专利名称：保护荧光屏的装置和方法
技术领域：
本发明涉及保护荧光屏的装置和方法，特别涉及通过控制取决于控制部分产生的控制信号的同步信号的脉冲宽度，来防止有图像的荧光屏的荧光粉层被电子束连续地打在一点上的一种保护荧光屏的装置和方法。
众所周知，阴极射线管(这以后用CRT表示)的荧光屏对电子以电子束的形式撞击其表面是非常灵敏的，如果让电子束静止地留在某位置一段时间，如10到100微秒(这取决于荧光粉层对电子灵敏的程度)或者如果电子束以低扫描速度通过荧光屏，则CRT将会在邻近于电子束撞击荧光粉层的点的区域内因荧光粉层被破坏而出现故障。因为静止的或者低扫描速度的电子束是造成电子束水平的和垂直的扫描位置信号出现故障的原因，所以现有技术已设计出了大量的保护电路，用以监控扫描信号，或者监控视频信号的强度，或两者都监控，以及当检测到故障时，用以除去电子束。
在Henderson等人的美国专利No.3,437,872中描述了这样的一种方法，其中包括用于独立地监控水平的和垂直的扫描信号的速度的装置，和另外一种用于监控视频信号的强度的装置，这两种装置检测这三个独立的参数出现的故障，这样，任何一个故障都足以把视频信号从CRT中除去。在引入了显示α数值字符的笔划写入(stroke-write)方法的CRT显示器中，这种方法存在着严重缺点，在显示α数值字符的笔划写入方法中，每个数值字符都是通过显示一系列的笔划矢量来显示的，而该笔划矢量是由下列两个时间段分离开的1.每个矢量完成后的间歇期，该期间内电子束扫描信号是静止的，而且允许电子束稳定下来；2.视频信号被除去的期间，同时电子束在CRT表面上重新定位一个新的位置。在这个保护电路中，电子束扫描信号是静止的间歇期将被作为故障来检测，除非用来监控扫描信号的装置被设计得忽略不计这种间歇期，例如通过延时扫描信号存在的检测。该延时的大小要比在正常工作时扫描信号是静止的所有连续时间段的最坏情况下的总和还要大。在笔划写入显示系统中，该延时必将构成其中电子束改变角度位置的电子束偏转时间、电子束改变到新位置后所需的稳定时间、以及在文本的一个句子末端写入期间所需的时间段这个总时间一般在50微秒的量级，还是远远超过最小值10微秒，这个时间在高灵敏度荧光粉层遭破坏之前是被允许的。因此，在笔划写入矢量显示系统中，这种保护电路不适于用来保护高灵敏荧光粉层。而且，这种保护电路也不适于用在下列系统中如在银行窗口具有长时间被连续地显示在荧光屏上的相同的视频图像的自动出纳机或者信息终端，因为当在垂直的和水平的扫描信号以及视频信号的强度当中检测到故障时，该保护电路是通过把视频信号从CRT中除去来防止荧光粉层被破坏的。
因此，本发明的目的是改善CRT荧光屏的保护，防止由打到荧光屏上的静止的或者低扫描速度的电子束所引起荧光粉层被破坏。
为达到本发明上述目的，一在监控系统中保护取决于视频水平扫描输入信号和垂直扫描输入信号来显示的视频图像的CRT的荧光屏的装置，包括一控制部分，用于响应同步信号产生部分，并具有同步信号输入端和控制信号输出端；一视频放大部分，用于响应视频源，并根据控制部分产生的控制信号放大合成彩色视频信号；一彩色信号处理部分，用于响应视频放大部分的输出端，并把合成彩色信号分成各彩色成分；一荧光屏保护部分，用于响应控制部分的输出端，并具有根据控制信号的受控脉宽的同步信号；一偏转电路，用于响应荧光屏保护部分的输出端和视频图像显示部分，并偏转每个彩色成分以在视频图像显示部分上显示视频图像。控制部分的输入信号是垂直的同步信号和/或水平同步信号。荧光屏保护部分包括至少一个延迟成分。
为达到上述目的，在具有防止由在荧光屏上在预定时间内连续显示相同视频信号引起的荧光粉层被破坏的保护荧光屏的电路的监控系统中，一种保护荧光屏的方法包括电源驱动步骤S100，用于检测系统的电源状态以及在电源打开时操作计时器计时；荧光屏保护部分启动步骤S200，用于根据荧光屏保护部分启动信号使控制进入荧光屏保护模式；视频检测步骤S300，在荧光屏保护部分启动步骤S200中检测到启动信号时，检测显示在荧光屏上的视频信号，以及在该步骤满足预定条件时，驱动荧光屏保护电路；视频显示位置改变步骤S400，当在视频检测步骤S300中，相同信号显示在荧光屏上的保持时间达到预定的允许时间时，改变视频信号的显示位置；电源状态检测步骤S500，在电源打开时，执行视频检测步骤S300，以及在电源关闭时，用于终止荧光屏保护模式。在视频显示位置改变步骤S400中，通过在预定范围内增加同步信号的脉宽，可以把显示在荧光屏上的视频图像的位置移动到其它位置上。该同步信号是水平同步信号和/或垂直同步信号。
根据本发明，按照上述结构的保护荧光屏的装置，通过移动同步信号的触发缘，能使显示在荧光屏上的视频图像的显示位置移动。所以，根据本发明用于保护荧光屏的装置，能防止由连续地撞击荧光屏相同图像单元而引起的荧光屏损坏。
通过结合附图对优选实施例进行详细描述，本发明上述目的和其它优点将更明显地体现出来，其中
图1是根据本发明在监控系统中用于保护荧光屏的装置的方框图；图2是根据本发明的用于保护荧光屏的装置的一个实施例的电路图；图3A-3C是根据本发明用于保护荧光屏的方法的流程图；图4A-4B表示根据本发明在用于保护荧光屏的装置中的同步信号脉冲宽度的改变的脉冲图；及图5A-5C是表示通过使用根据本发明的保护荧光屏的装置和方法显示在荧光屏上的视频图像的一个位置的示意图；现将参照附图，在下面描述本发明的实施例。
图1是根据本发明在监控系统中用于保护荧光屏的装置的方框图。如图1所示，用于保护荧光屏的装置包括控制部分100、视频放大部分200、彩色信号处理部分300、荧光屏保护部分400、偏转电路500以及显示部分600。控制部分100通过使用水平同步信号和垂直同步信号来控制视频放大部分200和荧光屏保护部分400。视频放大部分200是产生作为最小图形图像的R、G、B彩色信号，并对所有的颜色提供所需的亮度的信号源。视频放大部分200的输出信号能控制对比度、亮度、消隐、每个信道增益、偏置级等等。视频放大部分200一般是一个固定增益放大器。通过驱动分别对应于R、G、B彩色信号的CRT的三个电子枪，彩色信号处理部分300具有显示在显示部分600的荧光屏上的视频图像。荧光屏保护部分400根据控制部分300的控制信号控制水平和/或垂直同步信号的脉冲宽度。水平的和垂直的同步信号的脉宽能够逐渐地从基准脉宽增加到预定的脉宽，然后在从增加了的脉宽减小到基准脉宽。偏转电路500具有受控脉宽的同步信号。偏转电路500包括一个水平偏转电路和一个垂直偏转电路。
图2是根据本发明的用于保护荧光屏的装置的一个实施例的电路图。控制部分100的输入信号是水平同步信号。荧光屏保护部分400包括一个具有晶体管和与晶体管串联的一个电容器以用于控制同步信号脉宽的基本电路。该晶体管的基极连接到控制部分100的输出端；发射极接地；集电极与电容相连。荧光屏保护部分400包括N个用来控制同步信号脉宽的基本电路，其中的电容C1-CN互相并联，而最后一个电容CN的一端与作为缓冲器的晶体管QB的基极相连。缓冲器晶体管QB的集电极通过一电阻R2与电源相连。缓冲器晶体管QB的集电极还与水平偏转电路540的输入端相连。这样，荧光屏保护电路400就包括至少一个电容、至少一个晶体管、一个第一电阻R1、一个第二电阻R2、以及缓冲器晶体管QB。在该实施例中，电路中的N个电容C1-CN和N个晶体管Q1-QN是用来控制脉宽的。晶体管Q1-QN有选择性地被控制部分100产生的控制信号驱动。电容C1-CN根据晶体管Q1-QN的有效工作存储水平同步信号Hsync。缓冲器晶体管QB作缓冲器用，并由存储在电容C1-CN中的水平同步信号驱动。缓冲器晶体管QB给水平偏转电路540提供水平同步信号Hsync。不用水平同步信号，也可以使用垂直同步信号。
图3A-3C表示根据本发明的保护荧光屏的方法的流程图。在监控系统中，具有用于防止由在预定时间内在荧光屏上连续地显示同一视频图像所引起的荧光粉层被破坏的荧光屏保护电路，保护其荧光屏的方法包括电源驱动步骤S100、荧光屏保护部分启动步骤S200、视频检测步骤S300、视频显示位置改变步骤S400、以及电源状态检测步骤S500。电源驱动步骤S100检测监控系统的电源状态，并在电源打开时启动计时的计时器。当计时达到预定时间时，用来启动荧光屏保护部分的信号产生。荧光屏保护部分启动步骤S200根据启动信号执行屏幕保护模式。在荧光屏保护模式中，当相同的视频图像在预定时间内连续地扫描在荧光屏上时，控制部分骤S100执行视频检测步骤S300，以驱动荧光屏保护部分400。视频检测步骤S300包括荧光屏检测步骤S310、保持时间计时步骤S320、保持时间比较步骤S330、以及移动方向指示步骤S340。荧光屏检测步骤S310检测显示在荧光屏上的视频图像的改变。在保持时间计时步骤S320中，当在荧光屏检测步骤S310中相同的视频图像连续地显示荧光屏上时，控制部分计算保持时间。在保持时间比较步骤S330中，保持时间与预定允许时间相比较。允许时间是由荧光屏的性质决定的。当保持时间比允许时间小时，执行荧光屏检测步骤S310。然而，当保持时间达到允许时间时，在移动方向指示步骤S340中将产生用来指示移动视频图像的显示位置的方向的脉宽增量信号INC。
视频显示位置改变步骤S400包括移动方向识别步骤S420，用于移动视频图像的显示位置。移动方向识别步骤S420用以检测增加同步信号脉宽的增量信号INC的启动。当启动增量信号INC时，在控制脉宽步骤S440中，表示有效晶体管数量的变量‘I’与表示晶体管数量的变量‘N’相比较。在这里，变量‘I’从0到N变化。在步骤S440中，当N个晶体管都有效时，在骤S455中增量信号INC被终止。然而，在骤S440中，当有效晶体管的数量‘I’小于数值‘N’时，晶体管Q1-QN中第(I+1)个晶体管是有效的，而变量‘I’在骤S450步中增加。另一方面，在步骤S420中，当增量信号INC被终止时，该控制比较变量‘I’与0，用以执行减小同步信号脉宽的步骤S460。在步骤S475中，在骤S460步中的变量‘I’等于0时，增量信号INC被启动。而当变量‘I’不等于0时，第(I-1)个晶体管是无效的，变量‘I’在骤S470中被减小。然后，执行电源状态检测步骤S500。电源状态检测步骤S500包括确定电源关闭步骤S530，用于检测电源状态，并在电源关闭时终止荧光屏保护模式，在确定电源关闭步骤S530中，当电源打开时，保持时间在步骤S560中初始化，并执行荧光屏检测步骤S310。
图4A-4B表示从根据本发明的保护荧光屏的装置中产生的同步信号的脉宽变化的脉冲示意图。图5A-5C是表示通过使用根据本发明的保护荧光屏的装置和方法显示在荧光屏上的视频图像的位置示意图。图4A表示一般模式中的同步脉冲。Ts表示水平同步信号或垂直同步信号的脉宽。T1表示荧光屏上的垂直扫描线或水平扫描线的时间。T2表示本底在荧光屏上通过的时间。阴影部分T3表示视频图像信号在荧光屏上通过的时间。图4B表示在荧光屏保护模式中，具有最大增加脉宽的同步信号。T4表示在N个晶体管Q1-QN都有效时，同步信号被增加的脉宽。图5A表示按一般模式显示在荧光屏上的视频图像。图5B中的阴影区是视频图像。图5B表示根据本发明的实施例，通过控制水平同步信号的脉宽，视频图像的显示位置在第一双箭头指示的方向移动的状态。图5C表示根据本发明的没有在说明书中描述的另一实施例，通过控制垂直同步信号的脉宽，视频图像的显示位置在第二双箭头指示方向移动的状态。
根据本发明，在上述保护荧光屏的装置和方法中，显示在荧光屏上的视频图像的显示位置，是通过使用包括至少一个晶体管、至少一个电容和一个用于缓冲信号的晶体管的荧光屏保护电路，来增加或减少水平同步信号和/或垂直同步信号的脉宽来改变的。因此，根据本发明用于保护荧光屏的装置，能防止由连续地撞击相同图像单元所引起的荧光屏被破坏。
虽然前面通过优选实施例已经详细描述了本发明，但是，本发明并不限于上述实施例。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围情况下，对上述本发明进行修改是很容易的。然而，本发明将根据所附的权利要求书加以限定。
权利要求
1.一种在监控系统中保护阴极射线管的荧光屏的装置，所述阴极射线管根据视频水平扫描输入信号和垂直扫描输入信号显示视频图像，所述装置包括一控制部分，用于响应同步信号产生部分，并具有同步信号输入端和控制信号输出端；一视频放大部分，用于响应视频源，并根据控制部分产生的控制信号放大合成彩色视频信号；一彩色信号处理部分，用于响应视频放大部分的输出端，并把合成彩色信号分成每个彩色成分；一视频图像显示部分，用于响应彩色信号处理部分的输出端，并把由各个彩色成分组成的视频图像显示在荧光屏上；一荧光屏保护部分，用于响应控制部分的输出端，并具有带有取决于控制信号的受控脉宽的同步信号；以及一偏转电路，用于响应荧光屏保护部分的输出端和视频图像显示部分，并偏转每个彩色成分以将视频图像显示在视频图像显示部分上。
2.根据权利要求1所述的保护荧光屏的装置，其中，所述控制部分的输入信号是水平同步信号。
3.根据权利要求1所述的保护荧光屏的装置，其中，所述控制部分的输入信号是垂直同步信号。
4.根据权利要求1所述的保护荧光屏的装置，其中，所述荧光屏保护部分是用来控制同步信号的脉宽的脉宽控制电路。
5.根据权利要求4所述的保护荧光屏的装置，其中，所述脉宽控制电路包括至少一个由控制部分的控制信号有选择性驱动的晶体管；至少一个根据晶体管是有效的条件累加同步信号的电容；和一个缓冲器晶体管，其集电极被连到电源上，并通过根据控制部分的控制信号缓冲在所述电容中累加的同步信号，来输出带有受控脉宽的同步信号。
6.一种保护监控系统中荧光屏的方法，该监控系统有一个保护荧光屏以防止由在预定时间内在荧光屏上连续地显示相同视频信号所引起的荧光粉层被破坏的电路，该方法包括电源驱动步骤S100，用于检测系统的电源状态，并在电源打开时，操作计时器计时；荧光屏保护部分启动步骤S200，用于根据荧光屏保护部分启动信号使控制进入荧光屏保护模式；视频检测步骤S300，用于在荧光屏保护部分启动步骤S200中检测到启动信号时，检测显示在荧光屏上的视频信号，并在该步骤满足预定条件时，驱动荧光屏保护电路；视频显示位置改变步骤S400，用于在视频检测步骤S300中当相同视频图像显示在荧光屏上的保持时间达到预定允许时间时，改变视频显示位置；和电源状态检测步骤S500，在电源打开时，用于执行视频检测步骤S300，而在电源关闭时，用于终止荧光屏保护模式。
7.根据权利要求6所述的保护荧光屏的方法，其中，所述启动信号是由使用者的操作产生的。
8.根据权利要求6所述的保护荧光屏的方法，其中，所述启动信号是在打开电源后，经过预定时间自动产生。
9.根据权利要求6所述的保护荧光屏的方法，其中，所述视频检测步骤S300包括荧光屏检测步骤S310，用于检测显示在荧光屏上的视频图像的变化；保持时间计时步骤S320，用于在荧光屏检测步骤S310中当相同的视频图像连续地显示在荧光屏上时，计算保持时间；保持时间比较步骤S330，用于把保持时间与允许时间相比较，在保持时间小于允许时间时，执行荧光屏检测步骤S310；和移动方向指示步骤S340，用于产生脉宽增量信号，在保持时间达到允许时间时，移动视频图像的显示位置。
10.根据权利要求9所述的保护荧光屏的方法，其中，所述视频显示位置改变步骤S400包括移动方向识别步骤S420，用于检测从移动方向指示步骤S340中产生的脉宽增量信号的启动；第一脉宽检测步骤S440，用于在移动方向识别步骤S420中当启动脉宽增量信号时，检测带有最大增加值的同步信号的脉宽；脉宽增量步骤S450，在第一脉宽检测步骤S440中当同步信号的脉宽小于最大增加值时，用于增加同步信号的脉宽；脉宽增量终止步骤S455，用于在第一脉宽检测步骤S440中当同步信号的脉宽等于最大增加值时，终止脉宽增量信号；第二脉宽检测步骤S460，用于在移动方向识别步骤S420中，当脉宽增量信号终止时，检测带有基准脉宽的同步信号的脉宽；脉宽减小步骤S470，用于在第二脉宽检测步骤S460中，同步信号的脉宽不等于基准脉宽时，减小同步信号的脉宽；以及脉宽减小终止步骤S475，用于在第二脉宽检测步骤S460中同步信号的脉宽等于基准脉宽时，启动脉宽增量信号。
11.根据权利要求10所述的保护荧光屏的方法，其中，所述电源状态检测步骤S500包括电源关闭确定步骤S530，用于检测电源的状态，并在电源关闭时终止荧光屏保护模式；和保持时间初始化步骤S560，在电源关闭确定步骤S530中当电源打开时，用于初始化保持时间，并执行荧光屏检测步骤S310。
全文摘要
一种保护荧光屏的装置及方法,该装置具有至少一个由控制信号有选择性驱动的晶体管;至少一个根据晶体管是有效的条件累加同步信号的电容;和一个具有缓冲同步信号功能的晶体管,以提供同步信号给偏转电路,并由累加在电容中的同步信号驱动。该保护荧光屏的装置通过控制水平同步信号和/或垂直同步信号的脉宽移动显示在荧光屏上的视频图像的位置,从而具有防止由连续地撞击荧光屏上的相同的图像单元而引起的荧光屏损坏的作用。
文档编号H04N5/68GK1189047SQ97126419
公开日1998年7月29日 申请日期1997年11月14日 优先权日1997年11月14日
发明者林裁燮 申请人:大宇电子株式会社