CN1708977A - 改善屏幕接通期间的图像美感的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于通过补偿显像管的显像管特性(例如，红、绿和蓝放大器的扩展、温度漂移和老化和显像管起动性能)来抑制当显示在阴极射线管(CRT)显示器上时的视频信号的美感缺陷的方法和设备。一种方法是对于视频信号施加增益设置，该增益设置已经在显示器的关机期间被存储。另一种方法是用第一和第二增益设置执行第一和第二测试。使用这些测试的结果来预测对视频信号进行去消隐的时刻。

Description

改善屏幕接通期间的图像美感的方法和设备
发明领域
本发明与电视机有关，尤其与具有开机程序的电视机有关，该程序抑制作为红、绿和蓝(RGB)放大器和显像管的扩展(spread)、温度漂移和老化的结果的图像的美感缺陷。
发明背景
电视机开机之后，观众必须等待几秒钟，直到图像能够看得到。结果，在图像能够看得到之前就能够听到电视机的声音。当等待时间(图像出现之前的时间)太长时，观众可能变得很烦。但是，如果太早释放图像，图像会受到充满美感缺陷(例如差的图像质量)的困扰。获得具有最短可能等待时间的无缺陷图像是有挑战性的，因为对于传统制造的电视机，开机情况中有很大差异。
例如，具有阴极射线管(CRT)为基础的显示器的电视机的起动阶段需要对于显像管的预热时间。根据显像管的构造和环境参数，这样的预热时间能够用5到10秒。在此期间，阴极周围的电子的发射不确定，这可能产生未聚焦和变色的很差质量的图像。为了试图避免起动阶段期间的差图像质量，CRT在变热之前被消隐。
在加热显像管期间，管子的电压/电流(V/I)曲线取决于电视机已经关闭了多长时间。例如，热显像管(比如快速关机并接着再很快打开)的起动阶段与冷显像管的起动性能不同。先前设计中，开机后用于使显像管去消隐(unblank)或用于检测去消隐的阈值电流的固定延迟没有给出最佳的起动阶段。而且(用固定的延迟)释放图像与用于黑电流环路的范围内检测器的组合也不能解决在起动阶段经历的各种问题。
执行使图像消隐的专利的例子包括Duffield的美国专利No.5,194,954，题目为“AUTOMATIC CHANNEL SAMPLING PICTURE-IN-PICTURE CIRCUITRY(自动频道采样的画中画电路)”；Sengoku的美国专利No.4,748,497，题目为“TELEVISION RECEIVER AUTOMATICCOLOR TEMPERATURE ADJUSTING SYSTEM WITH START UP CONTROL(具有起动控制的电视机接收机自动色温调节系统)”；Baker等人的美国专利No.4,188,641，题目为“STARTUP CIRCUIT FOR A TELEVISIONRECEIVER(用于电视机接收机的起动电路)”；和Chovanec的美国专利No.4,129,885，题目为“WARM-UP COMPENSATION SYSTEM FORPICTURE TUBE(用于显像管的预热补偿系统)”，这些专利没有一个符合本发明的需要。
从下文能够更全面地看出，本发明与现有的在起动时使图像消隐的开机程序在结构、方法和方案上有很大不同。
概要
本发明提供一种使无显著审美缺陷地向电视机或显像管释放视频信号之前的时间最小化的起动程序和电路。电视机起动控制电路补偿显像管的特性(例如红、绿、蓝放大器和显像管的扩展、温度漂移和老化)和这种显像管的温度性能(例如，热和冷显像管的起动性能)。
在一个实施例中，一个当电视机“关闭”时所存储的最后存储的增益设置被用于控制视频信号，并当电视机“打开”时使阴极的截止和驱动电平稳定。这样的增益设置与显像管特性(例如，扩展、温度漂移和老化)无关。在另一个实施例中，使用由这些特性和温度性能所固定的起动曲线作出预测，从而实现电视机“打开”时的最佳起动性能。
附图简述
图1说明了根据本发明的用于电视机的电视机起动控制电路的总的示意图。
图2说明了具有美感缺陷抑制的热和冷显像管开机后图像的不同释放时刻的图形表示。
图3说明了根据本发明的起动阶段的总的流程。
图4A说明了根据本发明的用于偏移环路测量的切换图。
图4B说明了根据本发明的用于增益环路测量的切换图。
图4C说明了根据本发明的用于起动阶段的切换图。
图5说明了根据本发明的起动阶段的第二实施例的总的流程。
发明的详细描述
现在参照图1，电视机起动控制电路10包括一个增益环路L1、一个偏移环路L2和消隐控制子电路B1以用于抑制由红、绿和蓝(RGB)放大器28和显像管70的扩展、温度漂移和老化所产生的图像的美感缺陷。电视机起动控制电路10在每个偶数场期间用偏移环路L2并在每个奇数场期间用增益环路L1提供连续的阴极校准。偏移环路L2中的反馈信号是一个模拟信号。在每个偶数场期间，执行一个10μA点的测量以稳定三个阴极的截止。由于偏移环路L2中的电容C1，所以保持时间短。由于图像内容改变，截止中的漂移可能很快。
另一方面，增益环路L1中的反馈信号是一个数字信号，它的输出被转换为一个模拟信号。在每个奇数场期间，执行一个参考电流150或220μA点的测量，以稳定三个阴极的驱动。不需要每40毫秒执行一次测量，因为由于在增益环路L1中的数字到模拟转换器(DAC)48，保持时间相对长。此外，增益中的漂移相对很慢。
仍参照图1，现在将对于电视机5详细说明电视机起动控制电路的示意图。电视机起动控制电路10包括一个在线路12a上的视频输入源(视频)和在线路12b上的一个电压参考源(Vref)。线路12a和线路12b耦合到开关SW1。开关SW1具有在线路a上的一个输出。线路a分别通过开关SW2和开关SW3耦合到第一和第二测试电流参考源Itest1和Itest2。
线路a上的输入源也耦合到乘法器20(下文中称为“增益环路乘法器20”)。线路b上来自增益环乘法器20的输出耦合到加法器22(下文中称为“偏移环路加法器22”)的输入。线路c上来自偏移环路加法器22的输出被输入到消隐控制子电路B1的加法器24(下文中称为“消隐加法器24”)。线路d上来自消隐控制子电路B1的输出被输入到电流到电压转换器26。线路e上该电流到电压转换器26的输出被输入到RGB放大器28。来自RGB放大器28的输出被发送到电视机5中的显像管70。
现在将详细说明消隐控制子电路B1。消隐控制子电路B1包括第一和第二消隐电流参考源30和32。第一和第二消隐电流参考源30和32分别耦合到第一和第二开关SW4和SW5。在起动阶段，按照图4A、4B和4C所示的开关状态，通过消隐控制子电路消隐图像。
现在将详细说明黑电流环路(例如增益环路L1和偏移环路L2)。线路g上来自RGB放大器28的反馈电流I馈送到增益环路L1和偏移环路L2。在本发明的一个示例实施例中，来自电流源34的一个参考电流提供一个10μA电流并经由开关SW6进行切换。当增益环路L1无效并且偏移环路L2有效时，线路g上的反馈电流I流过开关SW8并经电容C1流到偏移环路加法器22。电容C1耦合到地并耦合到开关SW8和偏移环路加法器22之间。
通常，偏移环路L2的功能是稳定CRT的阴极的截止电压。在每个偶数场(40毫秒)的过扫描中的三个连续行期间执行截止测量。环路被连续校准，因为作为显像管70的一部分的电压栅极(voltage grid)2(VG2)取决于高强度电压(EHT)的负载。对于电视机应用，EHT可以接近30kV。
当增益环路L1有效时，线路g上反馈电流I馈送到第一和第二运算放大器(op-amp)30和40，它们分别接收参考电流Iref1和Iref2。第一op-amp 38馈送到上/下计数器42。op-amp 40的输出馈送到上/下计数器42和显像管热(PTW)寄存器52。增益环路L1中的第一和第二op-amp 38和40的操作在下面的表1中列出。
上/下计数器42接收已装载的预置增益(LPG)寄存器58、预置增益寄存器56、使能增益环路(EGL)寄存器54和PTW寄存器52的寄存器内容作为输入。上/下计数器42的输出被发送到加法器44。加法器44也接收白点(WP)RGB调整寄存器64的寄存器内容作为输入。WP寄存器64和阴极驱动电平(CL)寄存器62存储由制造商预先存储的数据，并在制造过程期间用于生产线上以根据制造商规格调准电视机。
操作中，当增益环路L2被启用并且线路g上反馈电流太低(低于Iref1)时，上/下计数器42向上计数并增加经DAC48到增益环路乘法器20的输出，直到线路g上反馈电流在Iref1之上。PTW寄存器52在I输入＞5μA(反馈电流超过150或220μA的所选择的偏移电流)时高并在I输入＜5μA时低。PTW寄存器52的状态基于op-amp 40的输出。适配开关SW7来在两个电流源36a和36b之间切换。在示例实施例中，两个电流源36a和36b分别是220μA和150μA。
增益环路L1稳定显像管70的白点。因此，增益变得与红、绿和蓝(RGB)放大器28和显像管70的扩展、温度漂移和老化无关。增益环路L1由来自EGL寄存器54的总线比特位激活并在三个连续行中的奇数场期间调整增益。优选地，增益环路L1只在特定的很短的时刻有效，例如，在频道切换期间有效，从而防止增益环路L1和偏移环路L2之间的交互作用与测试行的可见性。
在一个示例实施例中，增益环路L1的参考电流Iref1可在200和150μA之间选择。增益测量的结果被存储在状态增益测量寄存器60中并将在关机模式期间被存储在外部存储器中并在电视机再次“打开”之后被装载到预置增益寄存器56中。
白点RGB调整寄存器64、阴极驱动电平寄存器62和状态增益测量寄存器60通过加法器44被合并，并被存储在寄存器46中以经由数字到模拟转换器(DAC)48驱动增益乘法器20，以便获得对于线路a上来自视频源12a的视频信号的最佳的信噪比(S/N)。
当装载入预置的增益时，增益环路L1被禁用。当EGL被启用时，增益环路被启用。环路的增益由上-下计数器42中的值控制。
增益环路
现在参照图4B，其中示出了用于增益环路L1测量的开关SW1，SW2，SW4，SW5，SW6和上/下计数器42的状态。当增益环路有效时，EGL寄存器54等于“1”(EGL＝1)并且LPG寄存器58等于“0”(LPG＝0)。在三个连续行期间，恰好在垂直消隐结束之前，每个奇数场或每隔一个场场执行增益测量。在测试行期间，按照表1列出的参数检测反馈电流I。
表1
  I输入   高电平   低电平   上/下计数器动作
  ＜-5μA   0   0   向上计数
  ＞-5μA，＜5μA   0   1   保持
  ＞5μA   1   0   向下计数
预置增益寄存器56是到增益环路L1中的输入(读)，并且状态寄存器60是来自增益环路L1的输出(写)。增益的状态能够被装载到外部存储器(在关机情况期间能够保持值)并在开机期间能够再装载到预置增益寄存器中。
偏移环路
现在参照图4A，其中示出了用于偏移环路测量的开关SW1、SW3、SW4、SW5、SW7和SW8的状态。当偏移环路L2有效时，增益环路L1无效。偏移环路在一场中有效并且增益环路能够在另一场中有效。偏移环路控制三个通道的截止电平。在三个连续行期间，恰好在垂直消隐结束之前执行偏移测量。当偏移环路L2有效时，EGL寄存器54等于“0”(EGL＝0)并且LPG寄存器58等于“1”(LPG＝1)。上/下计数器42无效。不为增益稳定(gain settling)而检测线路g上的反馈电流。但是，预置增益寄存器56中存在的值被装载到上/下计数器42以控制增益环路乘法器20的增益。
起动阶段
现在参照图4C，其中示出了用于起动阶段的开关SW1、SW2、SW4、SW5、SW6的状态和PTW寄存器52的读状态。在起动阶段期间，EGL寄存器54等于“1”(EGL＝1)并且LPG寄存器58等于“1”(LPG＝1)。测试行是可用的，但增益环路L1无效。相反，增益环路L1的增益由预置增益寄存器56中的预置的增益值固定。当I输入＞5μA时，PTW寄存器52中的状态比特位变为高(“1”)。
当在起动阶段期间“打开”电视机时，预置增益寄存器56由状态增益寄存器60中的信息装载。为了简化电路10的设计，假定状态寄存器60是外部存储器的一部分。当电视机“关闭”时，状态寄存器60的值被存储在外部存储器中。电视机“打开”后，存储在外部存储器中的值被装载到预置增益寄存器56中并能够在释放图像之前用于定义软件起动算法。
在起动阶段期间的操作中，开关SW1在垂直消隐周期期间禁用视频，并且除了测试行之外，由开关SW5插入消隐。在三个连续行期间，恰好在垂直消隐结束之前执行增益测量。在一场中，偏移环路控制CRT的阴极的截止，并且在另一场中，阴极的增益(驱动电平)被稳定。测试脉冲由开关SW2和SW3内部产生。在起动阶段期间，EGL等于“1”，LPG等于“1”，并且预置增益寄存器56的值等于状态寄存器的先前值+“x”，其中x的值由用户的软件固定。软件起动算法确定“x”的值。当在RED增益测量期间输入电流超过5μA时，PTW状态比特位从“0”翻转到“1”。
在根据本发明在起动程序中，能够使没有美感缺陷地将显像管释放之前的时间最小化。在传统的起动系统中，这样的解决方案通常在显像管特性(例如RGB放大器28和显像管70的扩展、温度漂移和老化)和温度性能(例如，热和冷显像管起动性能)之间不作区分。通过预测由这些特性和温度性能固定的起动曲线，有可能实现用于变化的特性和温度性能的最佳起动性能。
在起动阶段期间，图像由消隐控制子电路B1消隐，并且只在垂直间隔(过扫描)中被消隐，其中在偏移环路L2期间为黑电流环路产生测试线。在起动阶段期间，增益环路L1用于检查显像管70是否(快要)热或者预测起动曲线。在RGB输出处的测试脉冲电平能够由软件用WP寄存器64、CL寄存器62和状态增益测量寄存器60选择。
电视机制造商能够做一个简单的检查来释放图像。在一个由软件自由选择的特定测试电压下，检查显像管的反馈电流。当反馈电流超过所选择的偏移电流150或220μA时，PTW(显像管热)寄存器52变为“1”。再次装载存储器设置后，图像能够用或不用附加的固定延迟周期释放。
现在参照图2，为了更好的预测，使用存储的起动曲线数据，通过执行两个检查产生两个交叉点(例如在测试1和测试2)。此后，使用测试1和测试2的测量结果，计算显像管的最佳释放时刻(tx延迟)和情况。测试1和测试2是用不同的预置(存储的和通过软件算法确定的)值对PTW进行的用以控制增益乘法器20的检查。
图2的曲线示出了在具有美感缺陷抑制的热和冷显像管70上、“打开”电视机之后的图像的不同释放时刻。曲线C100是一个热CRT的示例的起动曲线。曲线C110是一个冷CRT的示例的起动曲线。
当对一个热CRT执行测试1和测试2时，建立点P100和P102。点P100和P102之间的时间差是时间T1。能够容易地看出，如果制造商想要在显像管70的特性到达点P103时释放图像，电路10将在时间T1延迟(最佳释放时刻)之后释放消隐，其中时间T1延迟是点P102和点P103之间的时间差。
当对一个冷CRT执行测试1和测试2时，建立点P100’和P102’。点P100’和P102’之间的差是时间T2。能够容易地看出，如果制造商想要在显像管70的特性到达点P103’时释放图像，电路10将在时间T2延迟(最佳释放时刻)后释放消隐，其中时间T2延迟是在冷CRT起动曲线C110上的点P102’和点P103’之间的时间差。
起动程序
现在参照图3，其中示出了按照本发明的起动程序的总的流程，并在步骤100开始。在步骤100，确定一个“关闭”情况。步骤100后面跟随着步骤105，在步骤105存储增益设置。步骤105后面跟随这步骤110，在步骤110确定一个“打开”情况。步骤110后面跟随着步骤115，在步骤115，随着电视机“打开”，在起动期间消隐图像。步骤115后面跟随着步骤120，在步骤120，在垂直间隔(过扫描)期间施加一个测试电压或测试行，从而通过偏移环路L2使截止稳定。当施加测试电压或测试行时，LPG被设为“1”并且环路增益固定，从而预置值寄存器56被设置为等于存储在外部存储器中的预置的值+“x”。EGL被设为“1”；并且自动产生测试行。
步骤120后面跟随着步骤125，在步骤125，PTW变为“1”，并且再次装载存储器设置。步骤125后面跟随着步骤130，在步骤130，图像被释放并且没有任何附加延迟地除去消隐。预置增益寄存器56中的预置值等于原始的预置值。而且，EGL寄存器54被设置为等于“1”(可选择的)并且LPG寄存器58被设置为等于“0”。
在常规操作期间，外部存储器设置等于各状态比特位的最后结果。只有在起动阶段期间，预置增益值将与各状态比特位不同，以确保反馈电流超过偏移电流，从而PTW寄存器52变为“1”。
现在参照图5，其中示出了按照本发明的使用图2的曲线的起动程序的总的流程，该流程在步骤200开始。在步骤200，图像在起动期间被消隐。在起动期间，电视机已经“打开”。步骤200后面跟随着步骤205，在步骤205，在垂直间隔“过扫描”期间施加第一测试电压或测试行。当施加测试电压或测试行时，LPG被设为“1”并且环路增益固定。所述预置的值等于预置的值+“x”。EGL被设为“1”，并且自动产生测试行。步骤205后面跟随着步骤210，在步骤210，使用一个不同的预置的值执行第二测试。步骤210后面跟随着步骤215，在步骤215计算显像管70的最佳释放时刻tx和情况。
在步骤205的测试1期间，在垂直间隔(过扫描)期间施加第一测试电压或测试行。这由LPG＝1和EGL＝1自动完成并且所述预置的值等于预置的值+“x1”。在测试1期间，检查PTW寄存器52。在步骤210的测试2期间，在垂直间隔(过扫描)期间施加第二测试电压或测试行。这里，所述预置的值等于预置的值+“x2”。同样在测试2期间，检查PTW寄存器52。
对本领域技术人员来说，看了前面的描述后很显然知道本发明的多种修改或替换的实施例。因此，本说明将仅仅被解释为说明性的并且是为了教导本领域技术人员执行本发明的最佳模式。实施例的细节可以在不脱离本发明的精神的情况下改变，并且保留从随附的权利要求书的范围内引出的所有修正的专有使用。

Claims (20)

1.一种用于改善电视机显示器开机时的视频信号的方法，包括以下步骤：
当检测到电视机显示器(5)的关机情况时，存储用于电视机显示器(5)的一个增益设置；
检测到开机情况时，对到电视机显示器(5)的视频信号(12A)进行消隐；
施加所存储的增益设置(60)以调整视频信号(12A)和调整电视机显示器(5)的阴极的截止；和
对到电视机显示器(5)的经增益调整后的视频信号进行去消隐。
2.根据权利要求1的方法，其中所存储的增益设置抑制作为显示器(5)的红、绿和蓝放大器和显像管(70)的扩展、温度漂移和老化的结果的视频信号(12A)的美感缺陷。
3.根据权利要求2的方法，进一步包括校准阴极的步骤。
4.根据权利要求3的方法，其中阴极校准步骤包括以下步骤：
在每个偶数场期间，执行一个偏移测量(L2)以稳定显像管(70)阴极的截止；和
在每个奇数场期间，执行一个增益测量(L1)以稳定阴极的驱动电平。
5.根据权利要求4的方法，其中偏移测量步骤包括在一个垂直间隔期间施加一个测试行(Vref，SW2，SW3)的步骤。
6.根据权利要求5的方法，其中增益测量(L1)步骤在频道切换期间开始从而防止与偏移测量(L2)步骤的交互作用和测试行(Vref，SW2，SW3)的可见性。
7.一种用于改善电视机显示器(5)开机时的视频信号的方法，包括以下步骤：
检测到开机情况时，对到电视机显示器(5)的视频信号(12A)进行消隐；
预测一个释放时刻以释放视频信号(12A)；和
在预测的释放时刻对到电视机显示器(5)的视频信号(12A)进行去消隐。
8.根据权利要求7的方法，其中预测步骤包括以下步骤：
使用第一预置的增益设置执行第一测试；
使用第二预置的增益设置执行第二测试；和
根据第一测试和第二测试的结果计算一个释放时刻。
9.根据权利要求8的方法，还包括计算用于释放时刻的增益设置(60)，其中该增益设置等于递增了附加增益的先前增益，以便使PTW为1。
10.根据权利要求9的方法，其中计算步骤是用于阴极射线管(70)的起动热曲线(C100)或起动冷曲线(C100′)的函数。
11.根据权利要求9的方法，其中所计算的释放时刻和所计算的增益设置(60)抑制作为显示器(5)的红、绿和蓝放大器(28)和显像管(70)的扩展、温度漂移和老化的结果的视频信号(12A)的美感缺陷。
12.根据权利要求7的方法，其中进一步包括校准阴极(L1，L2)的步骤。
13.根据权利要求12的方法，其中阴极校准步骤包括：
在每个偶数场期间，执行一个偏移测量(L2)以稳定显像管(70)阴极的截止；和
在每个奇数场期间，执行一个增益测量(L1)以稳定阴极的驱动电平。
14.根据权利要求13的方法，其中偏移测量(L2)步骤包括在一个垂直间隔期间施加一个测试行(Vref，SW2，SW3)的步骤。
15.根据权利要求14的方法，其中增益测量(L1)步骤在频道切换期间开始，从而防止与偏移测量步骤间的交互作用和测试行(Vref，SW2，SW3)的可见性。
16.一种电视机显示设备，包括：
当检测到开机情况时用于对到电视机显示器(5)的视频信号(12A)进行消隐的装置；
预测一个释放时刻以释放视频信号(12A)的装置；和
在预测的释放时刻对到电视机显示器(5)的视频信号(12A)进行去消隐的装置。
17.根据权利要求16的设备，其中预测装置包括：
使用第一预置的增益设置执行(SW2)第一测试的装置；
使用第二预置的增益设置执行(SW3)第二测试的装置；和
根据第一测试和第二测试的结果计算一个释放时刻的装置。
18.根据权利要求17的设备，还包括计算用于释放时刻的增益设置(60)的装置。
19.根据权利要求18的设备，其中，所计算的释放时刻和所计算的增益设置(60)抑制作为电视机显示器(5)的红、绿和蓝放大器(28)和显像管(70)的扩展、温度漂移和老化的结果的视频信号(12A)的美感缺陷。
20.根据权利要求16的设备，还包括：
用于在每个偶数场期间执行一个偏移测量(L2)以稳定显像管(70)的三个阴极的截止的装置；和
用于在每个奇数场期间执行一个增益测量(L1)以稳定三个阴极的驱动电平的装置。
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