CN1105355C - 监视器的地磁场自动校正装置及方法 - Google Patents

Abstract

监视器的地磁场自动校正装置，该装置包括：周边磁场检测单元，用于检测磁场的变化和产生相应的频率；频率产生单元，用于算术运算由周边磁场检测单元产生的频率，并产生对应各个方向的频率；校正量计算单元，按照由频率产生单元产生的各个方向的频率，计算各校正量；和偏转校正单元，按校正量计算单元的校正量校正监视器的偏转误差。由此可利用小存储容量，通过检测周边磁场来自动地校正屏幕。

Description

监视器的地磁场自动校正装置及方法

技术领域

本发明涉及计算机监视器的地磁场校正，特别涉及监视器的地磁场自动校正装置，用该装置可自动进行地磁场校正，由此获得色彩清晰和屏幕对中良好的高质量图象。

背景技术

通常，用三维矢量表示空间中的磁场，该磁场影响计算机监视器的偏转。

因此，如果改变监视器的方向或将监视器移动到其它区域，那么周围的磁场改变，导致监视器的图象质量下降。

为了解决该问题，已经提出了校正地磁场的一些技术，以保证监视器良好的图象质量。

其中包括韩国专利公开No.96-16849和韩国专利申请公开No.95-24598。

首先，作为现有技术之一的专利公开No.96-16849披露了一种校正地磁场的装置，该装置包括：备用电源单元11，在被提供电源时输出恒定电压Vcc；遥控器20，设置TV系统的操作状态和选择地磁场校正模式；遥控器接收单元19，接收遥控器20的发射信号；前置放大器18，将遥控器接收单元19的输出信号放大到预定电平；微处理器15，对从前置放大器18输出的信号进行解码并输出屏幕显示，该屏幕显示指示当根据接收的来自备用电源单元11的输出Vcc选择地磁场校正功能时，用于设定校正模式的相应模式的罗盘方向和用于控制相应模式的信号；色度单元16，一旦接收来自微处理器15的输出信号，就按照设定的CPT(彩色显象管)的校正模式指示罗盘方向；电流开关单元14，按照微处理器15的继电器驱动信号S1接通和关断装置线圈12的电流；和地磁场校正单元17，根据微处理器15的模式信号S3-S5，控制电流的方向和强度，使地磁场的影响最小。

电流开关单元14包括晶体管Q1和继电器RY1。

地磁场校正单元17包括晶体管Q7和Q8、晶体管Q2、晶体管Q3、Q4、Q5和Q6，晶体管Q7和Q8的发射极通过电阻R10和R13接地，而基极通过电阻R11和R14与微处理器15的输出端子S3和S5连接，晶体管Q2的发射极接地，而基极通过电阻R2与微处理器15的输出端子S4连接，晶体管Q3和Q4、Q5和Q6的各基极共同与各电阻R3和R4的一端连接，而各发射极连接在一起，地磁场校正线圈L2和电容器C1分别连接在接触点之间，晶体管Q3和Q5的集电极连接在一起，其接触点通过电阻R7连接到电压B⁺，晶体管Q7的集电极和电阻R3的另一端通过电阻R9连接在一起，晶体管Q8的集电极与电阻R4的另一端连接，而其接触点通过电阻R12连接到电压B⁺，晶体管Q4和Q6的集电极连接在一起，其接触点通过电阻R5接地，通过电阻R6与晶体管Q2的集电极连接。

遥控器20包括鉴别电视机位置方向的罗盘，用于校正地磁场。

下面，参照图2至图4说明常规技术的校正地磁场装置的操作过程。

首先，当电源接通时，备用电源单元11将恒定电压Vcc输出给微处理器15的输入端子S2，因此，备用状态下的微处理器15检查前置放大器18的输出信号。

此时，当电源键处于关断状态时，微处理器15将继电器驱动信号S1输出给电流开关单元14，截止晶体管Q1，从而断开继电器RY1，并输出低电压的地磁场校正信号S3-S5，以保持系统的关断状态。

而且，当用户从遥控器输入电源键时，由遥控器接收单元19接收遥控器20的发射信号，该接收信号由前置放大器18放大至预定的电平，然后输出给微处理器15。

一旦收到来自前置放大器18的输出信号，那么当微处理器15通过解码鉴别电源键的输入并将继电器驱动信号S1输出给电流开关单元14时，晶体管Q1就导通，驱动继电器RY1，由此，接触点‘a’和‘b’被连接，电源就提供给电源单元13，以便装置线圈12控制电流。

换句话说，当电源接通时，电流流过装置线圈12的热敏电阻TH和线圈L1，随着时间的推移，由于电阻值根据热敏电阻TH的温度特性增加，所以少量电流流过线圈L1，使监视器的磁场消磁。

同时，当电源接通时，微处理器15鉴别是否选择了地磁场校正键。在这种情况下，如果未选择键，那么返回到操作的初始步骤，而如果用户通过遥控器20选择了地磁场校正键，那么微处理器15通过遥控接收单元19和前置放大器18检测键输入，并进行解码。微处理器通过该解码鉴别地磁场校正功能的选择。

当微处理器15通过解码来自前置放大器18的输出信号来鉴别地磁场校正功能的选择之时，微处理器将罗盘方向指示信号OSD输出给色度单元16。然后，在CPT(彩色显象管)屏幕上进行屏幕显示，在利用附带于遥控器20上的罗盘确定电视机位置的方向后，用户选择遥控器20的相应键，以便通过一步一步变换地磁场校正模式来设定与电视机位置方向对应的模式。

就是说，在确定电视机位置的方向后，当用户按压遥控器20的地磁场校正模式设定键之时，微处理器15将对应模式的屏幕显示信号OSD输出给色度单元16，于是根据各模式的屏幕显示顺序地显示在CPT的屏幕上。在这方面，当显示到与电视机位置的(用附加于遥控器20上的罗盘鉴别的)方向相同的屏幕显示时，用户便可以选择设定相应模式的设定键。

例如，如果电视机从标准方向转动30°(‘A’方向)，那么在选择地磁场校正模式后，将设定屏幕显示方向的地磁场设定为‘A’方向。

当完成地磁场校正模式的设定时，微处理器15根据对应的设定模式将地磁场校正信号S3、S4和S5输出给地磁场校正单元17。

详细地说，在电视机位置的方向被识别为标准方向和选择‘模式0’的情况下，由于微处理器15仅将高电压的地磁场校正信号S3和S5输出给地磁场校正单元17，所以晶体管Q7和Q8导通，而晶体管Q3和Q5截止。因此，由于电流不流过地磁场校正线圈L2，所以不进行地磁场校正。

同时，在电视机位置的方向被识别为‘A’方向和选择‘模式1’的情况下，由于微处理器15仅输出高电压的地磁场校正信号S3，所以地磁场校正单元17的晶体管Q4、Q5和Q7导通，小电流在‘A’方向(即B⁺→R7→Q5→L2→Q3→R5)上流动，从而校正消磁状态。

如果将地磁场校正模式设定为从‘模式1’变为‘模式2’，那么电视机位置的方向就被识别为‘C’方向，微处理器15输出高电压的地磁场校正信号S3和S4。接着，地磁场校正单元17的晶体管Q2、Q4、Q5和Q7导通，流过电阻R5的电流也流过电阻R6和晶体管Q2，从而增加电流量(电流的流动：B⁺→R7→Q5→L2→Q4→R6→Q2)。

如果将地磁场校正模式设定为‘模式3’，那么电视机位置的方向就被识别为‘C’方向，微处理器15输出高电压的地磁场校正信号S4和S5。接着，晶体管Q2和Q8导通，并因此晶体管Q3和Q6导通，由此，大电流在‘B’方向(B⁺→R7→Q3→L2→Q6→R6→Q2)上流动，从而校正消磁状态。

如果将地磁场校正模式设定为‘模式4’，那么电视机位置的方向就被识别为‘D’方向，微处理器15仅输出高电压的地磁场校正信号S5。接着，地磁场校正单元17的晶体管Q8导通，并因此使晶体管Q3和Q6导通，于是小电流在‘B’方向(B⁺→R7→Q3→L2→Q6→R5)上流动。

图3表示根据设定的地磁场校正模式，在微处理器15输出地磁场校正信号S3-S5时的地磁场校正单元17的状态。

就是说，在常规技术的该实例中，根据电视机位置的方向选择地磁场校正模式，由此当设定了相应模式时，可自动校正地磁场，从而提供清晰的彩色图象。

同时，作为图5所示的常规技术的另一个实例，韩国专利申请公开No.95-24598披露了阴极射线管的偏转校正装置，该装置包括：校正量确定单元110，具有对应于各方向的校正量信号并输出各校正量信号；方向检测和选择单元120，检测阴极射线管的方向，并根据检测结果，有选择地输出从校正量确定单元110输入的其中一个校正量信号；和偏转校正单元130，根据方向检测和选择单元120输出的校正量信号，校正阴极射线管的偏转。

方向检测和选择单元120包括方向传感器和输出选择开关，方向传感器输出检测结果信号，而输出选择开关根据检测结果信号有选择地输出校正量确定单元110的校正量信号。

下面，说明按照常规技术的阴极射线管的偏转校正装置的操作。

首先，在制造监视器时将各方向的校正量信号存储在校正量确定单元110中。

当放置监视器时设定地磁场校正模式，此时，方向检测和选择单元120的方向传感器检测阴极射线管的方向，输出选择开关选择从校正量确定单元110输出与检测结果信号对应的校正量信号，接着将该信号输出给偏转校正单元130。

然后，按照从方向检测和选择单元120中有选择地输出的校正量信号，偏转校正单元130校正阴极射线管的偏转，从而提供高质量的清晰的彩色图象。

但是，就如上所述的前一常规技术而言，由于首先要用罗盘来识别监视器放置区域的方向，然后按照识别的方向选择地磁场校正模式，所以为了精确地校正地磁场，需要存储许多校正模式数据，这导致需要大的存储器，由此不可避免地要造成产品单位成本的增加。

再有，就如上所述的后一常规技术来说，由于地磁场在各个区域是不同的，所以为校正各区域地磁场存在与前一常规技术相同的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于监视器的自动校正地磁场的装置，在该装置中，利用小的存储容量，通过检测周边磁场来自动地校正屏幕，从而在校正地磁场上给用户提供了方便，并保持最佳的图象质量。

为了实现这些和其它优点以及按照本发明的目的，此处概括地说明如下，本发明提供一种监视器的地磁场自动校正装置，该装置包括：周边磁场检测单元，用于检测磁场的变化和产生相应的频率；频率产生单元，用于算术运算由周边磁场检测单元产生的频率，并产生对应各个方向的频率；校正量计算单元，相对于由频率产生单元产生的各个方向的频率，计算各校正量；和偏转校正单元，按校正量计算单元输出的校正量校正监视器的偏转误差。

校正量计算单元根据预先存储的频率-磁场关联公式将频率产生单元的频率转换成磁场值，将它与预先设定的基准磁场值进行比较，从而计算与其差值对应的校正量。

校正量计算单元包括带有可编程存储器的微处理器和存储单元(EEPROM)，在该可编程存储器中，存储频率-磁场关联公式和磁场-屏幕变化关联公式，以校正着屏的倾角(tilt)、垂直位置、水平位置和色纯度，该存储单元存储初始屏幕数据和各方向的基准磁场值。

本发明还提供监视器的自动地磁场校正方法，该方法包括以下步骤：设定相对于X、Y和Z三个轴的基准磁场值；测量三个轴方向的磁场；鉴别在基准磁场值设定步骤中的基准磁场值与在磁场测量步骤中测量的磁场值是否彼此相等；如果在鉴别步骤中基准磁场值和测量的磁场值相等，那么就保持倾角、垂直位置、水平位置和色纯度；和如果在鉴别步骤中基准磁场值和测量的磁场值不相等，那么按预定的公式确定校正量，并校正倾角、垂直位置、水平位置和色纯度。

附图说明

提供对本发明进行深入理解且包括在本说明书中并构成说明书一部分的附图展示了本发明的实施例，其与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是按照常规技术一个实例的校正地磁场装置的电路图；

图2是按照常规技术一个实例的图1所示校正地磁场的屏幕显示的示意图；

图3表示按照常规技术一个实例的图1所示校正地磁场的表；

图4是按照常规技术一个实例的图1所示的校正地磁场操作的流程图；

图5是按照常规技术另一个实例的阴极射线管的偏转校正装置的示意性方框图；

图6是按照常规技术另一实例的磁场的一般方向的示意图；

图7是本发明的监视器的自动校正地磁场装置的示意性方框图；

图8表示本发明的图7所示的频率产生单元的内部结构；

图9是本发明的图7所示的频率产生单元的操作示意图；

图10是本发明的图7所示的将频率转换成磁场的示意图；和

图11a、11b和11c是本发明的图7所示的检测磁场变化和其校正操作的流程图。

具体实施方式

下面将详述本发明的最佳实施例，这些实施例展示于附图中。

参照图7-11c说明按照本发明的监视器的地磁场自动校正装置的操作。

图7是按照本发明的监视器的地磁场自动校正装置的示意性方框图，该装置包括：周边磁场检测单元210，按磁场感应模式组合磁场传感器和电阻器两者，以提供正方向电流和反方向电流，并根据当时产生的磁场变化产生频率；频率产生单元220，算术运算正方向频率(X_for、Y_for和Z_for)和反方向频率(X_rev、Y_rev和Z_rev)之间的差值(X_for-X_rev、Y_for-Y_rev和Z_for-Z_rev)，产生各方向的频率(fx、fy和fz)；微处理器230，运算频率产生单元220的各方向频率(fx、fy和fz)，以便当屏幕显示键260输入和设定地磁场校正模式时将该频率转换成各方向的磁场值(Gx、Gy和Gz)，并将各方向的磁场值(Gx、Gy和Gz)与基准磁场值(G_Xref、G_Yref和G_Zref)进行比较，计算与差值对应的校正量；偏转校正单元240，按微处理器230中的校正量校正监视器250的偏转；和存储单元270，在制造监视器时预先存储计算校正量的基准磁场值(G_Xref、G_Yref和G_Zref)和预先设定的屏幕的初始屏幕数据(例如，倾角，Vpos、Hpos和色纯度等)，以便将它们提供给微处理器230。其中，微处理器230和存储单元270共同构成了一个校正量计算单元200。

图8表示按照本发明图7所示的频率产生单元的内部结构，该频率产生单元包括：顺序计数正方向频率和反方向频率的计数器300；暂时存储计数器的计数值的寄存器310；和计算正方向频率与反方向频率之间的差值并利用该差值产生各方向频率的运算单元320。

在周边磁场检测单元210中设置的磁场传感器与各轴方向的磁场平行安装。

微处理器230包括存储频率-磁场关联公式(EQ1x、EQ1y和EQ1z)和磁场-屏幕变化关联公式的可编程存储器。

存储单元270包括EEPROM。

下面，说明如上述那样构成的监视器的自动校正地磁场装置的操作。

空间中的磁场可以用具有X、Y和Z三个方向和大小的三维矢量来表示。

如图6所示，在本发明中，将监视器的各屏幕方向(X、Y和Z)的磁场定义为X轴方向磁场Gx、Y轴方向磁场Gy和Z轴方向磁场Gz。

首先，通过依靠周边磁场的变化使电感发生变化的磁感应模式，将电阻器和传感器两者组合，使周边磁场检测单元210振荡。

此时，在周边磁场检测单元210中，为了防止因温度变化引起的偏移所能造成的任何故障，正方向电流和反方向电流依次流入各轴方向上的传感器中，使周边磁场检测单元210共振，产生正方向频率(X_for、Y_for和Z_for)和反方向频率(X_rev、Y_rev和Z_rev)。

因此，频率产生单元220计数在周边磁场检测单元210中产生的正方向频率(X_for、Y_for和Z_for)和反方向频率(X_rev、Y_rev和Z_rev)，将其存储在它的内部寄存器中，然后计算正方向频率和反方向频率之间的差值(X_for-X_rev、Y_for-Y_rev和Z_for-Z_rev)，利用该差值产生最终频率(fx、fy和fz)，并将该最终频率传送给微处理器230。

按照图9所示的处理，频率产生单元220产生各方向的频率(fx、fy和fz)，如图8所示，该单元包括：计数器300，顺序计数各方向(X、Y和Z)的正方向频率(X_for、Y_for和Z_for)和反方向频率(X_rev、Y_rev和Z_rev)；寄存器310，存储所计数的正方向频率(X_for、Y_for和Z_for)和反方向频率(X_rev、Y_rev和Z_rev)；和控制单元320，计算正方向频率与反方向频率之间的差值(X_for-X_rev、Y_for-Y_rev和Z_for-Z_rev)并利用该差值产生各方向频率(fx、fy和fz)。

此时，如图10所示，当在屏幕显示键260输入后设定了地磁场校正模式时，微处理器230根据各频率(f)-磁场(G)关联公式(EQ1x、EQ1y和EQ1z)将频率产生单元220传送的各轴向频率(fx、fy和fz)转换成磁场(Gx、Gy和Gz)。

频率(f)-磁场(G)关联公式(EQ1x、EQ1y和EQ1z)被预先设置在微处理器230中，各公式可如下获得：以X轴磁场关联公式(EQ1x)的频率为例，在将‘0.5G’配置在X轴方向上后，测量其输出频率，并得到‘-0.5G’时的输出频率。然后，利用获得的两个输出频率值，可以在频率(f)和磁场(Gx)之间形成直线，通过该直线可以获得直线的第一公式。

频率-磁场关联公式(EQ1x、EQ1y和EQ1z)可以如下表示：

EQ1x＝Afx+B，EQ1y＝Cfy+D，EQ1z＝Efz+F，其中，EQ1x、EQ1y和EQ1z分别表示各X、Y和Z方向的磁场(Gx、Gy和Gz)(Gauss)，A～F为常数。

此时，如图10所示，微处理器230持续不断地比较在监视器制造阶段的EEPROM中预先设定的基准磁场(G_Xref、G_Yref和G_Zref)与当前检测的磁场(Gx、Gy和Gz)是否相等，以便判断是否校正屏幕状态。

如果基准磁场和当前检测的磁场相等，那么微处理器230控制偏转校正单元240保持监视器250的当前屏幕状态。

另一方面，如果基准磁场与当前检测的磁场不相等，那么微处理器230判别其磁场改变的轴方向，以便根据对应该轴方向的预先设定的磁场-屏幕变化关联公式(EQ2_Tilt、EQ2_Vpos和EQ2_Hpos)确定校正量。

由针对磁场的屏幕方向改变的第一公式可获得各轴方向的预先设定的磁场-屏幕变化关联公式。

例如，在倾角情况下，可获得以下公式。

EQ2_Tilt＝AGx+B，其中，EQ2_Tilt是倾角校正量[mm]，Gx是X轴方向磁场[Gauss]，而‘A’和‘B’为常数。

在倾角校正的情况下，当按屏幕-磁场变化关联公式确定校正量时，微处理器230调整PWM脉冲的占空宽度，以便按校正量调整倾角，并将该占空宽度的PWM脉冲传送给偏转校正单元240，改变倾斜线圈(tilt coil)的电流，从而校正倾角。

同样，校正垂直位置和水平位置的屏幕-磁场变化关联公式(EQ2_Vpos和EQ2_Hpos)可以按下式获得：

EQ2_Vpos＝CGy+D，EQ2_Hpos＝EGz+F，其中，EQ2_Vpos是垂直位置校正量，EQ2_Hpos是水平位置校正量，而C～F为常数。

因此，在垂直位置和水平位置校正的情况下，象倾角校正过程那样，微处理器230计算校正量，调整PWM脉冲的占空宽度，以便按校正量调整垂直位置和水平位置，并将该占空宽度的PWM脉冲传送给偏转校正单元240，改变垂直位置线圈和水平位置线圈的电流，从而校正垂直位置和水平位置。

在按如上所述的水平位置、垂直位置和倾角的校正量进行校正后，通过控制监视器250屏幕四角上的电子束着屏来完成色纯度校正。

图11a、11b和11c是按照本发明检测图7所示的磁场变化和其校正的操作流程图。

图11a是检测和校正X方向磁场变化的操作流程图。首先，在步骤S1中设定X方向的倾角基准磁场值(G_Xref)，在步骤S2中设定X方向的磁场(Gx)。接着，判断倾角基准磁场值(G_Xref)与X方向的磁场值(Gx)是否相等，如果两个值相等，那么在步骤S4中保持倾角和色纯度，而如果两个值不相等，那么在步骤S5中按EQ2_tilt的公式确定校正量，从而在步骤S6中校正倾角和色纯度。

图11b是检测和校正Y方向磁场变化的操作流程图。首先，在步骤S1中设定Y方向的垂直位置基准磁场值(G_Yref)，在步骤S2中测量Y方向的磁场(Gy)。接着，判断垂直位置基准磁场值(G_Yref)与磁场值(Gy)是否相等，如果两个值相等，那么在步骤S4中保持Vpos和色纯度，而如果两个值不相等，那么在步骤S5中按EQ2_Vpos的公式确定校正量，从而在步骤S6中校正Vpos和色纯度。

图11c是检测和校正Z方向磁场变化的操作流程图。首先，在步骤S1中设定Z方向的垂直位置基准磁场值(G_Zref)，在步骤S2中测量Z方向的磁场(Gz)。接着，在步骤S3中判断垂直位置基准磁场值(G_Zref)与Z方向的磁场值(Gz)是否相等，如果两个值相等，那么在步骤S4中保持Hpos和色纯度，而如果两个值不相等，那么按EQ2_Hpos的公式确定校正量，从而校正Hpos和色纯度。

如上所述，按照本发明的监视器的自动校正地磁场装置，在设定地磁场校正模式时，检测周边磁场和自动地计算各方向的磁场校正量，以便按校正量校正磁场，从而为用户提供方便，并改善产品的可靠性。

再有，由于存储器的尺寸可以减小，所以可由此更多地降低产品的单位成本。

由于在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，可以将本发明按几种形式实施，还应该指出，除非另有说明，上述说明的任何细节都不构成对上述实施例的限制，本发明完全建立在所附权利要求所定义的精神和范围内，因此，由所附的权利要求来界定落入权利要求的规定和范围内的所有变更和改进或这些规定和范围的等价物。

Claims (6)

1.监视器的地磁场自动校正装置，包括：

周边磁场检测单元，用于检测磁场的变化和产生相应的频率；

频率产生单元，用于算术运算由周边磁场检测单元产生的频率，并产生对应各方向的频率；

校正量计算单元，按照由频率产生单元产生的各方向的频率，计算各校正量；和

偏转校正单元，按校正量计算单元的校正量校正监视器的偏转误差。

2.如权利要求1的装置，其特征在于，频率产生单元包括：

计数器，用于顺序地计数正方向频率和反方向频率；

寄存器，用于暂时储存在计数器中计数的值；和

运算单元，用于计算正方向频率和反方向频率之间的差，并利用该差值产生各方向的频率。

3.如权利要求1的装置，其特征在于，校正量计算单元包括：

微处理器，用于运算由频率产生单元产生的各方向频率，将这些频率转换成各方向的磁场值，把各方向的磁场值与基准磁场值比较，计算与其差值对应的校正量；和

存储单元，用于预先储存用于校正量计算的基准磁场值，并将它提供给微处理器。

4.如权利要求1或3的装置，其特征在于，校正量计算单元根据水平位置或垂直位置的磁场变化计算电子束着屏校正量。

5.监视器的地磁场自动校正方法，该方法包括以下步骤：

设定相对于X、Y和Z三个轴的基准磁场值；

测量三个轴方向的磁场；

鉴别在基准磁场值设定步骤中的基准磁场值与在磁场测量步骤中测量的磁场值是否彼此相等；

如果在鉴别步骤中基准磁场值和测量的磁场值相等，那么就保持倾角、垂直位置、水平位置和色纯度；和

如果在鉴别步骤中基准磁场值和测量的磁场值不相等，那么按预定的公式确定校正量，并校正倾角、垂直位置、水平位置和色纯度。

6.如权利要求5的方法，其中，预定的公式为AGx+B和/或CGy+D和/或EGz+F，其中Gx为X轴方向磁场、Gy为Y轴方向磁场、Gz为Z轴方向磁场，而A、B、C、D、E和F均为常数。

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