子之一。输入电阻器Ri1的一端和输入电容器Ci1的一端连接到放大器AMP1的输出端子61和输入端子之间。输入电阻器Ri1和输入电容器Ci1的另一端接地。
输出电路52具有一个放大器AMP2用于信号放大，一个输入电阻器Ri2和一个输入电容器Ci2用于放大器AMP2。输出电路52还具有一个调节电容器C3用于使指示检测信号Sind的信号波形与基准信号Sref匹配。放大器AMP2的输入端子通过调节电容器C3连接到输出端子62以通过调节电容器C3接收基准信号Sref。放大器AMP2的一个输出端连接到减法电路53的另一个输入端子。输入电阻器Ri2的一端和输入电容器Ci2的一端连接到放大器AMP2的调节电容器C2与输入端子之间。输入电阻器Ri2和输入电容器Ci2的另外端接地。
包含在从输出电容器C10和C21输出的指示检测信号Sind中的不必要信号成分幅度和基准信号Sref的幅度按照输出电容器C10和C21的电容改变。因此，为根据指示检测信号Sind和基准信号Sref之间的差值提取必要信号成分(指示信息信号S2)，信号成分的幅度必须相互匹配。例如通过调节输出电容器C10和C21外部电极41和44的大小或在每个信号输出电容器C10和C21输出一侧上安装幅度调节电容器或放大器可以调节波形的幅度。
在信号提取电路50中，每个放大器AMP1和AMP2和调节电容器C3具有这种调节幅度的功能。通过将包含在指示检测信号Sind中的不必要信号成分幅度与基准信号Sref幅度匹配，可以良好地从减法电路53输出指示信息信号S2。
图11表示了CRT的信号处理电路。CRT具有一个模数(A/D)转换器101，一个存储器102，数模(D/A)转换器103R和103L，调制器104R和104L，视频放大器VAMP-R和VAMP-L。CRT也具有一个指示信号处理电路105，一个定时发生器106、一个聚焦电路107、一个偏转电路108。
A/D转换器101将输入模拟视频信号SV转换为数字信号。存储器102临时存储由A/D转换器101转换的数字视频信号SV。存储器102采用例如行存储器或场存储器的形式，并且以例如行单位或场单位为基础存储输入视频信号。对存储器102读/写信号的操作由未图示的存储器控制器控制。
根据存储在存储器102中的视频信号SV画出图象左半部分所必须的信号被输入给D/A转换器103L。另一方面，根据存储在存储器102中的视频信号SV画出图象右半部分所必须的信号被输入给D/A转换器103R。每个D/A转换器103R和103L将输入数字信号转换为模拟信号。调制器104L根据提供的被调制信号S3L调制D/A转换器103L输出的视频信号的强度。调制器104R根据提供的被调制信号S3R调制D/A转换器103R输出的视频信号的强度。视频放大器VAMP-R和VAMP-L将调制器104R和104L输出的强度调制视频信号放大并且分别输出放大的信号给电子枪30R和30L。
对于指示信号处理电路105，从信号提取电路50中的减法电路53输出的指示信息信号S2被输入。指示信号处理电路105输出用于控制左右分离图象平面结合部分中强度调制的调制信号S3R和S3L以及用于校正光栅失真等的校正信号S4。定时发生器106根据输入同步信号SS输出定时信号给A/D转换器101、存储器102、D/A转换器103R和103L、指示信号处理电路105。聚焦电路107根据来自指示信号处理电路105的校正信号S4控制聚焦线圈32R和32L。偏转电路108根据来自指示信号处理电路105的校正信号S4控制偏转线圈21R和21L。
现在将描述具有上述结构的CRT的操作。
作为举例，将描述水平扫描左右分离图象平面的情况，每个图象平面具有利用电子束5R和5L从图象中心部分到相反的外侧的H/2(1H代表一个水平扫描周期)。写入存储器102的1H视频信号被一分为二(H/2)。左分离图象的信号以与未图示存储器控制器控制的写入时相反的方向被读取，并且输入给D/A转换器103L。右分离图象的信号以与未图示存储器控制器控制的写入时相同的方向被读取，并且输入给D/A转换器103R。D/A转换器103L将相反方向读取的H/2左分离图象平面的数字信号转换为模拟信号并且输出模拟信号给调制器104L。D/A转换器103R将相同方向读取的右分离图象平面的数字信号转换为模拟信号并且输出模拟信号给调制器104R。
调制器104R和104L根据调制信号S3R和S3L调制输入视频信号的强度，并且分别输出产生的信号给视频放大器VAMP-R和VAMP-L。输入给视频放大器VAMP-R和VAMP-L的信号被放大到预定电平，和被放大的信号被提供给安装在电子枪31R和31L中未图示的阴极作为阴极驱动电压。通过该电压，电子束5R和5L从电子枪31R和31L发射。按照实施例的CRT可以显示一个彩色图象。实际上，为每个电子枪31R和31L提供了R、G、B彩色的阴极，并且每个电子枪31R和31L发射R、G、B的电子束。每个彩色的电子束电流被单独控制以调节每个彩色电子束的强度和色彩。
从电子枪31R发射的右电子束5R和从电子枪31L发射的左电子束5L通过彩色选择装置12并且入射到荧光屏11A上。电子束5R和5L分别通过聚焦线圈32R和32L电磁作用聚焦并且通过偏转线圈21R和21L的电磁作用偏转。通过该操作，以电子束5R和5L对整个荧光屏11A进行扫描，和在面板部分10的显象管屏幕11B上的图象平面SA显示所希望的图象(图3B)。
当以电子束5R和5L扫描重复扫描区OS并且电子束5R和5L进入指示电极70时，压降出现在指示电极70上。按照该压降的信号通过输出指示信号的电容器C10(图7)被输出到显象管外部作为指示检测信号Sind。该指示检测信号Sind通过输出端子61被输入给信号提取电路50中的指示信号输出电路51(图10)。另一方面，按照阳极电压HV的基准信号Sref被从基准信号输出电容器C21输出(图7)。基准信号Sref通过输出端子62被输入给信号提取电路50中的基准信号输出电路52(图10)。
指示信号输出电路51放大输入指示检测信号Sind并且输出结果给减法电路53(图10)。基准信号输出电路52放大输入基准信号Sref并且输出结果给减法电路53。同时，在指示信号输出电路51和基准信号输出电路52中，执行用于将包含在指示检测信号Sind中的不必要信号成分幅度与基准信号Sref幅度匹配的调节。减法电路53计算输入指示检测信号Sind和基准信号Sref之间的差，由此消除包含的指示检测信号Sind中的不必要信号成分，只提取必要信号成分(指示信息信号S2)，和输出该指示信息信号S2。从减法电路53输出的指示信息信号S2通过输出端子63被输入给指示信号处理电路105。
指示信号处理电路105根据输入指示信息信号S2分析电子束5R和5L的扫描位置等，和根据分析结果输出用于校正光栅失真等的校正信号S4。聚焦电路107根据来自指示信号处理电路105的校正信号S4控制聚焦线圈32R和32L。偏转电路108根据来自指示信号处理电路105的校正信号S4控制偏转线圈21R和21L。通过该操作，校正了电子束的扫描位置和校正了光栅失真等。指示信号处理电路105根据输入指示信息信号S2输出用于调制左右分离图象屏幕的结合部分中的强度的调制信号S3R和S3L。调制器104R和104L根据D/A转换器103R和103L输出的视频信号上的调制信号S3R和S3L执行强度调制。通过该操作，校正左右分离图象平面结合部分中的强度。以此方式，左右分离图象平面按照位置和强度被适当地结合并且显示。
现在参照图5A到5E，将描述通过分析来自指示电极70的检测信号所获得的数据。
图5A到5E表示了指示电极70的例子和指示电极70输出的电检测信号波形。在CRT中，通过在导电指示电极70中提供透孔71，可以检测在水平方向(行扫描方向)和垂直方向(场扫描方向)上电子束5R和5L的扫描位置。将只描述电子束5R的情况，其中相对屏幕中心从左向右进行行扫描和从顶到底进行场扫描(图中Y方向)。
在图5A中，路径BY表示在图象校正之前电子束5R水平方向扫描的起点。图象校正之前电子束5R的路径BY具有枕形形状，其中水平方向的中心部分变窄而水平方向上部和下部变宽。路径BY0表示电子束5R水平方向扫描起点，其中进行适当的图象校正。在个该实施例中，为检测电子束5R的位置，在安装了指示电极70的重复扫描区OS中，用于对应至少透孔71数量的位置检测的多个电子束B1到B5被允许通过。下面，将描述假设电子束象图示的电子束B10到B50一样通过多个透孔71的几乎中心的情况。用于位置检测通过指示电极70的电子束数量不限于透孔71的数量。
当位置检测的电子束B1到B5通过指示电极70时，如图5B所示，每个具有两个脉冲的检测信号被输出。两个脉冲信号是当电子束B1到B5的任何一个在透孔71两端通过电极部分时输出的信号。从每个电子束B1到B5扫描起点(时间t＝0)到第一脉冲信号边缘(th1到th5)的时间(th1到th5)表示水平偏转的幅度和光栅失真状态。当所有th1到th5变成等于预定时间th0时，这表示水平偏转被完全校正。
图5C表示了检测信号，该信号在水平偏转被校正之后输出。如上所述，当电子束B1到B5通过透孔71安装在指示电极70中的部分时，输出两个脉冲信号。这时输出的的脉冲信号的脉冲间隔tv1到tv5对应透孔71在垂直方向的位置。当所有脉冲间隔(tv1到tv5)变成预定时间tv0时，这意味着垂直幅度和线性被调节和垂直偏转被完全校正。在水平偏转和垂直偏转被完全校正之后，如图5D所示，从扫描起点(t＝0)到第一脉冲信号边缘部分的时间是预定时间th0和两个脉冲的间隔是预定时间tv0的检测信号被输出。如图5E所示，在理想状态下电子束B1a到B5a通过几乎指示电极70中多个透孔71的中心。
实际上，通过由指示信号处理电路105分析信号提取电路50所获得的指示信息信号S2进行对指示电极70输出的检测信号中的脉冲信号的分析(图11)。指示信号处理电路105根据指示信息信号S2的分析输出校正信号S4。偏转电路108根据校正信号S4控制偏转线圈21R。通过该操作，电子束5R的扫描被控制和图象被校正以便光栅失真等被校正。
CRT能够显示彩色图象并且调节R、G、B彩色的电子束5R。通过控制每个R、G、B彩色的图象数据，自动地校正聚焦。通过执行这种自动控制，例如图5A路径BY所示的枕形光栅失真可以自动地校正。
上述描述针对右电子束5R，整个图象平面区的几乎右半部分的图象平面被校正。通过由左电子束5L执行类似操作，校正左图象平面。通过校正左右分离图象平面，左右分离图象平面被适当结合和显示。由于只提供了一个指示电极70，电子束5R和5L的扫描位置不能完全和同时检测。因此，左右分离图象平面不能同时校正。可是，例如，通过交替检测电子束5R和5L每个行扫描和场扫描的扫描位置交替地校正电子束SR和5L，可以校正左右分离图象平面。
现在将描述在垂直扫描方法(图4)中检测指示信号的操作。
图6A到6G表示应用于利用图4所示的垂直扫描方法的情况下的指示电极70A的结构和指示电极70A输出的检测信号波形的例子。在图6A到6G中，图纸的左侧对应图象平面的上部，图纸右侧对应图象平面的下部。当假设位置检测用两个电子束eB1和eB2通过指示电极70A时，如图6A所示，输出如图6B到6C所示的检测信号。在图6B到6C中，可以根据在两端表示的周期TT和TR检测电子束eB1和eB2行扫描的幅度和位置。电子束eB1和eB2通过相邻透孔131的周期T13、135、T57和T79是否规则表示行扫描是否线性地进行。当电子束eB1和eB2通过倾斜的透孔132时产生的脉冲信号(图6C中脉冲P1到P4)位置表示场扫描幅度的信息。
图6E表示了当具有如图6D所示枕形光栅失真的电子束eB3通过时从指示电极70A输出的检测信号。图6F表示了当具有如图6D所示的桶形失真的电子束eB4通过时指示电极70A输出的检测信号。图6G表示当电子束eB5通过指示电极70A纵向方向几乎中心时输出的检测信号，如图6D所示。如同根据图所理解的，按照通过的电子束5R和5L的扫描位置和扫描定时而具有不同波形的检测信号从指示电极70A输出。例如，通过测量和分析当电子束5R和5L通过透孔131和132时脉冲信号序列的相位，可以估计出在指示电极70A上的电子束5R和5L的路径。
通过由指示信号处理电路105(图11)以类似利用图5中指示电极70例子中的方式分析通过信号提取电路50所获得的指示信息信号S2分析指示电极70A输出的检测信号脉冲信号序列的相位等。
指示电极70和70A中的透孔形状不限于图中所示的形状而可以是其它形状。例如，安装在指示电极70中的透孔71形状不限于倒三角型而可以是任何各种形状例如菱形、圆形或椭圆形。安装在指示电极70和70A中的透孔数量不限于图中表示的数量而可以多于或少于图中表示的数量。当图象失真更复杂和包括更高阶成分时，可以认为通过增加透孔数量而增加检测精度是必要的。透孔的间隔不总是等间隔的。在上述描述中，每个电子束5R和5L的扫描位置由每个指示电极70和70A检测。通过提供多个指示电极70和70A，可以独立检测电子束5R和5L的扫描位置。在此情况下，多个输出指示信号电容器独立安装和由电子束产生的指示检测信号被独立处理。通过提供多个指示电极70和70A，电子束5R和5L的扫描位置可以同时和独立地检测，左右分离图象平面可以同时校正。
根据指示信息信号S2控制图象显示的定时可以被任意设置，例如在CRT启动时、规则周期中有间隔地或一直进行。可以在左右分离图象平面上交替地控制图象显示。另外，在利用所谓反馈环路设计以致图象显示的控制结果被反映在每个电子束5R和5L的下个场扫描的例子中，即使CRT安装位置或方向在CRT工作期间改变，由外部环境例如地球磁场改变引起的光栅失真可以自动地被校正。
如上所述，按照该实施例，输出基准信号Sref的电容器C21被提供以按照阳极电压HV输出基准信号，和根据基准信号Sref消除包含在通过输出指示信号的电容器C10输出的指示检测信号Sind中的不必要信号成分。因此，在S/N比值高的状态下以高精度从指示检测信号Sind中只提取必要指示信息信号S2。因此，在利用电指示方法的图象校正系统中，以该精度和高再现性执行图象校正。
第二实施例现在将描述本发明的第二实施例。
图12和图13A和13B表示按照本发明第二实施例的阴极射线管中输出指示信号的电容器C10和输出基准信号的电容器C20设计。第二实施例的CRT与第一实施例的CRT的不同点是输出基准信号的电容器C20部分。
在第一实施例中，内部导电膜22自身被用作输出基准信号的电容器C21。在第二实施例中，替代内部导电膜22，输出基准信号的内部电极45被安装在显象管内部。输出基准信号的内部电极45具有类似输出指示信号的内部电极42的结构，并且安装在显象管内部。特别是，输出基准信号的内部电极45被安装在例如区域22B中，如图13A和13B所示，该区域与漏斗部分20中的内部导电膜22电绝缘。如图12所示，输出基准信号的内部电极45被安置得中间间隔电介质部分46面对输出基准信号的外部电极44，该部分通过利用玻壳一部分形成。以此方式，输出基准信号的电容器C20基本上与输出指示信号的电容器C10相同。
输出指示信号的内部电极42和输出基准信号的内部电极45可以安装在共同的绝缘区内。内部电极42和内部电极45的形状限于矩形而可以是其它形状(例如圆形)。电极的大小不必总是相同。
输出基准信号的内部电极45电连接到阳极电压部分(例如图3A中的框架13等)，对该部分上通过引线28施加了阳极电压HV。因此，通过引线28将阳极电压HV施加到输出基准信号的内部电极45上，和从输出基准信号的电容器C20输出利用阳极电压HV的基准信号Sref。
希望输出基准信号电容器C20形成得以致其电容等于输出指示信号的电容器C10。通过设置信号输出电容器C10电容和信号输出电容器C20电容几乎相同值，基准信号Sref的幅度、频率特性等和包含在指示检测信号Sind中的不必要信号成分的幅度、频率特性等变成相互非常接近。结果，在信号提取电路50中，有助于消除包含在指示检测信号Sind中的不必要信号成分。通过例如调节电容器C10和C20中电极的大小可以将输出电容器C10的电容和输出电容器C20的电容设置得几乎相同。
如上所述，按照该实施例，输出基准信号电容器C20的结构与输出指示信号电容器C10的结构被设置得基本上相同。因此，与第一实施例相比，电容可以更容易地相互一致。因此，基准信号的幅度和频率特性Sref和包含在指示检测信号Sind中不必要信号成分的幅度和频率特性容易相互相同，有助于消除包含在指示检测信号Sind中的不必要信号成分。
本发明也可以应用于具有三个或更多电子枪并且通过连接三个或更多扫描图象平面形成单一图象平面的CRT中。尽管通过在前面实施例中部分重叠分离图象平面获得单一图象平面，单一图象平面也可以通过简单、线性地结合分离图象平面而不提供重叠区域获得。本发明不限于直线电子枪型阴极射线管，而也可以应用于只具有一个电子枪的普通阴极射线管。
如上所述，在按照本发明的阴极射线管或阴极射线管的信号检测方法中，根据基准信号消除包含在按照扫描重复扫描区域的电子束入射角输出的电检测信号中的不必要信号成分，以高精度只提取图象校正所必要的信号成分等。
在按照本发明的阴极射线管中，检测信号的幅度和基准信号的幅度由幅度调节装置相互匹配。因此，可以用高精度提取必要信号成分。
按照上述技术，对本发明的许多修改和改变是显而易见的。因此应当理解，在附属的权利要求范围内可以实现本发明而不利用特定上述描
权利要求
1.一种阴极射线管，包括一个玻壳；一个阳极电压部分，对其施加了阳极电压；一个电子枪，用于发射电子束以扫描有效图象平面区域和有效图象平面区域外的重复扫描区域；第一信号输出装置，用于按照扫描重复扫描区域电子束的入射角输出电检测信号；第二信号输出装置，连接到阳极电压部分，用于按照阳极电压输出基准信号；和信号提取装置，对该装置输入检测信号和基准信号，用于根据基准信号消除包含在检测信号内的不必要信号成分和提取并输出必要信号成分。
2.按照权利要求1的一种阴极射线管，其中第一输出装置包括电子束检测装置，提供用于玻壳重复扫描区域，用于按照电子束入射角输出电检测信号；和第一电容器，通过利用玻壳一部分形成并构造得将电子束检测装置所输出的检测信号输出给玻壳外部，和第二信号输出装置，具有通过利用玻壳一部分形成的第二电容器并且构造得输出基准信号给玻壳外部。
3.按照权利要求2的一种阴极射线管，其中玻壳包含电介质元件，玻壳内部表面覆盖了内部导电膜，对该导电膜施加了阳极电压；阳极电压部分包括内部导电膜，和第二电容器包括一个电介质部分，通过利用电介质元件一部分形成；一个内部导电膜；和一个外部电极，安置得通过电介质部分面对内部导电膜。
4.按照权利要求2的一种阴极射线管，其中玻壳包含一个电介质元件，玻壳内部表面部分覆盖了内部导电膜，和第二电容器包括一个电介质部分，通这利用电介质元件一部分形成；一个内部电极，连接到阳极电压部分并且安装在玻壳内部表面上没有被内部导电膜覆盖的区域；和一个外部电极，安置得通过电介质部分面对内部电极。
5.按照权利要求1的一种阴极射线管，还包括幅度调节装置，用于将检测信号的幅度与基准信号的幅度相互匹配。
6.按照权利要求1的一种阴极射线管，包括多个电子枪，其中有效图象平面区域和重复扫描区域被多个电子枪发射的电子束扫描，和通过将部分重叠扫描形成的多个分离图象平面结合形成单一图象平面来显示一个图象。
7.一种阴极射线管中的信号检测方法，该阴极射线管包括一个玻壳、一个阳极电压部分，对该部分施加了阳极电压、一个电子枪用于发射电子束扫描有效图象平面区域和有效图象平面区域之外的重复扫描区域，该方法包括步骤按照电子束入射角输出一个电检测信号用于扫描重复扫描区域；按照提供给阳极电压部分的阳极电压输出一个基准信号；根据基准信号消除包含在检测信号中的不必要信号成分；和提取和输出必要信号成分。
全文摘要
一个通过利用玻壳一部分所形成的电容器,用于输出一个基准信号。按照阳极电压的基准信号从该输出基准信号的电容器输出。根据该基准信号消除包含在指示检测信号中的一个不必要信号成分,该指示检测信号通过输出指示信号的电容器输出。利用该设计,只从指示检测信号中以高SN比高精度提取所需要的指示信息信号。
文档编号H04N9/16GK1344011SQ0113790
公开日2002年4月10日 申请日期2001年9月13日 优先权日2000年9月13日
发明者村口昭一, 细川弘, 井上隆博 申请人:索尼公司