CN101253595A - 具有单平面外鞘电子束弯曲器和视频校正的crt显示器 - Google Patents

Abstract

提供了一种CRT显示系统。CRT显示系统包括电子枪组件、单平面外鞘电子束弯曲器以及数字处理器(110、120、130)。电子枪组件被配置为发射电子束。单平面外鞘电子束弯曲器被配置为向电子束施加偏转力。数字处理器(110、120、130)被配置为接收并处理输入视频信号流，以提供将从该处向电子枪组件的各个阴极传递的信号。所提供的信号被施加有失真以实现预定的会聚图像。所施加的失真至少涉及蓝色弓形会聚误差。

Description

具有单平面外鞘电子束弯曲器和视频校正的CRT显示器

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，要求2005年8月31日提交的标题为“AVERTICAL SCAN HDTV CRT DISPLAY HAVING A SINGLE PLANESHEATH BEAM BENDER AND VIDEO CORRECTION”的临时申请序列号US60/713,142的优先权，通过引用将其合并于此。此外，本申请与如下申请有关：美国专利申请，代理人文档号PU050212，标题为“METHOD FOR REDUCED SHEATH BEAM BENDER WIDTH ANDVIDEO CORRECTION IN A CRT DISPLAY”，该申请是同时提交的，而且通过引用将其合并于此。

技术领域

本发明涉及一种具有单平面电子束弯曲器(bender)和视频校正的阴极射线管(CRT)显示器。

背景技术

随着HDTV的普及，对能够显示HDTV图像的电视机的需求也在增加。伴随着这些进展，对具有更小深度以及增大的偏转角和提升的视觉分辨率性能特性的更大纵横比的真平板屏幕显示器的需求越来越大。

对薄的平板屏幕显示器的需求促使改进束点(spot)的性能，以使束点尺寸和形状在整个屏幕上展现出更好的均匀性，从而改进视觉分辨率性能。为此，多数显示器现在使用动态聚焦。增大偏转角还会使屏幕中心区域中的束点性能得以改进，这是因为增大偏转角会导致电子枪-屏幕(gun-to-screen)距离减小，下文中将这个距离称作“投射”距离。图1示出了针对典型CRT的投射距离和偏转角之间的基本几何关系。增大偏转角(A)会减小投射距离，由此能够生产更短的CRT，从而最终获得更加扁平的电视机。

随着偏转角的增大，投射距离和束点的尺寸以非线性的关系减小。如下公式在数学上对束点的尺寸和投射距离之间的关系做出了近似：

束点的尺寸≈B*投射^1.4(等式1)

其中，指数1.4代表在考虑到电子束电流的有用范围上的放大效应和空间电荷效应情况下的近似。项B代表与系统有关的比例常数。考虑这个关系，对于具有760mm的对角线尺寸的显像管，把拐角到拐角的偏转角从100度增大到120度，同时把中心投射距离例如从413mm减小到313mm或减小24％，则屏幕中心处的束点的尺寸会减小32％。

其中，指数1.4表示在考虑到束电流的有用范围上的放大效应和空间电荷效应情况下的近似。项B表示与系统有关的比例常数。考虑这个关系，对于对角线尺寸为760mm的的显像管，把拐角(correr)到拐角的偏转角从100度增大到120度，同时把中心投射距离例如从413mm减小到313mm或减小24％，则屏幕中心处的束点尺寸会减小32％。

增大这些显示器中的偏转角会使倾斜(obliquity)增大(倾斜定义为以斜角对该屏幕进行截取的电子束的效应)，从而导致束点的拉长。该倾斜问题在具有标准水平电子枪取向的CRT(即该CRT的枪是沿着屏幕主轴水平对准的)中尤其明显。随着倾斜增大，在屏幕中心处具有大概圆形的束点在朝着屏幕的边缘移动时，变为椭圆形或被拉长。基于这个几何关系，在大纵横比的屏幕中，例如16×9的屏幕，束点在主轴边缘处和屏幕拐角处的拉长最明显。因此，显而易见的是，倾斜效应导致束点尺寸增大。下面的等式定义了束点尺寸的半径SS_radial：

SS_radial＝SS_normal/cos(A)(等式2)

其中A表示从图1所示的Dc到De所测量的偏转角，而标称束点尺寸SS_normal表示无倾斜的束点尺寸。

除了倾斜效应之外，具有水平电子枪取向的自会聚CRT中的磁轭偏转效应会使束点形状的均匀性打折。为了实现自会聚，CRT典型地包括产生枕形场的水平磁轭和产生桶形场的垂直磁轭。这些磁轭使得束点的形状被拉长。由于进一步增大了屏幕上3点钟和9点钟位置(被称作“3/9”位置)处以及拐角位置处的束点失真，这种拉长增强了倾斜效应。

为了解决束点失真和倾斜，已进行了多种尝试。例如，美国专利No.5,170,102描述了一种具有垂直电子枪取向的CRT，其未偏转的电子束与显示器屏幕的短轴平行。该专利中描述的偏转系统包括信号发生器，用于引发以光栅扫描方式对显示器屏幕进行的扫描，从而产生沿显示器屏幕的短轴而取向的多条线。该偏转系统还包括第一线圈组，用于产生大致为枕形的偏转场以对显示屏短轴方向上的电子束进行偏转。第二线圈组产生大致为桶形的偏转场，以对显示屏幕长轴方向上的电子束进行偏转。该偏转系统的线圈通常会把束点垂直地拉长从而造成束点失真。该垂直拉长补偿了倾斜效应，由此减小了屏幕上3/9位置处和拐角位置处的束点失真。为实现3/9屏幕位置处的自会聚(self-convergence)而需的桶形场对倾斜做出了过补偿，并且垂直拉长了3/9和拐角位置处的束点，如美国专利No.5,170,102中的图10所示。(实际上，桶形场进行了过补偿，因此使3/9位置和屏幕拐角处的束点形状成为垂直取向的椭圆)。沿垂直或副轴定向电子枪，这会对自会聚系统有所改进，但是3/9位置和拐角屏幕位置处的束点失真问题仍然存在。

当前的CRT具有的另一个问题涉及CRT的总长度。随着平板TV变得越来越流行，CRT TV的总深度成为销售时的主要负面因素。如这里所述，一种方法是通过增大CRT的偏转角以增大对顾客的吸引力。一种备选方法是，减小CRT颈部组件的深度，由此允许CRT深度的减小。

发明内容

本发明解决了现有技术中的这些和其他缺点和不足，本发明涉及一种具有单平面电子束弯曲器和视频校正的阴极射线管(CRT)显示器。

根据本发明的一个方面，提供了一种CRT显示系统。该CRT显示系统包括电子枪组件、单平面外鞘(sheath)电子束弯曲器以及数字处理器。电子枪组件被配置为发射电子束。单平面外鞘电子束弯曲器被配置为向电子束施加偏转力。数字处理器被配置为接收并处理输入视频信号流，以提供将从该处向电子枪组件的各个阴极传递的信号。所提供的信号被施加有失真以实现预定的会聚图像。所施加的失真至少涉及蓝色弓形(blue-bow)会聚误差。

根据本发明的另一方面，提供了一种CRT显示系统。该CRT显示系统包括电子枪组件、单平面外鞘电子束弯曲器、输入源、接收机、转换器、图像处理单元和同步处理器。电子枪组件被配置为发射电子束。单平面外鞘电子束弯曲器被配置为使电子束发生偏转。输入源被配置为提供水平和垂直逐行同步信号以及R、G、B模拟信号。接收机被配置为执行对R、G、B模拟信号进行的模数转换、视频校正以及数模转换，以提供隔行R、G、B模拟信号，并根据水平和垂直逐行同步信号以及与隔行R、G、B模拟信号相关联的定时来提供H和V隔行同步信号。转换器被配置为使用至少一个矩阵运算，把隔行R、G、B模拟信号转换为第二分量模拟格式的信号。图像处理单元被配置为使用至少一个矩阵运算，把第二分量模拟格式的信号转换为R、G、B格式的信号以输入电子枪。同步处理器被配置为从所述接收机接收H和V隔行同步信号，并提供处理后的同步信号，所述处理后的同步信号用于在电子束的扫描期间提供期望的光栅几何形状、期望的电子束会聚以及期望的电子束束点形状。接收机还被配置为对蓝色弓形会聚误差进行校正。

根据本发明的另一方面，提供了一种CRT显示系统。该显示系统包括电子枪组件、单平面外鞘电子束弯曲器、输入源、转置模块、图像处理模块、格式转换器、视频校正模块、和数模转换器。电子枪组件具有被配置为发射电子束的垂直对齐的内置电子枪。单平面外鞘电子束弯曲器被配置为使电子束发生偏转。输入源被配置为提供数字分量视频信号。转置模块被配置为把数字分量视频信号转置为逐行垂直扫描的数字分量视频信号。图像处理模块被配置为对逐行垂直扫描的数字分量视频信号进行处理。格式转换器被配置为把处理后的逐行垂直扫描的数字分量视频信号转换为R、G、B逐行垂直扫描的信号。视频校正模块被配置为对R、G、B逐行垂直扫描的信号中的几何形状和会聚误差进行校正，并把R、G、B逐行垂直扫描的信号转换为隔行垂直扫描的R、G、B数字信号。数模转换器被配置为把隔行垂直扫描的R、G、B数字信号转换为隔行R、G、B模拟信号。由所述视频校正模块进行校正的会聚误差包括蓝色弓形会聚误差。

根据本发明的另一方面，提供了一种CRT显示系统。该显示系统包括电子枪组件、电子偏转系统、转置模块、视频校正模块以及一个或更多个图像处理器。电子枪组件具有被配置为发射电子束的垂直对齐的内置电子枪。电子偏转系统具有被配置为向电子束施加偏转力的单平面外鞘电子束弯曲器。转置模块被配置为使用转置(transpose)运算对输入视频信号进行转置。视频校正模块被配置为对输入视频信号执行视频校正，包括对蓝色弓形会聚误差的校正。一个或更多个图像处理器被配置为执行增强操作以改善与输入视频信号相对应的显示图像的感知的图像质量。

结合附图并根据下文对典型实施例的详细描述，本发明的这些和其他方面、特征和优点将会变得明显。

附图说明

将参考附图通过示例来描述本发明，其中：

图1是示出典型CRT中投射距离与偏转角之间的基本几何关系的示意图；

图2是根据本发明实施例的CRT的示意性截面图；

图3是图2中的CRT的屏幕的示意图，示出了根据本发明的失会聚图案；

图4是示出了根据本发明对束点形状进行优化的示意图；

图5是根据本发明用于驱动图2中的CRT的相关联的信号处理和电子驱动系统的第一示意性实施例的框图；

图6是根据本发明用于驱动图2中的CRT的相关联的信号处理和电子驱动系统的第二示意性实施例的框图；

图7是根据本发明的相关联的信号处理和电子驱动系统的第三示意性实施例的框图；

图8是对图6所示CRT显示系统的修改的框图；

图9是示出对图6所示CRT显示系统的第二修改的框图；

图10是示出发生图像失真的CRT显示屏幕中一部分的示意图；

图11是图5-9的CRT显示系统中的视频校正系统的框图；

图12是图11的视频校正系统中的多相滤波器的特性图；

图13A-C示出了根据现有技术的外鞘电子束弯曲器(SBB)，其具有2、3和4个平面中的多组不同的永磁体；

图14示出了根据本发明的外鞘电子束弯曲器(SBB)，其仅具有一个平面中的一组永磁体；以及

图15示出了根据本发明的阴极射线管(CRT)漏斗(funnel)上的外鞘电子束弯曲器(SBB)。

具体实施方式

本发明涉及一种具有单平面外鞘电子束弯曲器(SBB)和视频校正的阴极射线管(CRT)显示器。本发明可以用于模拟或数字标清电视以及高清电视(HDTV)。此外，本发明可以用于以标准水平扫描模式或垂直扫描模式而操作的电视。

根据本发明的SBB消除了多个平面中的现有技术设备。同时这种SBB消除还消除了SBB对典型的会聚误差(被称作蓝色弓形(blue-bow))进行校正的能力，根据本发明的CRT系统的视频校正能力提供了用于校正蓝色弓形会聚误差的手段。因此，根据本发明的整个CRT系统提供了长度更短(即更短的深度)的系统，同时仍对蓝色弓形会聚误差进行校正。此外，另一个优点是，通过消除现有技术SBB中耗时的蓝色弓形设置，简化了相应的磁轭调整机(YAM)过程。

本说明书描述了本发明的原理。因此可以理解，本领域的技术人员能够设计出这里没有明显描述或示出的各种布置，以体现本发明的原理并且包括在本发明的精神和范围之内。

这里叙述的所有示例和条件性语言意在教学目的，以帮助读者理解本发明的原理以及发明人对技术领域进一步贡献的概念，并且不应被解释为被限制在具体叙述的示例和情况中。

此外，这里叙述本发明的原理、方面和实施例以及具体示例的所有陈述意在包括这些实施例的结构和功能上的等同物。另外，该等同物意在包括当前已知的等同物和将来开发的等同物(即所开发的执行相同功能的元件，而不考虑结构)。

因此，例如本领域的技术人员可以理解的是，这里示出的框图表示体现本发明原理的示意性电路的概念图。类似地，可以理解的是，任何流程图、流图、状态转移图、伪代码等表示实质上可以在计算机可读介质中表示并由计算机或处理器来执行的各种过程，无论该计算机或处理器是否明确示出。

附图中所示各个元件的功能可以通过使用专用硬件和能够与适合的软件一同来执行软件的硬件来提供。当由处理器来提供时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器(其中的一些可以被共享)来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的显式使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，而是可以隐式地包括(而不是限制)数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)以及非易失性存储器。

还可以包括其他传统的和/或常规的硬件。类似地，附图中所示的任何切换仅是概念性的。其功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或甚至手动地来执行，实施者可以选择的具体技术可以从上下文中更加详细地理解。

在权利要求中，以用于执行指定功能的装置而表述的任何元件意在包括执行该功能的任何方式，例如包括：a)执行该功能的电路元件的组合；或b)任意形式的软件(包括固件、微代码等)与用于执行该软件从而执行该功能的适当电路相结合。由权利要求限定的本发明在于如下事实：按照权利要求声明的方式把所叙述的各个装置提供的功能结合到一起。因此，可以看作能够提供那些功能的任意装置与这里所示的装置等同。

在讨论本发明的CRT显示系统之前，简单地讨论典型的阴极射线管的方面将会是有帮助的。图2示出了阴极射线管(CRT)1，例如W76宽屏显像管，具有玻璃壳2，该玻璃壳2包括矩形面板3和由漏斗5连接的管状颈部4。漏斗5具有从阳极按钮6面向面板3并延伸至颈部4的内部导电涂层(未示出)。面板3包括观看面板8和外围凸缘(peripheralflange)或侧壁9，其由玻璃料(frit)7密封到漏斗5。面板3的内表面承载三色荧光屏幕12。屏幕12包括荧光线以三元组而排列的线屏幕。每一个三元组包括具有三原色(典型地为红色、绿色和蓝色)的荧光线，而且通常与屏幕12的主轴相平行地延伸。

屏罩(mask)组件10位于与屏幕12的预定间距处。屏罩组件10具有与屏幕12的主轴大体平行延伸的多个拉长狭缝。电子枪13(图2中的虚线示意性地表示)安装在颈部4的中心，用于产生三个内置电子束(一个中心电子束和两个侧部或外部电子束)，沿着会聚路径通过屏罩组件10打到屏幕12上。电子枪组件13具有垂直取向的电子枪，每一个产生三种颜色(红色、绿色和蓝色)中单独一种颜色的电子束。这三个电子枪呈与屏幕12的副轴平行延伸的线性阵列形式。

CRT 1采用外部磁偏转系统，该系统包括位于漏斗至颈部的结点附近的磁轭14。当以下文所述的方式利用驱动信号激活时，磁轭14产生使电子束以矩形光栅形式垂直地和水平地扫描过屏幕12上的磁场。这个外部磁系统或电子偏转系统可以由驱动电路来驱动，并把短方向上的高频偏转施加到从电子枪组件13的电子枪发出的电子束上。

1.利用磁轭场和四极子线圈的电子束束点整形和会聚

A.磁轭场

根据本发明的一个方面，电子束经历束点整形。为了理解束点整形，对磁轭14和磁轭场的影响的讨论将是有帮助的。如同所讨论的，磁轭14位于图2所示的CRT 1上的漏斗至颈部连接点附近。在所示实施例中，磁轭14具有产生大致为桶形的水平偏转磁轭场的第一偏转线圈系统(未示出)。磁轭14具有与第一偏转线圈系统电绝缘的、用于产生大致为枕形的垂直磁轭场的第二偏转线圈系统(未示出)。这些磁轭场会影响电子束的会聚和束点形状。不同于针对自会聚的调整，与第一偏转系统相关联的水平桶形场经受调整(例如减小)，从而在屏幕的周边产生优化的束点形状。对第二偏转线圈系统有所贡献的桶形磁轭场经受减小。桶形场和与电子枪相关联的动态聚焦所提供的动态象散校正的总影响产生了3/9位置处和拐角屏幕位置处优化的、接近于圆形的束点形状。枕形垂直场和桶形水平场的使用(其中对桶形水平场进行调整以改进束点的形状，并允许电子束沿屏幕边缘的某些失会聚)被特征化为准自会聚偏转场。

根据自会聚而使束点形状得以改善的场减小实际上导致屏幕上特定位置处的失会聚。图3示出了显示出由于减小的桶形场而造成的失会聚的显示器屏幕。例如，当桶形场经历减小以实现屏幕上3/9位置处和拐角位置处的优化束点时，屏幕周边处的电子束发生过会聚。这里使用的过会聚是指由于红色和蓝色电子束在击打屏幕之前彼此交叉所造成的情况。过会聚的量随电子束偏转而变化。因此，所产生的图案看起来会聚到屏幕中心，而在屏幕周边出现失会聚。假定图2中的电子枪组件13的红色、绿色和蓝色电子枪的取向为从上至下，则过会聚导致电子束在屏幕周边处产生蓝色、绿色、红色的会聚图案，如图3中所示。在这个示例中，屏幕周边处产生的过会聚被测量为15毫米。具有不同的几何形状或不同的磁轭场分布的其他CRT将会导致或多或少的过会聚，例如范围是1至35毫米。

b.多极子线圈

添加多极子线圈，例如图2中所示的四极子线圈16，可以对失会聚或上述磁轭效应造成的过会聚进行校正。具体地，把四极子线圈16放到磁轭14的电子枪侧将会动态地校正磁轭效应。四极子线圈16固定到磁轭14，或备选地应用到颈部，而且其4个极子具有以相对于彼此大约90°的取向，如本领域中所公知。线圈16的相邻极子具有交替的极性，而且极子的取向与显像管轴成45°，因而所产生的磁场在垂直方向上移动外部的(红色和蓝色)电子束，以提供对图3所示的失会聚图案的校正。备选地，四极子线圈16可以位于磁轭14背后，大致处于或接近于电子枪组件13的动态象散校正点。

四极子线圈16在动态控制下操作，产生用于调整屏幕上的失会聚的校正场。在这个实施例中，与水平偏转同步地驱动四极子线圈16。驱动四极子线圈16的信号具有所选的幅值，用以校正上述过会聚。在所示实施例中，四极子线圈信号的波形的形状接近于抛物线。

CRT 1的电子枪组件13具有静电动态聚焦象散校正，以实现对三个电子束中每一个电子束在水平和垂直方向上的最优聚焦。针对每一个电子束单独进行这个静电动态象散校正，从而允许对水平至垂直聚焦电压差进行校正而不会影响会聚。尽管四极子线圈16也会影响电子束的聚焦，然而其位置靠近电子枪组件13的电子枪的动态象散点，这允许通过调整静电动态象散电压来校正这个影响，从而对束点的影响最小。这使得能够对屏幕上所选位置处的失会聚进行校正而不会影响束点的形状。有利地，修改磁轭场的设计可以优化束点的形状，而且动态地驱动的四极子线圈16可以校正任何产生的失会聚。

c.磁轭场和四极子线圈

图4示出了具有纵横比为16∶9和120°偏转角的W76 CRT的屏幕的一个象限，并且示出了使用上述四极子线圈16并通过磁轭14的设计而获得的束点形状和尺寸的改善。虚线所示的束点表示投射距离和参照圆形中心束点的倾斜的影响。根据本发明获得的优化的束点以实线绘出。屏幕周边和拐角处的束点尺寸和形状得到了明显的改善。表1列出了针对根据本发明的示意性实施例的实验结果，H表示每一个束点的水平尺度，而V表示归一化到中心束点的每一个束点的垂直尺度。表1把电子枪取向、磁轭场效应和动态受控的四极子线圈的累积效应与施加到传统的水平内置电子枪CRT的动态象散校正进行比较。

表1

束点位置

水平对齐的电子枪120度偏转H×V归一化到中心

垂直对于的电子枪120度偏转H×V归一化到中心

底部和顶部	1.1×1.5	0.8×1.6
			周边	3.0×0.6	2.0×1.5
拐角	3.0×0.9	1.6×2.0

表1中间一列列出了针对现有技术中具有自会聚电子束的标准水平电子枪取向的CRT的束点尺度，而右边一列表示根据本发明的具有垂直电子枪对齐的CRT的结果，其中电子束经历动态受控的会聚。尽管束点的形状在6点和12点的屏幕位置(6/12或顶部和底部)受到些许损害，然而束点尺寸的均匀性在3点和9点位置(3/9或侧边)以及拐角位置处得到极大的改善。本发明的技术有利地提供了屏幕上更为均匀的束点形状，因此增强了视觉分辨率。尽管本发明可应用于具有100或更大偏转角的CRT，本发明尤其可应用于更大的偏转角，例如超过120度的系统。

2.定时考虑

本发明的CRT系统的另一方面涉及CRT显示器中电子束扫描的定时。对此，表2提供了时钟频率、扫描线数目、以及每条扫描线的像素值的比较，其针对具有水平排列的电子枪的传统CRT以及根据本发明的垂直扫描CRT显示器进行比较。

表2

		标准水平扫描		垂直扫描
							HDTV1	HDTV2	HDTV
视觉扫描线和像素
						水平	1920	1280	1280
	垂直	1080	720	720
						刷新(场)速率	60Hz	60Hz	60Hz
	隔行或逐行	隔行	逐行	隔行

					定时和电路的考虑
	扫描线方向	水平	水平	垂直
						总扫描线(包括回扫)	1125	750	1375
	每条扫描线的像素(增加回扫)	2475	1650	900
						扫描频率	33.75kHz	45kHz	41.25kHz
	像素时钟速率	83.5MHz	74.25MHz	37.125MHz

表2中在标题“定时和电路的考虑”下所列的扫描线和像素数据的个数分别超过了视觉扫描线和像素数据，并且考虑到过扫描和回扫。对于表2中的垂直电子枪对齐的CRT，可见图像场包含1280个垂直扫描线，每一条扫描线上具有720个可寻址的点(即720像素/线)。

表2中三种不同的扫描系统提供了出色的视觉性能。由于扫描线或像素的输出而导致的任何视觉差异对于正常观看距离大于1米且对角线尺寸小于1米的屏幕尺寸来说是不明显的。然而，该垂直扫描系统提供了明显更好的图像，这是因为电子束具有更好的束点尺寸/分辨率。虽然高速扫描频率对于所有系统基本上保持相同，但该垂直扫描系统需要明显更少的扫描功率，这是因为对于16×9纵横比的系统而言，垂直方向上的偏转角远小于水平方向上的偏转角。此外，垂直扫描系统的像素时钟速率远小于其他系统。一种尤其有利的布置利用了1280条隔行视觉扫描线，这显著地降低偏转功率需求，而不会在显示HDTV图像时带来任何不利效果。

本发明的CRT显示系统能够以除表2中所列扫描速率之外的其他扫描速率进行操作。对于对角线尺寸范围在大约20cm和1m之间的16∶9格式的显像管而言，在正常家庭观看条件下(观看距离大约是2米)，产生大约700至3000范围内的垂直扫描线的扫描速率提供了优良的HDTV显示器。

3.对输入的用于显示的视频信号进行转置和调整的视频处理系统

如参考图10-12更加详细地描述，本发明的CRT显示系统使用把数字视频信号信息映射到适合的扫描位置以校正会聚和几何形状的数字视频校正。这个视频映射不会影响束点的形状，而且提供了用于实现小的校正的有效工具。对于大幅度的校正，视频校正会引起光输出中的某些损失，因为所有的电子束必须对屏幕的所有区域进行扫描，以使视频映射工作。例如，采用视频校正来补偿图3中所示的15mm红色至蓝色失会聚，这典型地需要顶部(针对红色)以及底部(针对蓝色)的7.5mm的附加过扫描，导致沿着周边出现大约15/372或4％的光输出损失。

通过消除对图2中的四极子线圈16的使用，采用视频校正来产生改善的会聚提供了去除多极子校正的可能。去除四极子线圈16会降低CRT显示系统的成本。本发明的备选实施例使用四极子线圈16和视频校正两者来改善会聚。

传统的视频信号传输采用逐像素的时间序列，使得随着一系列扫描线沿着扫描线从图像的左边到右边前进并且随后移至下一扫描线并使信号序列再次从左向右前进，有效地进行红色、绿色和蓝色图像的传输。如技术领域中所公知，这个过程以逐行扫描模式或隔行扫描模式从上到下进行。为了实现垂直扫描显示器，该图像必须经历向垂直扫描图案的转换，从而信号序列在图像左上角处开始。这样，后续的信号元素会沿左边沿着垂直线从上到下跟随前进。在经过适合的消隐间隔后，在第二扫描线处的图像的顶部边缘处产生信号元素，随后跟随着与沿着第二扫描线从顶部至底部的序列相对应的信号元素。类似地，第三扫描线从图像的顶部开始，并前进至图像的底部，因此必须提供相对应的从顶部至底部的信号元素。这个过程继续进行，经过图像的右侧垂直边缘处的最末扫描线。

为了实现垂直扫描，水平扫描序列必须经历从传统的从左向右并逐步地从顶部到底部的控制向从顶部到底部并逐步地从左向右的转置序列的转变。为了下文的讨论，术语“数字正交扫描”或DOS表示上述转置运算。

通常，CRT显示器会展现出光栅失真。最常见的光栅失真是几何误差和会聚误差。几何误差是在光栅横穿过屏幕时由被扫描的电子束位置中的非线性造成的。在CRT显示器中，会聚误差在红色、绿色和蓝色光栅非精确对齐时出现，从而使得例如在图像的某些部分上，红色子图像相对于绿色子图像向左偏移，而蓝色子图像相对于绿色子图像向右偏移。这种类型的会聚误差可能在任何方向上以及所显示图像的任何地方出现。

对于已知的彩色CRT显示器，假定施加到偏转线圈的偏转信号是线性斜坡信号，即使在CRT显示器的最初制造期间中心区域是精确地对齐的，会聚和几何误差也会出现。通过把偏转信号从线性斜坡信号修改为更加复杂的波形，传统的模拟电路技术可以对该失真进行补偿。此外，可以调整磁轭设计的细节，以减小会聚误差和几何形状误差。当偏转角增大至超过100°，这种传统的几何形状和会聚校正的方法变得更加难以实施。

视频校正(VC)的基本思想依赖于如下假设：CRT引起输入图像的几何形状和/或会聚失真。如果在显示前，对输入信号进行处理，从而以与CRT中固有失真相反的失真的方式对该信号进行处理，那么该信号在显示时将不会出现失真。参考上文针对会聚误差给出的示例，VC通过把红色子图像在相反方向上(例如向右)相对于绿色子图像移动相同的量以抵消CRT失真，这有效地把红色子图像向左移位，并类似地把蓝色子图像向左移位，产生良好的红色至蓝色会聚。类似地，VC把蓝色子图像向左移位，对CRT会聚失真进行补偿。应当理解的是，VC也可以用于重新形成所有的子图像(包括绿色子图像)，以重新形成整个光栅的几何形状。此外，VC可以和磁轭场一同使用，以实现期望的光栅几何形状。

现有技术的优化的CRT显示系统普遍采用图像处理(IP)技术，该技术能够使人眼看到的显示图像比未经处理的相同图像更为出色地显示。边缘增强构成了图像处理的典型示例，并且用于增强亮度跃迁梯度，使得图像更加锐利。

这里描述的根据本发明的上述DOS和VC操作优选地在数字域中执行。IP操作可以模拟或数字形式来执行。当信号路径中是数字信号时，优选采用数字形式的IP。与DOS、VC和IP操作相关联的各种信号处理任务可以在可编程门阵列及相关联的存储器中有效地执行。可编程门阵列可以采用若干备选形式，包括现场可编程门阵列(通常称作FPGA)、掩模(mask)可编程门阵列、以及专用集成电路和适于数字信号处理的其他形式的电路。

图5、6和7示出了根据本发明执行DOS、VC和IP操作的组合的处置扫描CRT显示系统的备选实施例。将会更好地理解，一些实施例在数字域中执行DOS、VC和IP操作中的一种或更多种，而其他实施例在模拟域中执行一种或更多种操作。

图5示出了根据本发明的转置扫描CRT显示系统的第一实施例。该显示系统从例如机顶盒(STB)100(例如RCA Model DTC 21O机顶盒)的源接收输入信号。STB 100提供了水平和垂直逐行同步[H&V(p)同步]信号以及红色、绿色和蓝色模拟信号[RGB(p)]。这些信号经过包括元件110、120和130的数字信号处理(DSP)系统的处理。元件110包括模数(A/D)转换器，该转换器把RGB(p)模拟信号转换为分别针对R、G和B逐行光栅的三个数字信号阵列。

元件120包括固件，典型地具有可编程门阵列的形式，其对RGB(p)信号组进行操作以执行参考图10-12更加详细描述的VC操作。备选地，元件120可以采取已编程处理器的形式。分别校正后的R、G和B阵列典型地存储在存储器(未示出)中，该存储器包括门阵列120的一部分。该存储器以隔行方式分别读出各个R、G和B信号，作为转置的垂直扫描信号(DOS)。因此，门阵列120的输出包括隔行数字R、G和B信号组。此外，门阵列还提供了与相关联的定时相对应的H和V隔行同步信号，具有转置后的垂直扫描、隔行的信号格式。

图5中的元件130包括数模(D/A)转换器，用于把R、G和B信号分别转换为相应的隔行模拟R、G和B信号。元件140包括矩阵运算器，通过标准矩阵运算把R、G和B信号转换为YPbPr格式。备选地，矩阵运算器140可以把R、G和B信号转换为其他格式，例如YUV或YCbCr。因此，术语“YPbPr格式”包括以数字或模拟形式被编码成亮度通道和两个不同颜色通道的任何形式的分量信号。类似地，这里使用的亮度“RGB”是指三个颜色场分量，无论是数字还是模拟形式。当这些格式(即YpbPr、YCbCr等)没有以数字或模拟的形式显式地描述时，上下文会使信号的状态清楚可知。

图像处理单元150从矩阵运算器140接收DOS修改后的分量视频。图像处理元件150执行本领域中已知的图像处理和优化操作，例如边缘增强。此外，图像处理元件150拥有把YPbPr格式的信号转换回RGB格式的能力，以调整CRT的参数，例如对比度、亮度、自动象偏(AKB)和自动限束(ABL)。来自图像处理元件150的每一个R、G和B信号通向单独的一组视频输出放大器160，该放大器向CRT 170的电子枪组件提供输入信号。门阵列120产生的同步信号在输入动态聚焦元件190以产生动态聚焦信号之前，经过同步处理器180的进一步处理。象限驱动(quaddrive)电路200从同步处理器180接收处理后的同步信号，以产生CRT偏转磁轭信号。偏转信号发生器210对来自同步处理器180的同步信号进行处理，以产生驱动CRT 170的偏转线圈的H和V信号。

图6示出了根据本发明的垂直扫描CRT显示器的备选实施例。前端处理器元件300接收输入的HDTV信号，并以逐行扫描YPbPr格式提供数字视频输出信号，前端处理器300还产生水平和垂直逐行同步。转置运算器元件310接收来自前端处理器的输出信号，并执行DOS操作，以产生逐行垂直扫描YPbPr信号。图像处理器320对垂直扫描的YPbPr信号执行图像处理。例如，图像处理器320可以执行一组基本的IP功能，例如边缘增强。格式转换器330执行YPbPr到RGB的格式转换，以使视频校正元件340能够实现视频校正(VC)。视频校正元件340还实现从逐行到隔行垂直扫描的转换。视频校正元件340输出的数字RGB(i)隔行垂直扫描信号经数模(D/A)转换器350的转换，产生模拟RGB(i)信号。图像处理器360通过提供对比度、亮度、AKB和ABL功能，实现了隔行垂直扫描信号的最终生成。

视频放大器元件370根据来自图像处理器360的RGB(i)信号而驱动CRT 380中的三个电子枪。同步处理器390根据从视频校正元件340接收到的H&V(i)信号，向动态聚焦发生器400、象限驱动器410以及偏转信号发生器420提供同步信号。

虽然图5和6中的CRT显示系统共享共用元件，然而其在若干方面有所不同。注意，图5中的CRT显示系统在DOS功能后以及输入信号经过视频校正后完成了所有的IP操作。图6中的CRT显示系统执行DOS功能，之后是图像处理(IP)。该布置允许使用被设计为在VC操作前对DOS信号进行处理的图像处理器(例如图像处理器320)，这在VC用于较大会聚误差时是特别期望的。

图7示出了根据本发明的CRT显示系统的另一实施例。图7中的CRT显示系统包括与图6中的CRT显示系统共有的元件，而且相似的附图标记表示相似的元件。如上文所讨论，图6中的CRT显示系统使用转置运算器元件310下游的单个图像处理器320。作为比较，图7中的CRT显示系统采用了两个图像处理器320’和360’。如图7所示，第一图像处理器320’位于前端处理器300的下游，并且提供在数字YPbPr信号被输入图像转置运算器元件310之前的对其的预处理。第二图像处理器360’位于D/A转换器350的下游，并且提供了对隔行模拟RGB(i)信号的后处理以及对亮度、AKB和ABL的设置。在所有其他方面，图7中的CRT显示系统与图6中的操作相同。

在准备针对与具体显示器相关联的特定寻址需求的信号之前，进行一些图像预处理是有好处的。在图7的CRT显示系统中，第一图像处理器320’在转置运算器元件310的DOS操作之前执行该预处理。备选地，图7中的CRT显示系统可以包括位于转置运算器元件310的下游以及格式转换器330的上游的另一图像处理器(未示出)。

通常感兴趣的具体类型的图像预处理包括对在以转置垂直扫描模式操作的CRT上显示的50Hz的HDTV图像进行预处理。为了最小化闪烁(flicker)，通常把50Hz隔行图像转换为另一种格式。数字信号处理方法允许从50Hz到60Hz的转换。使用实现从50Hz到60Hz转换的预处理器将允许本发明的CRT显示系统工作在世界上通行的60Hz上，而无需考虑输入信号的频率是50Hz还是60Hz。备选地，通常把50Hz的信号转换到75Hz以消除闪烁。到75Hz的这种转换将会在图7中的第一图像处理器320’中进行，而余下的显示链(从转置运算器元件310开始)将会以75Hz模式而操作。

图8示出了对图像质量进行优化的CRT显示系统的另一实施例。图8中的CRT显示系统共享与图6和7中的显示系统共用的元件，而且相似的附图标记表示相似的元件。如下文所述，图8中的CRT显示系统在CRT380上的显示之前，对最终的RGB子图像执行一系列的图像增强操作。该种类的常用操作包括：对各个颜色进行峰化(peaking)和边缘增强。图8中的CRT显示系统通过位于D/A转换器350的下游以及图像处理器360的上游的图像增强元件355来实现该增强。由于处于D/A转换器350的下游，图像增强元件355实现了模拟域中的逐颜色的后处理。换句话说，增强元件355和图像处理器360可以被描述为后图像处理元件，该元件设置对比度、亮度、AKB和ABL，并修改RGB(i)模拟信号，由此来执行包括对各个颜色的峰化、黑色展宽、颜色展宽和边缘增强的功能集合中的至少一项功能。

图9示出了CRT显示系统的备选实施例，与图8中的CRT显示系统相似，提供了优化的图像质量。图9中的CRT显示系统采用了与图8中的显示系统多个相同的元件，而且相似的附图标记表示相似的元件。与图8中在模拟域中执行逐颜色增强的CRT显示系统相比，图9中的CRT显示系统在数字域中执行该增强。对此，图9中的CRT显示系统采用视频校正元件340下游且D/A转换器350上游的数字图像增强元件355’。因此，在图9的CRT显示系统中，增强元件355’在数字域中实现RGB图像增强。仅当完成逐像素的图像增强后，才会进行数模转换。

图9中的CRT显示系统可以包括在快速垂直扫描方向上应用电子束扫描速度调制(BSVM)。BSVM构成了锐度增强方法，该方法包括基于视频信号输入中的亮度跃迁而在电子束的扫描速度中产生局部改变。参考图9，可以由视频校正元件340或数字增强单元355’来提供适合的BSVM信号。

在本发明的一般性实施例中，CRT包括多个图像处理器以实现图像增强操作，从而在像显示图像中的边缘锐度、降噪、调整颜色以及对比度的一个或更多个属性方面改善感知的图像质量。第一图像处理器接收输入信号，然后把该信号馈入转置运算，该第一图像处理器可以是对模拟分量YPbPr信号进行操作的模拟处理器，该信号在处理后并且在转置运算前被馈入模数转换器，或者该第一处理器可以是对数字分量YCbCr信号进行操作的数字电路，在这种情况下第一图像处理器的输入是分量数字信号或分量模拟信号，该信号通过位于第一图像处理器之前的模数转换器。在数字转置操作之后以及视频校正操作之前的第二图像处理器用于在图像转置后进行进一步的图像增强，该第二图像处理器以数字电路来实现，并且对像YCbCr之类的转置分量视频流进行操作，并且把该第二图像处理器的输出馈入数字矩阵化装置，该装置把数字分量YCbCr信号转换为数字RGB信号，然后由视频校正系统对这个RGB信号进行操作。此外，可以使用第三图像处理器，该第三图像处理器位于视频校正操作的后续信号流中，而且该第三图像处理器对各个转置后的并经视频校正的颜色信号分别执行图像增强操作；该第三图像处理器可以是模拟类型的，在这种情况下数字RGB输出首先由数模转换器转换为模拟RGB信号，或该第三图像处理器可以是数字类型的，在这种情况下数字RGB信号直接馈入该第三图像处理器，而且这个第三图像处理器的输出馈入数模转换器，该数模转换器的RGB模拟输出可用于视频链中的最终元件的输入，该最终元件驱动CRT并提供了适当的信号电平以获得优化的亮度、对比度、电子束截止(cut-off)以及黑色电平。可以产生与转置和适当扫描的图像相关联的适合的水平和垂直同步信号，而且该同步信号向同步处理器提供输入，该同步处理器又向与聚焦、扫描和其他功能相关联的子系统提供适当的输入，这些功能是垂直扫描CRT的操作和性能优化功能所需的。

如上所述，图5-9中的CRT显示系统包括由图5中的门阵列元件120和由图6-9中的视频校正元件340执行的视频校正。根据本发明，首先进行的视频校正确定了每一个颜色的几何光栅失真，然后确立对单独的光栅失真进行校正所需要的水平和垂直位移(即Δx和Δy)。然后，将视频移位Δx和Δy以校正该失真。

为了理解视频校正的进行过程，参考图10，该图示出了CRT屏幕上出现的图像失真的示例。在被包围的区域内，图像的失真量为Δx和Δy(在图10中示出为ΔVx和ΔVy)。注意，图像上的失真是不一致的，而且对于每一个颜色是不同的。

图11提供了根据本发明的针对失真的视频校正的总体概图。首先，测量设备(未示出)确定x和y偏移(Δx和Δy)，典型地是整个图像上具有9*9或5*5点距的栅格(grid)，产生Δx和Δy偏移矩阵400和401。通过图11中的元件402和403对Δx和Δy偏移矩阵进行插值。实际中，元件402和403可以采取例如可编程处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或数字信号处理的形式。重采样滤波器404对来自输入源的视频(例如来自图6-9中的格式转换器330或图5中的A/D转换器110的逐行RGB(p)信号)进行重采样，以产生视频图像405，向该图像施加与每种颜色的几何光栅失真所造成的失真相同量的逆失真。因此，视频校正所产生的失真抵消了原始失真，产生了基本上无失真的图像406。正如所讨论的，在9*9栅格上测量或计算水平Δx和垂直Δy位移。对Δx和Δy采样的插值是必需的，以获知重采样的图像中每一点处的位移，这典型地通过公知的二维三次插值。

该插值的结果是在x和y方向上包括整数和非整数分量的失真矢量。重采样滤波器404包括对失真矢量的整数分量的像素进行简单的重映射，并包括对非整数分量的多相滤波。通过利用调整后的地址对视频源存储器进行读取，可以方便地实现重映射，而上述插值(典型地为三次插值)的整数部分用于该地址调整。

为了执行重采样操作的非整数分量，图11中的滤波器404可以采取如图12中的图所述的5抽头多相滤波器的形式。图12中的图在其y轴上示出了系数值，而在其x轴上示出了抽头值。多相滤波器使其系数适应于原始和最终像素之间的非整数移位。插值的非整数分量可以采用-0.5和+0.5之间的值，对应于插值后的像素位置与最接近整数值距离+/-0.5个采样。在图12中，示出了针对两个非整数插值后的像素而计算的5个抽头权重。根据该插值计算的非整数分量在这里示出为距离最接近的整数位置是+0.05和-0.4像素，在图12中这分别被称作相位＝0.05和相位＝-0.4。与每一个所表示的相位相关联的5个元素表给出了滤波器抽头求和的权重，在图12中作为系数示出。典型地，使用查找表来存储针对有限数目的非整数插值后的值的系数。一种常见方法是，存储针对64个离散相位的系数，并选择最接近插值后的值的相位。

关于各个部分的实际尺寸，已知的是把包括磁材料(例如锶铁氧体(strontium-ferrite))的套筒(sleeve)安装到CRT的颈部上，以校正CRT中的静态会聚、颜色纯度以及几何形状的误差。磁材料的制造商可以将加热的磁材料挤压通过矩形狭缝模具，把该材料碾轧成薄片，然后切割成条带，或者把该材料挤压成长管，然后切割为短圆柱体。在前两种情况下，把带状外鞘材料制成的长线圈提供给制造商，然后将其切割为具有期望长度的短条带。使用定位(securing)带来拼接给定条带的边缘，以形成拼接后的圆柱形，安装到CRT的漏斗上以形成套筒或外鞘。在第三种情况下，该材料以短圆柱体的形式提供给制造商，然后将其作为套筒或外鞘安装到CRT的漏斗上。这个套筒或外鞘被称作外鞘电子束弯曲器。在所有情况下，外鞘电子束弯曲器可以安装到载体上，该载体安装到漏斗上。

通过创建磁材料中磁极子的各种组合来实现电子束着落校正，该磁极子的组合在外鞘电子束弯曲器中产生了静态或永久性磁场。该磁场会改变电子束在CRT中的着落位置。外鞘电子束弯曲器尤其可以校正CRT中的安装密封旋转(mount seal rotation)。工厂中使用磁化器头对外鞘电子束弯曲器进行磁化。传统上，磁化器头(未示出)位于工厂中靠近外鞘电子束弯曲器的外表面处，以产生具有2、4和6个磁极组的多个平面。外鞘电子束弯曲器的磁材料中的磁极的各种组合改变了CRT内的电子束路径，从而向CRT的电子束(未示出)提供会聚校正以及垂直和水平位置校正。

外鞘电子束弯曲器可以用于针对与电子束路径垂直的不同平面处的电子束，创建2、4和6极子的垂直和水平校正。例如，一种被称作蓝色弓形的校正是由两对在物理上分离的四极子垂直校正所产生的。图13A-C示出了根据现有技术的外鞘电子束弯曲器(SBB)，具有分别位于2、3和4个平面中的不同的永磁体组。例如，图13A示出了在两个平面1321A和1321B中具有不同的永磁体组的外鞘电子束弯曲器1320’，图13B示出了在三个平面1322A、1322B和1322C中具有不同的永磁体组的外鞘电子束弯曲器1320”，而图13C示出了在四个平面1323A、1323B、1323C和1323D中具有不同的永磁体组的外鞘电子束弯曲器1320。

图14示出了根据本发明仅具有在一个平面1321中的永磁体组的外鞘电子束弯曲器(SBB)。对于这个单平面外鞘电子束弯曲器1320，蓝色弓形校正能力将会丧失。然而，单独的视频校正，或与系统控制相结合，能够校正现有技术的外鞘电子束弯曲器1320’、1320”和/或1320可能遇到的会聚误差，这些现有技术弯曲器的两个或更多个磁化平面在物理上是分离的。

图15示出了根据本发明的阴极射线管(CRT)1301的漏斗1305上的外鞘电子束弯曲器1320。可以理解的是，图15示出了一种典型的方式，即在把偏转磁轭1314安装到漏斗1305上之后，如何把外鞘电子束弯曲器1320放置到偏转磁轭1314的后面。

应当注意的是，在实施例中，根据本发明的外鞘电子束弯曲器可以和辅助电子束扫描速度调制(BSVM)线圈一同使用，该线圈没有在图15中示出。此外，在实施例中，外鞘电子束弯曲器1320可以首先安装到载体上，使BSVM作为集成组件的一部分。此外，该载体可以是偏转设备自身。

还应当注意，在传统的CRT中，外鞘电子束弯曲器单元典型地具有大约24mm的宽度。然而，对于根据本发明的外鞘电子束弯曲器1320，该外鞘电子束弯曲器1320现在处于4和12mm之间，这导致CRT颈部组件所需空间的缩短。由此，本发明提供了以后总允许CRT的设计者减小CRT的深度的方式，在SBB为8mm的情况下减小了16mm。本发明尤其可用于具有增大的偏转角(例如118度或更大)的CRT中。此外，实施例包括把外鞘电子束弯曲器1320合并到具有垂直扫描电子束的CRT中(即垂直对齐的内置电子枪和水平取向的屏幕发光线)。

使用根据本发明的外鞘电子束弯曲器的额外优点是，其消除了CRT制造场所中设置蓝色弓形的时间。就是说，通过消除现有技术的SBB中耗时的蓝色弓形设置，相应的磁轭调整机(YAM)过程得以简化。

虽然上文描述的外鞘电子束弯曲器和高清电视(HDTV)CRT显示器主要在垂直扫描模式下操作，然而可以理解，这些原理可以应用于其他类型的CRT，上文仅论述了实践本发明的一些可能。例如，本发明可以应用于16∶9的屏幕纵横比，但也可以应用于具有各种纵横比的系统，像4∶3或甚至高于16∶9，例如2∶1。此外，本发明可以应用于模拟或数字的标清电视。本发明的范围和精神内存在多个其他实施例。因此，上文描述旨在示意性而非限制性，本发明的范围由所附权利要求及其等同物的全部范围而给出。

基于这里的教导，所属技术领域的普通技术人员可以容易地探知本发明的这些和其他特征及优点。可以理解，本发明的教导可以各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器或这些的组合来实施。

更优选地，本发明的教益以硬件和软件的组合来实施。这里描述的各个过程和功能可以作为微指令码的一部分或应用程序的一部分，或者这些的任意组合，其可由CPU来执行。

还要理解的是，由于附图中示出的一些构成系统的组件和方法可以软件来实施，所以系统组件或过程功能块之间的实际连接可能不同，这取决于本发明的实践方式。给出这里的教导，所属技术领域的普通技术人员将能够设想出本发明的这些和类似的实施方式或配置。

尽管已经参考附图描述了示意性实施例，可以理解的是，本发明不限于这些具体实施例，在不背离本发明的范围或精神的前提下，所属技术领域中的普通技术人员可以做出各种改变和修改。所有这些改变和修改都将被包括在所附权利要求中提出的本发明的范围之内。

Claims (62)

1、一种CRT显示系统，包括：

电子枪组件，被配置为发射电子束；

单平面外鞘电子束弯曲器(1320)，被配置为向电子束施加偏转力；以及

数字处理器(110、120、130)，用于处理输入视频信号流，以向电子枪组件的各个阴极提供信号，对所述信号施加失真以形成图像；所施加的失真涉及蓝色弓形会聚误差。

2、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器不能对由减小的总平面数目引起的蓝色弓形会聚误差进行校正，所述数字处理器被配置为处理输入信号，以通过所施加的失真来校正蓝色弓形会聚误差。

3、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)包括磁极子单平面。

4、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)只具有8个极子。

5、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)的宽度在4-12mm的范围内。

6、根据权利要求1所述的CRT显示系统，还包括辅助电子束扫描速度调制线圈。

7、根据权利要求6所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)与所述辅助电子束扫描速度调制线圈一起构成。

8、根据权利要求7所述的CRT显示系统，其中，所述CRT显示系统还包括具有漏斗的阴极射线管，所述单平面外鞘电子束弯曲器或者所述单平面外鞘电子束弯曲器和所述辅助电子束扫描速度调制线圈放置于载体上，所述载体安装在所述漏斗上。

9、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述电子枪组件包括用于发射电子束的垂直对齐的内置电子枪，所述数字处理器还被配置为把输入信号的相应视频图像格式从标准的水平方案转置为垂直方案，而且所述CRT显示系统还包括偏转设备，所述偏转设备用于根据垂直方案向电子束提供偏转力。

10、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中还对所施加的失真进行处理以实现预定的光栅形状。

11、根据权利要求1所述的CRT显示系统，其中，所述电子偏转系统还包括四极子线圈，所述四极子线圈被配置为产生对会聚误差进行校正的校正场。

12、一种CRT显示系统，包括：

电子枪组件，被配置为发射电子束；

单平面外鞘电子束弯曲器(1320)，被配置为使电子束发生偏转；

输入源(100)，被配置为提供水平和垂直逐行同步信号以及R、G、B模拟信号；

接收机(110、120、130)，被配置为执行R、G、B模拟信号的模数转换、视频校正以及数模转换，以提供隔行R、G、B模拟信号，并根据水平和垂直逐行同步信号以及与隔行R、G、B模拟信号相关联的定时来提供H和V隔行同步信号；

转换器(140)，被配置为使用至少一个矩阵运算，把隔行R、G、B模拟信号转换为第二分量模拟格式的信号；

图像处理单元(150)，被配置为使用至少一个矩阵运算，把第二分量模拟格式的信号转换为R、G、B格式的信号以输入电子枪；

同步处理器(180)，被配置为从所述接收机接收H和V隔行同步信号，并提供处理后的同步信号，所述处理后的同步信号用于在电子束的扫描期间提供期望的光栅几何形状、期望的电子束会聚以及期望的电子束束点形状，

其中，所述接收机还被配置为对蓝色弓形会聚误差进行校正。

13、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)不能对由减小的总平面数目引起的蓝色弓形会聚误差进行校正，所述接收机被配置为处理输入信号，以校正蓝色弓形会聚误差。

14、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)包括磁极子单平面。

15、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)只具有8个极子。

16、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)的宽度在4-12mm的范围内。

17、根据权利要求12所述的CRT显示系统，还包括辅助电子束扫描速度调制线圈。

18、根据权利要求17所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)与辅助电子束扫描速度调制线圈一起构成。

19、根据权利要求18所述的CRT显示系统，其中，所述CRT显示系统还包括具有漏斗的阴极射线管，所述单平面外鞘电子束弯曲器或者所述单平面外鞘电子束弯曲器和所述辅助电子束扫描速度调制线圈放置于载体上，所述载体安装在所述漏斗上。

20、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述电子枪组件包括用于发射电子束的垂直对齐的内置电子枪，所述接收机还被配置为把R、G、B模拟信号的相应视频图像格式从标准的水平方案转置为垂直方案，而且所述CRT显示系统还包括偏转设备，所述偏转设备用于根据垂直方案向电子束提供偏转力。

21、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述第二分量模拟格式是YPbPr或YCbCr分量视频格式。

22、根据权利要求12所述的CRT显示系统，还包括被配置为提供期望的电子束会聚的四极子线圈。

23、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述输入源(100)是机顶盒。

24、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，所述接收机包括数字信号处理系统，所述数字信号处理系统包括：

模数转换器(110)，被配置为把R、G、B模拟信号转换为R、G、B数字信号；

可编程门阵列和相关联的存储器(120)，被配置为对R、G、B数字信号执行图像转置和视频校正，以转置并分别校正R、G、B数字信号，以提供转置的垂直扫描的隔行R、G、B数字信号，并提供与转置的垂直扫描的隔行R、G、B数字信号相关联的定时相对应的H和V隔行同步信号；以及

数模转换器(130)，被配置为把转置的垂直扫描的隔行R、G、B数字信号转换为隔行R、G、B模拟信号。

25、根据权利要求12所述的CRT显示系统，其中，图像处理单元(150)被配置为执行以下功能中的至少一项：边缘增强、对比度和亮度增强、自动象偏(AKB)功能以及自动限束器(ABL)功能。

26、根据权利要求24所述的CRT显示系统，还包括：

动态聚焦模块(190)，被配置为接收处理后的同步信号，并向电子枪提供动态聚焦信号；

象限驱动模块(200)，被配置为接收处理后的同步信号，并提供对所述CRT的象限驱动线圈进行驱动的偏转磁轭信号；以及

水平和垂直扫描驱动器(210)，被配置为接收处理后的同步信号，并提供对所述CRT的磁轭偏转线圈进行驱动的H和V驱动信号。

27、根据权利要求24所述的CRT显示系统，其中，所述可编程门阵列和相关联的存储器以现场可编程门阵列或专用集成电路的形式实现，现场可编程门阵列或专用集成电路与存储器直接集成、与存储器封装集成或被配置为使用外部存储组件作为其相关联的存储器。

28、一种CRT显示系统，包括：

电子枪组件，具有用于发射电子束的垂直对齐的内置电子枪；

单平面外鞘电子束弯曲器(1320)，被配置为使电子束发生偏转；

输入源，被配置为提供数字分量视频信号；

转置模块(310)，被配置为把数字分量视频信号转置为逐行垂直扫描的数字分量视频信号；

图像处理模块(320)，被配置为对逐行垂直扫描的数字分量视频信号进行处理；

格式转换器(330)，被配置为把处理后的逐行垂直扫描的数字分量视频信号转换为R、G、B逐行垂直扫描的信号；

视频校正模块(340)，被配置为对R、G、B逐行垂直扫描的信号中的几何形状和会聚误差进行校正，并把R、G、B逐行垂直扫描的信号转换为隔行垂直扫描的R、G、B数字信号；以及

数模转换器(350)，被配置为把隔行垂直扫描的R、G、B数字信号转换为隔行R、G、B模拟信号，

其中，由所述视频校正模块校正的会聚误差包括蓝色弓形会聚误差。

29、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)不能对由减小的总平面数目引起的蓝色弓形会聚误差进行校正，所述视频校正模块被配置为处理R、G、B逐行垂直扫描信号，以校正蓝色弓形会聚误差。

30、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)包括磁极子单平面。

31、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)只具有8个极子。

32、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)的宽度在4-12mm的范围内。

33、根据权利要求28所述的CRT显示系统，还包括辅助电子束扫描速度调制线圈。

34、根据权利要求33所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)与辅助电子束扫描速度调制线圈一起构成。

35、根据权利要求34所述的CRT显示系统，其中，所述CRT显示系统还包括具有漏斗的阴极射线管，所述单平面外鞘电子束弯曲器或者所述单平面外鞘电子束弯曲器和所述辅助电子束扫描速度调制线圈放置于载体上，所述载体安装在所述漏斗上。

36、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述输入源还被配置为提供水平和垂直逐行或隔行同步信号，所述视频校正模块还被配置为对水平和垂直逐行或隔行同步信号进行处理，以提供与隔行垂直扫描R、G、B数字信号相对应的处理后的水平和垂直逐行同步信号，而且所述CRT显示系统还包括：

对比度和亮度模块(360)，被配置为把对比度、亮度、自动象偏(AKB)以及自动限束器(ABL)功能中的至少一项应用于R、G、B模拟信号；

视频放大器(370)，被配置为使用R、G、B模拟信号来驱动所述电子枪组件；以及

同步处理器(390)，被配置为从所述视频校正模块接收处理后的水平和垂直逐行同步信号，并向动态聚焦发生器、四极子驱动器以及偏转信号发生器提供进一步处理后的同步信号。

37、根据权利要求36所述的CRT显示系统，还包括放置在所述对比度和亮度模块之前的图像增强模块(360’)，所述图像增强模块被配置为在显示前对与R、G、B模拟信号相对应的最终RGB子图像执行一系列的图像增强操作，所述图像增强操作包括对各个颜色执行的峰化和边缘增强中的至少一项。

38、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述视频校正模块(340)还被配置为提供H和V同步信号，所述CRT显示系统还包括：

后图像处理模块(360)，被配置为把对比度、亮度、自动象偏(AKB)以及自动限束器(ABL)功能中的至少一项应用于R、G、B模拟信号，所述功能包括对各个颜色的峰化、黑色展宽、颜色展宽和边缘增强中的至少一项；

最终视频放大器(370)，被配置为使用R、G、B模拟信号来驱动所述电子枪组件；以及

同步处理器(390)，被配置为处理H和V同步信号，以向动态聚焦发生器、象限驱动器以及偏转信号发生器提供处理后的H和V同步信号。

39、根据权利要求28所述的CRT显示系统，还包括数字增强模块(355’)，该模块被配置为：在所述数模转换器对隔行垂直扫描R、G、B数字信号进行模拟转换之前，在数字域中对隔行垂直扫描R、G、B数字信号执行R、G、B图像增强。

40、根据权利要求28所述的CRT显示系统，其中，所述逐行垂直扫描数字分量视频信号是YPbPr或YCbCr分量视频格式。

41、根据权利要求28所述的CRT显示系统，还包括第一图像处理器，所述第一图像处理器位于所述转置模块之前并与所述转置模块以信号通信的方式连接，所述第一图像处理器被配置为提供对数字分量视频信号的预处理。

42、一种CRT显示系统，包括：

电子枪组件，具有用于发射电子束的垂直对齐的内置电子枪；

电子偏转系统，具有用于向电子束施加偏转力的单平面外鞘电子束弯曲器；

转置模块(310)，被配置为使用转置运算对输入视频信号进行转置；

视频校正模块(340)，被配置为对输入视频信号执行视频校正，包括对蓝色弓形会聚误差的校正；以及

一个或更多个图像处理器，被配置为执行增强操作以改善与输入视频信号相对应的显示图像的感知图像质量。

43、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器不能对由减小的总平面数目引起的蓝色弓形会聚误差进行校正，所述视频校正模块被配置为处理输入信号，以校正蓝色弓形会聚误差。

44、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)包括磁极子单平面。

45、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)只具有8个极子。

46、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)的宽度在4-12mm的范围内。

47、根据权利要求42所述的CRT显示系统，还包括辅助电子束扫描速度调制线圈。

48、根据权利要求47所述的CRT显示系统，其中，所述单平面外鞘电子束弯曲器(1320)与所述辅助电子束扫描速度调制线圈一起构成。

49、根据权利要求48所述的CRT显示系统，其中，所述CRT显示系统还包括具有漏斗的阴极射线管，所述单平面外鞘电子束弯曲器或者所述单平面外鞘电子束弯曲器和所述辅助电子束扫描速度调制线圈放置于载体上，所述载体安装在所述漏斗上。

50、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述增强操作包括边缘锐化、降噪、颜色调整和对比度调整中的至少一项。

51、根据权利要求42所述的CRT显示系统，还包括模数转换器，所述模数转换器位于所述转置模块之前，并与所述转置模块以信号通信的方式连接，所述一个或更多个图像处理器包括第一图像处理器(300)，所述第一图像处理器(300)被配置为处理输入视频信号并把处理后的输入视频信号提供给模数转换器，其中，所述第一图像处理器是模拟处理器，而所述输入视频信号是模拟分量YPbPr信号。

52、根据权利要求42所述的CRT显示系统，其中，所述一个或更多个图像处理器包括第一图像处理器，所述第一图像处理器具有被配置为处理数字分量YCbCr信号的数字电路，而且至所述第一图像处理器的输入是分量数字信号或分量模拟信号，所述分量模拟信号由所述第一图像处理器之前的模数转换器来处理。

53、根据权利要求52所述的CRT显示系统，其中，所述一个或更多个图像处理器包括第二图像处理器(320)，所述第二图像处理器位于所述转置模块之后和所述视频校正模块之前，并与这两个模块以信号通信的方式相连，所述第二图像处理器被配置为执行图像增强，所述第二图像处理器以数字电路形式实现，所述CRT显示器还包括数字矩阵装置，所述数字矩阵装置被配置为在把R、G、B数字信号输出到所述视频校正模块之前把分量数字信号转换为R、G、B数字信号。

54、根据权利要求53所述的CRT显示系统，其中，所述一个或更多个图像处理器包括位于所述视频校正模块之后的第三图像处理器，所述第三图像处理器被配置为执行图像增强操作。

55、根据权利要求54所述的CRT显示系统，其中，所述第三图像处理器(355)在模拟域中进行操作，所述CRT显示系统还包括数模转换器(350)，所述数模转换器(350)位于所述第三图像处理器之前并与之以信号通信的方式相连，所述数模转换器被配置为把所述视频校正模块输出的R、G、B数字信号转换为RGB模拟信号，所述第三图像处理器被配置为对所述视频校正模块输出的R、G、B数字信号中的各个数字信号分别执行图像增强操作。

56、根据权利要求54所述的CRT显示系统，其中，所述第三图像处理器(355’)在数字域中进行操作，而且所述CRT显示系统还包括数模转换器(350)，所述数模转换器(350)位于所述第三图像处理器之后并与之以信号通信的方式相连，用于把所述第三图像处理器输出的R、G、B数字信号转换为R、G、B模拟信号。

57、根据权利要求55所述的CRT显示系统，其中，所述视频校正模块(340)还被配置为产生水平和垂直同步信号，所述CRT显示系统还包括同步处理器(390)，所述同步处理器(390)被配置为接收水平和垂直同步信号，并提供处理后的水平和垂直同步信号。

58、根据权利要求51所述的CRT显示系统，其中，所述一个或更多个图像处理器包括第二图像处理器(320)，所述第二图像处理器位于所述转置模块之后和所述视频校正模块之前，并与这两个模块以信号通信的方式相连，所述第二图像处理器被配置为执行图像增强，所述第二图像处理器以数字电路形式实现，所述CRT显示系统还包括数字矩阵装置，所述数字矩阵装置被配置为在把R、G、B数字信号输出到所述视频校正模块之前把分量数字信号转换为R、G、B数字信号。

59、根据权利要求58所述的CRT显示系统，其中，所述一个或更多个图像处理器包括位于所述视频校正模块之后的第三图像处理器，所述第三图像处理器被配置为执行图像增强操作。

60、根据权利要求59所述的CRT显示系统，其中，所述第三图像处理器(355)在模拟域中进行操作，所述CRT显示系统还包括数模转换器(350)，所述数模转换器(350)位于所述第三图像处理器之前并与之以信号通信方式相连，所述数模转换器被配置为把所述视频校正模块输出的R、G、B数字信号转换为RGB模拟信号，所述第三图像处理器被配置为对所述视频校正模块输出的R、G、B数字信号中的各个数字信号分别执行图像增强操作。

61、根据权利要求59所述的CRT显示系统，其中，所述第三图像处理器(355’)在数字域中进行操作，所述CRT显示系统还包括数模转换器(350)，所述数模转换器(350)位于所述第三图像处理器之后并与之以信号通信的方式相连，并被配置为把所述第三图像处理器输出的R、G、B数字信号转换为R、G、B模拟信号。

62、根据权利要求60所述的CRT显示系统，其中，所述视频校正模块(340)还被配置为产生水平和垂直同步信号，所述CRT显示系统还包括同步处理器(390)，所述同步处理器(390)被配置为接收水平和垂直同步信号，并提供适合的输入。

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