专利名称：用于电视接收器的会聚修正的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电视接收机中的会聚修正(convergence correction)的方法及装置，特别涉及投影彩色电视接收机中的会聚修正方法及装置。
会聚修正设备可用来校正扫描偏差(raster deflection)的参数，例如修正上/下(north/south)和左/右(east/west)失真，修正枕形失真，以及在水平或垂直方向的非线性偏差和其它几何错误。一个特别的应用领域是投影电视接收机中的会聚修正，其中，三个单色显像管投影在一个图像区域。这里，电视接收机可以认为是任何电子扫描图像的再现设备。接收机的馈送信号可以是电视广播信号，作为纯粹的监视器时，也可以是RGB三基色信号、FBAS信号，或者，是分别来自任意视频信号源的亮度信号和彩色副载波信号。
偏差参数的修正是借助于储存在会聚电路中的数字修正值来完成的。储存的修正值在数字/模拟转换器中转换为模拟的控制信号，并发送到一输出放大器的第一个输入端，输出放大器的输出连接到分别指定的会聚线圈(coil)的第一端子。会聚线圈的第二端子一方面通过一测量支路连接到帧电压，另一方面通过一反馈环连接到输出放大器的第二输入端。用这种方式就可以保证，对应于模拟的控制信号的电流能够加在会聚线圈上。串联电阻，例如导体轨道之间的电阻，可能产生这样的结果，即测量支路不再是基于帧电压，而是基于由此产生的差值电压。由此产生的后果是，会聚线圈中的电流不再严格对应于会聚修正值，而是与希望的值产生偏差。
由此，本发明的目的是提供一种方法，利用这种方法，在本文开始时描述的那些困难以及他们的后果不再发生。
这些目的的实现是借助于根据权利要求1所描述的方法。
根据本发明所述的方法的优点是，一个会聚信道到其它会聚信道的串扰(crosstalk)可以通过简单的电子测量来补偿。用这种方式使得例如投影彩色电视机的会聚，能够更准确和更迅速地得到平衡。这样，一方面改善了图像质量，另一方面也降低了成本，因为可以消除会聚信道之间的相互影响。按照本发明权利要求1所述方法的有益的进一步的特性在从属权利要求中给出。
本发明的所述目的还可以由权利要求5的方法来实现。权利要求5是基于一个会聚信道到另一会聚信道的串扰的光学测量方法。权利要求1的方法的同样的优点也可以由该权利要求5的方法来实现。此外，使用该光学测量方法，还可以在补偿过程中处理其它形式的串扰，这些串扰不能表现为可测量的电压信号。这一点也适合于例如杂散(stray)磁场的情况，杂散磁场分布在空间中，尽管他们能影响显像管的电子束，但却不能产生任何可测量的感应电压。
根据本发明的权利要求5所述的方法，既可以利用电视接收机图像屏幕上安排的光学传感器来实现，也可以利用电子摄像机来实现。
此外，本发明的另一个目的就是提供一种装置，用于改善会聚修正。
这个目的的实现是借助于权利要求14所述的装置来实现的。
附图是解释本发明所述的方法所利用的电路的示意图。在附图中
图1表示具有六个会聚信道的投影电视接收机的电路图；图2表示图1的电路，每个会聚信道增加了一个比较器；以及图3表示投影电视接收机的方框图。
图1概要地表示了一个电路图，作为整体用标号1来表示出，该电路包含六个会聚信道2a-2f。具有红绿兰三基色的投影接收机中的三个单色显像管中的每一个显像管都各自指定两个会聚信道，分别用于设定水平和垂直会聚。会聚信道2a-2f具有相同的设计，因此为简单起见，下面只描述会聚信道2a，作为所有会聚信道的代表。
会聚信道2a包含一个输出放大器3a，其输出4a与一个会聚线圈6a相连。会聚线圈6a的第二端通过一个测量支路7a连接到电路1的帧(frame)端点8a。帧端点8a通过一个导体轨道连接到帧电压，导体轨道的电阻用虚线表示的串联电阻Ra来表示。当然，电阻Ra的值也受电路1的其它特性的影响，例如接触电阻。
与放大器3a的第一输入端11a相连的是输入信号U-RH，信号U-RH在会聚线圈6a中产生一个会聚电流，用于红色显像管的水平会聚修正。放大器3a的第二输入端12a通过反馈回路13a，连接到位于会聚线圈6a和测量支路7a之间的参考点Ba。放大器3a增大会聚电流，直到其输入端11a和12a之间不再存在电压差，就是说，反馈信号对应于输入信号U-RH。
在这个作为例子的实施例中，会聚值是以数字值的方式存储的，然后再利用A/D转换器转换为模拟输出信号。但是，也可以完全用模拟电路来实现本发明。
假定由于输入信号U-RH而在会聚电路2a中流过一个例如1A的电流，则由于会聚电流在串联电阻Ra上产生压降，在帧端点8a上产生一个非0V的电压。这个压降Ua导致对其它会聚信道的串扰。这可以通过下面的分析变得更清楚如果所有会聚信道2a-2f的输入信号U-RH到U-BV都是0V，则所有会聚线圈6a-6f中的相应的会聚电流等于0A。在会聚信道2b-2f的输入信号U-RV到U-BV保持为0V的同时，一个输入信号U-RH≠0V会在会聚信道2中产生一个例如1A的电流。压降Ua通过串联电阻Rb和测量支路7b，传送到会聚信道2b的放大器3b的输入端12b。放大器3b的输入端11b和12b之间的电压差会产生一个电流，加在会聚线圈6b上，尽管在输入端11b的输入信号U-RV仍然满足U-RV=0V。以上的考虑对于其它的会聚信道2c-2f也适用。
因此，可以很容易地看出，会聚信道2b-2f中的电流取决于会聚信道2a中的电流强度。借助于会聚信道2a所描述的各个会聚信道之间的电子串扰是基于不可避免的串联电阻，这个电阻连接到测量支路7a的下游。以上的电子串扰同样也以完全对应的方式适用于所有其它会聚信道2b-2f，其它的串联电阻Rb-Rf所起的作用与本例中相同。
例如对于会聚信道2b的情况，可以用下面的数学关系来描述。没有串联电阻时，满足关系I(L-Rv)=U(u-RV)/R(R-RV)(1)串联电阻改变了这个公式，这个公式变为I(LRV)=(U(U-RV)-Ua-Ub)/R(R-RV)(2)在图2表示的电路的情况下，每个会聚信道2a-2f扩展为另一个比较器16a-16f，其第一输入端连接到反馈回路13a-13f。比较器16a的第二输入端连接到帧电压。比较器16a-16f的输出端连接到会聚电路17，会聚电路具有存储器M和计算装置L。比较器16a-16f的输出信号表示为U-RH(comp)到U-BV(comp)，比较器16a-16f将参考点Ba..Bf的电压与帧电压进行比较。
为了能够补偿每个会聚信道的串扰，下面描述的方法可以在开始会聚设定时由电视接收机执行，就象本例中一样，在已有的偏差电压被平衡之后执行。平衡偏差电压的方法是已知的，例如本申请人的编号为42 14 317.9的德国专利申请。
会聚电路17的第一步是给会聚信道2a发送一个例如2V的输出信号U-RH，这个信号产生会聚线圈6a的电流1A。发送给会聚信道2b-2f的输出信号U-RV、U-GH、U-GV、U-BK和U-BV在这种情况下等于0V。比较器16b的参考信号现在被查询。如果比较器16b输出一个“1”，则比较器的非反相输入端的电压大于0V。在这种情况下，在会聚电路17中决定输出信号U-RV的会聚值按单步递减。因此，比较器16b的参考信号再一次被查询。这个循环一直重复到比较器16a的参考信号从＂1＂变成＂0＂。然后，相关的数字会聚值再次递增。一旦会聚电路17确定比较器16a确切位于工作点，则转换到下一个会聚信道，下一个比较器16c的输出信号按相同的方式进行估值。以完全对应的方式，当比较器在循环的开始时发送一个＂0＂时，数字会聚值按单步递增。这种情况一直到参考信号从＂0＂变成＂1＂，接着在＂0＂和＂1＂之间交替。这种估值的方法已经在本申请人的编号为42 14 317.9和198 01 968.8的德国专利申请中详细描述。
这个循环对所有五个会聚信道重复，其中，在测试模式的开始发送一个0V的输出电压。一旦这个测试通过了，则下一个会聚信道被一个例如2V的输出信号所驱动，如会聚信道2b。所有其它会聚信道2a、2c-2f被一个0V的输出信号驱动，接着进行平衡，以便相关的比较器16a、16c-16f确切位于他们的工作点。这个循环也重复，直到所有会聚信道分别交替获得一次作用于他们的电流，而其它会聚信道相对于这个会聚信道进行了平衡。
这种方法提供了一些参数，这些参数描述每个会聚信道分别对其它会聚信道的串扰。考虑到对每个会聚信道的输出信号用这种方法获得的参数，有可能补偿一个会聚信道到另一个信道的串扰。这样做的优点是，从此之后，可以改变一个特定的会聚信道的设定，而不会影响其它会聚信道。
参考公式(2)，补偿结果可以用下式表示U(u-Rv)*=U(u-Rv)+Ua+Ob (3)其中U(U-RV)*是会聚信道2b的被补偿的输入信号。
上面描述的基于会聚线圈的参考电压偏移的串扰在下面简记为电串扰。除了这种电串扰外，还存在一种从一个会聚信道到另一个会聚信道的磁感应参考电压发射的串扰。这第二种形式的串扰简记为磁串扰。磁串扰主要发生在同一显像管的水平和垂直会聚信道之间，但也存在于不同显像管的会聚信道之间。此外，应当注意，所述的干扰电压不仅能够在会聚线圈中感应，也能在部分的会聚电路中感应。对于补偿这些干扰电压，产生这些干扰的原因却不起任何作用。磁串扰可以用电子串扰相同的方法进行补偿。然而，由于感应干扰电压的瞬态特性，比较器16a-16f的估值必须以相当快的速度完成，但这在原理上不存在任何困难。
以上所述的采用电子测量的串扰补偿，首先是，最原始是由生产厂商完成的。此外，也可能让服务工程师在修理了电视接收机之后完成这样一个例行的补偿工作，以便获得接收机的最佳会聚设定。
在接收机被提供了光学测量设备时，也可以基于光学测量完成串扰的补偿。对于其他接收机，至少可以由生产厂商完成。相对来说，光学测量是最复杂的，但其优点是会聚信道之间的所有形式的串扰都能够检测到，即使当这些串扰能够在会聚信道中测得，也不能以电压的方式检测到。与电测量相比较的另一个区别是，电子束失真的串扰的影响可以被直接检测到，不需要假定被测电压偏移值和/或干扰电压和电子束失真之间存在已知的关系。
下面借助于图3描述光学测量。视频发生器19提供一个三基色RGB的视频信号，红色部分提供给显像管18。视频发生器也可以集成在会聚电路17中。为简单起见，略去以完全相似方式设计的其它四个会聚信道和其它两个单色显像管。
红色显像管18的图像和绿色和蓝色显像管(未画出)的图像被投影到屏幕21。在屏幕21上排列有四个光学传感器22a-22d，每个传感器连接到一个估值电路23，后者作为一部分连接到会聚电路17的一个逻辑电路L。逻辑电路L也可以与内置或外置微处理器协同工作。例如在本申请人的编号为197 00204.8的德国专利申请中描述了合适的光学传感器。
光学测量方法的功能如下视频发生器19只发射一种色彩，例如红色。而且，在屏幕21上显示例如一个红色水平线形式的垂直光标，然后进行平衡，使得例如传感器22a和指定的估值电路23严格地位于他们的响应阈值。这是通过改变存储在会聚电路17的存储器M中的会聚修正值，直到指定给传感器22a、22c的比较器响应为止来实现的。由此确定的位置对应于光标的一个需要的位置，相关的会聚值存储在会聚电路17的存储器M中。对红色垂直线重复使用这种方法，以便平衡红色显像管18的水平会聚，传感器22b、22c用于检测位置。用这种方式，顺序地对所有三个显像管的水平和垂直会聚的会聚信道进行平衡，并存储相关的会聚值，这些会聚值表示为基本会聚值。
从已经确定的所需位置对应的会聚电流出发，在第一会聚信道用一个特定的值改变会聚电流。只要第一会聚信道的会聚电流维持改变，所有其它会聚信道都要重新平衡一次，以便使得光学传感器和指定的比较级23位于它们的工作点上。用这种方式获得的新的会聚值存储为第二会聚值。当用这种方法对所有会聚信道重复使用之后，对每个会聚信道都会获得六个测量值一个基本会聚值和五个其它的第二会聚值。基本会聚值与第二会聚值之间的区别可用于测量其它五个会聚信道对这一个会聚信道的串扰。利用这些数值，可以改变会聚信道的会聚电路17发送的输出信号，以便各个会聚信道之间的串扰能以最佳的方式完全补偿。
除了光学传感器之外，也可以使用电子摄像机来估计屏幕21上的光标位置。这种方法的描述参见例如本申请人的编号为198 01 966.1的德国专利申请。
权利要求
1．一种应用于具有多个会聚信道的彩色电视接收机中的会聚修正方法，该方法包括以下步骤a)一个控制电路(17)，给第一会聚信道(2a)发送一测试信号(U-RH)，以便在会聚线圈(7a)上加载分配给它的预定强度的电流，同时，控制电路给其它所有会聚信道(2b..2f)发送一零信号(U-RV..U-BV)，这个零信号实际上对应于在指定会聚线圈(7b..7f)中的0A电流；b)在由零信号驱动的会聚信道的每个会聚线圈(7b..7f)的参考点(Bb..Bf)中，对一个电压进行测量并将其与一个参考电压进行比较；c)作为在步骤b)比较结果的功能，在每种情况下为相关的会聚信道产生一个参考信号(U-RV(comp)..U-BV(comp))；和d)对每个会聚信道重复步骤a)到c)，各会聚信道以交替的方式一个接一个地处理，每次由一个测试信号驱动；
2．如权利要求1所述的方法，其特征是，参考信号在控制信号的作用下被转换成数字参考值。
3．如权利要求1所述的方法，其特征是，参考信号存储在控制电路中。
4．如权利要求1所述的方法，其特征是，在控制电路产生输出信号(U-RH..U-BV)的过程中，采用这种方式使用参考信号，即，在参考点的与参考电压的电压偏差被基本补偿。
5．如权利要求2所述的方法，其特征是，在控制电路中产生输出信号(U-RH..U-BV)的过程中，采用这种方式使用参考值，即，在参考点的与参考电压的电压偏差被基本补偿。
6．如权利要求1所述的方法，其特征是，帧电压被选择作为参考电压。
7．一种用于具有多个单色显像管(18)的彩色电视接收机的设定会聚的方法，其中对单色显像管至少指定一个会聚信道，该方法包括以下步骤a)利用第一显像管，通过改变相关的会聚电流，在电视接收机的图像屏幕(21)上显示一个标志，并平衡通过指定给这个显像管的会聚信道，将这个标志设定在指定的位置；b)在会聚信道的平衡状态下与会聚电流对应的会聚值存储为基本会聚值；c)对同一显像管的所有会聚信道重复步骤a)和步骤b)，以便平衡这些会聚信道；d)对于所有的显像管依次执行步骤a)到步骤c)；e)对于在步骤b)中存储的第一会聚信道的基本会聚值，用一个特定的值来改变；f)然后，重新平衡第二会聚信道，调整到相关标志的预定位置；g)由此获得的第二会聚信道的这个会聚值被指定为相对于第一会聚信道的第二会聚值，并存储该会聚值；h)用于测量第一会聚信道到第二会聚信道的串扰的串扰参数，可以从基本会聚值和第二会聚值之间的差值中导出；i)除了第一会聚信道(2a)之外，对所有其它会聚信道(2b-2f)重复步骤f)到h)，以及j)对所有会聚信道用类似的方式重复步骤e)到i)。
8．如权利要求7所述的方法，其特征是，只有等到所有会聚信道的第二会聚值都存储之后，才形成基本会聚值与第二会聚值之间的差值。
9．如权利要求7或8所述的方法，其特征是，平衡会聚信道(2a..2f)的顺序是变换进行的，以便能确定基本会聚值。
10．如权利要求7或8所述的方法，其特征是，基于串扰参数，会聚信道的输出信号(U-RH..U-BV)是可变的，以使各个会聚信道之间的串扰能够基本上得到补偿。
11．如权利要求7或8所述的方法，其特征是，标志是通过光学传感器设定在指定位置的。
12．如权利要求7或8所述的方法，其特征是，标志是通过电子摄像机设定在指定位置的。
13．根据以上权利要求中的一个或多个权利要求所述的方法，其特征是，对各个会聚信道的偏差补偿是事先进行的。
14．一种应用于具有多个会聚信道的彩色电视接收机中的会聚修正的装置，该装置包括a)一个控制电路(17)，给第一会聚信道(2a)发送一测试信号(U-RH)，以便在会聚线圈(7a)上加载分配给它的预定强度的电流，同时，控制电路给其它所有会聚信道(2b..2f)发送一零信号(U-RV..U-BV)，这个零信号基本上对应于在指定会聚线圈(7b..7f)中的0A电流；b)装置(16b..16f)，用于在由零信号驱动的会聚信道的每个会聚线圈(7b..7f)的参考点(Bb..Bf)中测量电压，并用于将测量得到的电压与一个参考电压进行比较；c)用于在每种情况下为相关的会聚信道(2b..2f)产生一个参考信号(U-RV(comp)..U-BV(comp))，以便反映所测电压与参考电压之间的比较结果的装置；d)装置(16b..16f)，用于给控制电路(17)提供参考信号(U-RV(comp)..U-BV(comp))。
全文摘要
本发明涉及一种用于电视接收机,特别是彩色投影电视接收机中的会聚修正的方法。会聚修正设备可用来校正扫描偏差的参数,例如修正非线性偏差的上/下和左/右失真及枕形失真,以及在水平或垂直方向的其它几何错误。偏差参数的修正是借助于储存在会聚电路中的数字修正值来完成的。会聚线圈产生一个对应于数字修正值的磁场。流过会聚线圈的电流可以通过测量支路和反馈环调整到所需要的值。串联电阻,例如导体轨道之间的电阻,可能引起测量支路的参考电压的改变。这将最终导致会聚电流的错误调整。本发明采用的方法能使所述的那些困难不再发生。本发明的方法基本上基于这样的事实,即一个会聚信道对另一个会聚信道的串扰是可以定量地确定的。由此获得的测量值用于随后的会聚电流的调整,其结果是从整体上再一次获得会聚电流的精确调整。最后,本发明提出一种用于彩色电视接收机的会聚修正的装置。
文档编号H04N9/28GK1313010SQ99809419
公开日2001年9月12日 申请日期1999年7月30日 优先权日1998年8月7日
发明者冈特·格莱姆, 伯恩德·雷克拉 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司