KR0152434B1 - 주사방향전환을 사용하는 화상디스플레이장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

주사방향전환을 사용하는 화상디스플레이장치

제1도는 수평주사시스템의 두 개의 필드를 도시한 도면.

제2도는 수직주사시스템의 두 개의 필드를 도시한 도면.

제3도는 본 발명에 따른 화상 디스플레이장치, 예로서, 텔레비젼 수상기의 주사부를 도시한 도면.

제4도 및 제5도는 화상디스플레이장치의 비디오신호 처리부의 부분들을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동기신호분리단 2 : 라인위상 제어루프

3 : 선편향회로 4 : 선편향코일

5 : 필드동기회로 6 : 필드편향회로

7 : 필드편향코일 8 : 변조기

21 : 영상신호 변조회로 22 : 주사방향전환회로

23,24 : 메모리 25,26,27,32,35 : 스위칭단

28,29 : 어드레스발생기 31 : 디멀티플렉싱회로

33 : 픽셀보간기 34 : 지연요소

36 : 멀티플렉서

본 발명은 수평방향으로 주사되는 화상정보를 포함하는 입력비디오신호를 수신하고 처리하여 소정갯수의 주사선을 제각기 포함하는 필드들로 구성되는 화상을 디스플레이하기에 적합하고, 주사선 및 필드를 제각기 형성하는 선 및 필드 주사신호를 발생하는 주사부와 비디오신호에 존재하는 화상정보를 처리하는 비디오 신호처리부를 포함하는 화상디스플레이 장치에 관한 것이다.

이러한 흔히 알려진 화상디스플레이장치에 있어서, 화상은, 주사선들이 예로서 화상디스플레이튜브의 디스플레이 스크린상에 좌에서 우로 대체로 수평방향으로 주사되는 한편, 화상정보가 튜브의 전극들에 인가되므로써 형성된다. 따라서, 화상정보는 수평방향으로 주사되는 선들의 요소(element)에 할당된다. 이들 연속적인 선들은 위에서 아래로 주사되어 소정갯수의 주사선들이 필드를 형성하도록 한다. 1프레임은 둘 또는 그 이상의 필드를 포함하거나, 또는 선택적으로 화상은 한 개의 필드로 형성된다. 예로서, 유럽텔레비젼 방송표준에 따르면, 1프레임은 제각기 312 1/2개의 주사선으로 된 2개의 비월 필드로 구성되며, 이때 필드주파수는 50Hz이고, 주사선주파수는 15,625Hz이다. 또한, 스튜디오의 신호원에 있어서의 주사는 디스플레이시의 주사와 동일하다. 이것은 화상정보와 함께 전송되는 동기신호에 의해 보장된다.

소위 모니터라고 하는 디지탈적으로 발생되는 문자정보를 디스플레이하기 위한 화상디스플레이 장치에 있어서, 선주파수는 텔레비젼 표준에 의해 규정된 주파수보다 높을 수도 있다. 소위 고선명 텔레비젼(HDTV)시스템도 제안되었는데, 이 시스템에서 디스플레이장치의 선주파수는 현행 텔레비젼표준의 선주파수보다 4배 높은, 예로서 62.5kHz로 매우 높다. 그 결과, 선주사회로에 있어서의 에너지소비, 즉, 와전류 및 자기물질의 히스테리시스에 의한 그리고 스위칭 요소에서의 손실이 상당히 크게 된다. 음극선관에 있어서의 선편향시의 에너지소비는 1983년 8월, CE-29권, 제3호, 저널 IEEE Transactions on Consumer Electronics의 334면부터 349면에 실린 논문 Practical Considera-tions in the Design of Horizontal Deflection Systems for High Definition Televion Displays에서 선주파수의 여러 가지 값에 대해 설명되고 있다. 이 간행물로 부터 명백한 것은, 디스플레이되는 영상의 횡종비가 4:3이고, 최종 애노우드 전압이 30KV인 110°음극선관에 있어서의 15.75kHz(미국 텔레비젼표준)로 부터 63kHz로의 주사선주파수의 증가는 1.4W 내지 4.3W로부터 35W 내지 165W로의 트랜지스터손실(이것은 턴-오프시간에 따라 좌우됨)의 증가를 초래하며, 한편 편향요크에서의 총손실이 7.5W로부터 40W 내지 50W로 증가하고 와전류 및 히스테리시스에 의해 야기되는 손실이 약 3.5W부터 36W 내지 46W로 증가(이것은 요크물질에 따라 좌우됨)한다는 것이다. 이들 수치는 전력소비로 인해 발생되는 문제의 중요성을 나타내고 있다.

본 발명의 목적은 주사회로의 에너지소비가 알려져 있는 화상디스플레이 장치보다 상당히 작은 전술한 형태의 화상디스플레이장치를 제공하는데 있다. 이같은 목적상, 본 발명에 따른 장치는, 주사부가 수직방향으로 선을 주사하는데 적합하고, 복수개의 수직선이 필드를 구성하고, 수직 선주파수는 수평필드 주파수보다 적어도 200배 정도로 훨씬 높으며, 비디오 신호처리부는 화상정보를 수신하여 화상정보를 수직방향으로 주사되는 선들의 요소에 순차적으로 할당하는 주사방향전환회로를 포함하는 점에서 특징이 있다.

이같은 방안에 의해, 주사방향은 전환되며, 주사선들은 수직방향으로, 바람직하게는, 위에서 아래로 가장 높은 주사 주파수, 즉, 선주사주파수로 주사되고 또한 수평방향으로, 바람직하게는, 좌에서 우로 가장 낮은 주파수, 즉, 필드 주사 주파수로 주사된다. 본 발명은, 수직선주사의 경우에 고주파수 주사가 수평선 주사시의 대응값보다 작은 주사각도 및 진폭으로 행해지므로써, 에너지 소비가 상당히 감소되게 된다는 사실의 인식에 근거하고 있다. 게다가, 수직선주사의 경우, 선주사 속도가 감소됨으로써, 발생되는 자계가 수평선 주사의 경우보다 더욱 서서히 변하게 되어, 에너지 소비가 더욱 더 감소되는 주사시스템을 사용하는 것이 가능하다.

주시해야할 것은, 화상디스플레이시에 이러한 수직선 주사가 신규의 고선명 텔레비젼 시스템의 일부로서 미국 특허 제4,449,143호에 제안되고 있다는 것이다. 그러나, 주사방향이 픽업튜브에서와 마찬가지로 화상디스플레이튜브에서 수직방향으로 동일하므로 상기 특허에 제안된 시스템은 비디오신호를 발생하고 전송하는 기존시스템과 호환될 수 없다. 이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 화상디스플레이 튜브는 대체로 모든 기존모니터 및 텔레비젼 수상기와 같이 수평방향으로 주사되는 비디오신호를 수신하는데 적합하며, 상기 주사방향 전환이 디스플레이시에 행해진다. 따라서, 기존시스템과의 호환성이 본 발명에 따라 제안된 주사전환으로 유지된다.

디스플레이시의 수평필드주파수는, 바람직하게는, 입력 비디오신호의 수직필드 주파수 또는 이 주파수의 수배와 같은 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 주사시스템은 전송 시스템과 어느 정도 호환될 수 있다. 유익한 것은, 디스플레이시의 수직선 주파수는, 입력비디오신호의 수평선주파수보다 높으며 그 수평선주파수의 정수배가 아니라는 것이다. 이것은 해상도를 증가시킨다.

주사선이 선트레이스기간중에 화상정보를 포함하고 선 리트레이스기간중에는 화상정보를 포함하지 않는 본 발명에 따른 화상 디스플레이장치의 바람직한 실시예에 있어서, 화상 디스플레이장치는 디스플레이시 선 리트레이스기간과 선주기의 비가 입력비디오신호에 있어서의 대응비와 적어도 대체로 동일한 것을 특징으로 한다. 이같은 방안의 장점은, 리트레이스비를 아무리 작게해도 에너지소비가 증가되지 않는다는 것이다.

입력비디오신호에 따른 주사시스템과의 호환성은, 본 발명에 따른 화상디스플레이장치에 있어서, 제1 클럭신호가 입력 비디오 신호를 샘플링하고 제2 클럭신호가 주사방향전환 회로를 제어하여 화상정보를 수직선들의 요소에 할당하며, 제2 클럭신호의 주파수가 제1 클럭신호의 주파수 또는 이 주파수의 수배와 거의 같은 주파수를 가진 것을 특징으로 할 때 더욱 좋아진다. 게다가, 만일에 디스플레이된 화상에 있어서의 수직선의 화상정보를 갖는 샘플의 수가 입력비디오 신호에 있어서의 필드의 화상정보를 갖는 수평선의 수와 동일하다면, 또한 디스플레이 화상의 필드에 있어서의 화상정보를 갖는 수직선의 수가 입력비디오 신호에 있어서의 선의 샘플의 수와 동일하다면, 현재 및 장래의 전송표준과 완전히 호환될 수 있는 주사시스템이 얻어진다. 그러나 이 시스템에 있어서는, 선 및 화상샘플의 총수는 원래의 시스템에 있어서의 대응수와 교환되지 않으며, 주사되는 선들간의 거리는 그들 선간의 원래의 거리보다 크다.

본 발명은, 또한, 전자총 및 나선형 렌즈를 구비한 화상디스플레이튜브를 가진 화상디스플레이장치에서 중요하다. 이러한 튜브에서 전력 손실은 상당히 감소되나, 렌즈의 대역폭은 매우 작다. 따라서, 이 화상디스플레이장치는, 유익하게는, 필드 주사신호를 수신하고 수평다이나믹 보정신호를 화상디스플레이 튜브의 집속전극에 인가하기 위한 회로단을 특징으로 할수도 있다. 수평다이나믹 집속, 즉, 수행되어야만 하는 최대 보정은 최저주사주파수에서 행해진다. 따라서, 에너지 소비가 더욱 더 감소된다.

본 발명에 따른 주사방향전환회로는 두 개의 메모리와 제각기 메모리를 어드레싱하기 위한 두 개의 어드레스 발생기를 포함하며, 입력화상정보는 1필드 기간동안 제2 클럭신호의 제어 하에 도착순서대로 한 메모리에 기록되는 한편, 다른 메모리에 저장된 화상정보는 기록방향에 수직한 방향으로 그 메모리로 부터 판독된다. 이들 메모리는 필드주파수를 두배로 하여 화상의 질이 상당히 개선되도록 하는데 사용될 수도 있다. 이러한 메모리는 이미 개선된 질을 위한 장치에 이미 존재하므로, 따라서 이중기능을 갖는다.

본 발명은 첨부도면을 참조한 예를 통해 보다 상세히 설명될 것이다.

제1도는 공지의 주사시스템, 예로서, 유럽텔레비젼 방송표준에 따른 시스템의 프레임을 형성하는 두 개의 필드를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 화상디스플레이장치는 관련 비디오신호를 수신하여 처리하는데 적합하다. 공지의 화상디스플레이장치에 있어서, 프레임당 625개의 수평선은 50Hz의 필드주파수 및 15,625Hz의 선주파수로 그 신호에 관하여 주사된다. 수직이동은 수평이동에 중첩되므로, 선들은 실제적으로 완전한 수평은 아니다. 이 상태는 도면에서 크게 과장되어 있다. 주사는 비월주사로서, 즉, 기수선들은 40ms 프레임기간의 20ms 선행기간동안 주사되고, 우수선들은 20ms 후속기간동안 주사되며, 한 필드의 선들은 다른 필드의 선들간에 위치된다.

주사시스템은 다음의 각 파라메터에 의해 특징화 될 수도 있다.

화상주파수는 M/L과 같으며, 선주파수 f₁은 NM/L과 같다. 입력비디오신호는 클럭신호에 의해 샘플링되므로 선들은 각 화소의 집합으로 구성되는 것으로 생각할 수 있다고 믿어진다.

클럭신호주파수 fc는 P ×F1과 같다. 다른 파라메터는 다음과 같다.

유효선은 화상정보를 포함하며 필드트레이스 기간, 즉, 필드가 가시적인때의 기간에 주사되는 선을 말하며, 유효 샘플은 선트레이스기간, 즉, 선이 화상정보를 포함하고 가시적으로 주사되는 때의 기간동안 취해진 샘플을 말한다. 어떠한 화상정보도 선 및 필드 리트레이스기간 중에는 비가시적이다. 고려된 주사시스템S(a)의 파라메터는 다음과 같다.

fc는 Comite Consultatif International des Radiocom- munications(CCIR)의 추천에 따라 예로서 13.5MHz와 동일하여, P=864로 되게 한다. N'는 보통 575와 같으므로 필드리트레이스기간과 필드기간의 비가 (625-575)/625=0.08과 같게 되게 한다. 선트레이스기간은 64μs의 선주기에 대해 약 52μs이므로 선 리트레이스 기간과 주사선주기의 비는 (64-52)/64=0.1875와 동일하게 된다. 선당 무효 샘플수와 P간의 비는 이값과 같으므로 P'=702로 된다.

제1도에서와 마찬가지로, 저필드주파수에 의해서 야기되는 플리커를 감소하기 위해 제안되고, 디스플레이시에 필드주파수를 두배로하는 한편 선수를 유지하는 것에 의해 유럽텔레비젼 표준에 따른 시스템S(a)로 부터 도출되는 주사 시스템 S(b)이 생각될 수 있다. 이 시스템의 파라메터는 다음과 같다.

계속하여, 프레임당 선수 및 선당 샘플수가 시스템 S(a)에 대해 두배인 소위 고선명(HDTV)시스템에 따른 주사 시스템 S(c)이 생각된다. 이 시스템의 파라메터는 다음과 같다.

이 경우 필드주파수도 두배로 되면, 다음과 같은 파라메터를 갖는 제4의 주사시스템 S(d)이 얻어진다.

CCIR에 제출된 제안에 따르면, 1150 대신에 수 1152=2 ×576이 소개되고 있다.

주사시스템 S의 네가지의 변형이 설명되었는데, 여기서, (a)에 따른 신호가 수신되어 이후에 화상디스플레이 장치에서 (b),(c) 또는 (d)로 공지의 방식으로 변환될 수도 있기 때문에 수평방향으로 주사되는 화상정보를 가진 비디오 신호의 수신시 선주사는 수평방향으로 행해진다.

제2도는 선들이 수직방향으로 주사되고 다수의 선이 필드를 구성하는, 본 발명에 따른 화상디스플레이장치에서 디스플레이를 위해 입력비디오신호로부터 도출되는 주사 시스템의 두 개의 필드를 도시한다. 수평이동이 수직이동에 중첩되므로, 선들은 정확하게 수직하지는 않는데, 그 상태가 제2도에 크게 과장되었다. 제2도에 있어서, 이같은 주사도 비월주사로 믿어진다. 수직주사는 두 개의 주사주파수 중에서 가장 높은 주사주파수로 행해지며, 수평주사는 가장 낮은 주사주파수로 행해진다. 수직선들은 수평선들의 주사에 비하여 작은 각도로 주사되므로, 다시 말해서, 주사되는 선들의 진폭이 보다 작으므로, 에너지소모가 수직선주사의 경우에 상당히 감소될 수 있다. 다수의 주사시스템이 수개 파라메터의 선택에 따라 생각될 수 있다.

제1그룹 S1의 주사시스템은 제1도를 참조하여 설명된 그룹 S의 주사시스템으로부터 도출되는데, 그 이유는 다음과 같은 파라메터, 즉, 주사되는 선들간의 거리와 선 및 필드리트레이스비들이 변하지 않기 때문이다. 따라서, 섀도우 마스크 디스플레이관에 있어서, 섀도우마스크 및 인광체에 대한 평균부하가 변하지 않는다. 만일, 시스템 S1이 전송 주사시스템과 호환될 수 있다는 요건을 충족하면, 필드주기는 변하지 않고, 따라서 선들간의 거리가 변하지 않는다는 상태는 선주사속도도 변화되지 않음을 나타내게 된다. 횡종비가 16:9인 디스플레이되는 영상, 즉, 미래 텔레비젼 표준에 대해 제안된 포맷의 경우, 수직선수가 N ×16/9 = N ×1.778과 같게되는 주사방식을 선택하는데 여기서, N은 원래시스템의 수평선수이다. 선당 샘플수는 P ×9/16이다. 파라메터 M, L 및 fc는 변하지 않는다. 이들 상황하에서, 전술한 시스템 S(a)로 부터 도출된 시스템 S1(a)의 파라메터는 다음과 같다.

전술한 바와 마찬가지로, 시스템 S(b, c 및 d)는 변환될 수 있다. 시스템 S(d)로 부터 도출된 시스템S1(d)의 파라메터는 다음과 같다.

제2그룹 S2의 주사시스템은 수직선당 샘플수 P를 입력비디오신호의 수평선수와 동일하게 선정하는 한편 클릭 주파수 fc 또는 그의 수배를 유지하고 수직선수 N을 그 신호의 샘플수와 동일하게 선정하는 것에 의해 얻어진다. 이들 상황하에서, 시스템 S(a)로부터 도출되는 시스템 S2(a)의 파라메터는 다음과 같다.

시스템 S1에 대해 설명한 바와 마찬가지로, 세 개의 다른 시스템이 전술한 시스템 S(b, c 및 d)로 부터 도출될 수 있고, S(d)로 부터 유도되는 마지막의 시스템 S2(d)의 파라메터는 다음과 같다.

이렇게 얻은 주사시스템 S2의 결점은 선리트레이스비가 0.1875의 원래값에 비해 상당히 감소된다는 것이다. 실제, 새로운 비는 시스템 S2(a)의 경우에는 (625-575)/625 와 같고 시스템 S2(d)의 경우에는 (1250-1152)/1250 와 같은 것으로, 즉, 이들 두 경우에 있어 0.08이다. 이것은 에너지소비의 상당한 증가를 초래하여 수직선 주사에 의해 제공되는 에너지 소비상의 장점을 감소시킨다.

제3그룹 S3의 주사시스템은 수직선 당 유효샘플수를 입력비디오신호의 유효수평선수와 같게 선정하는 한편 주파수 fc 또는, 그의 수배를 대체로 유지하고 유효수직선수를 그 신호의 유효샘플수와 같게 선정하되, 이때 선 및 필드 리트레이스 비를 제각기 원래시스템에서와 같이 0.1875 및 0.08로 하는 것에 의해 얻어진다. 이들 상황하에, 시스템 S(a)로 부터 도출되는 시스템 S3(a)에서 N'(유효선)는 702이고 P'(선당샘플)는 575이며, 따라서, N=763이고 P=708로 된다. 전술한 바와 마찬가지로, 다섯 개의 시스템이 구별될 수 있다.

변하지 않은 리트레이스비들 때문에, 화상디스플레이튜브의 섀도우마스크 및 인광체에 대한 평균부하는 원래시스템에서와 같다. 그 선택의 중요한 결과는 디스플레이된 화상의 횡종비가 16:9인 경우에는 16/9 ×575/702 = 1.456의 계수만큼 그리고 상기 횡종비가 4:3인 경우에는 1.092의 계수 만큼 선들간의 거리가 원래시스템보다 크다는 것이다. 고선명 응용에 있어서, 유효수직선수는 1404이다. 시스템 S3(a,b,c 및 d)은 입력비디오신호의 대응시스템과 호환될 수 있으므로, 주사기간이 동일하여 시스템 S에 대한 선주사속도가 제각기 계수 1.456(횡종비 16:9의 경우) 및 1.092(횡종비 4:3의 경우)만큼 작게 되고, 그 결과 발생된자계는 더욱 서서히 변하고 소비되는 에너지는 감소된다. 이같은 에너지 이득은 수직선주사에 의해 제공된 장점에 부가된다. 이로부터, 설명된 주사시스템들 중에서 시스템 S3가 바람직할 것은 명백하다. 시스템 S1에서 선수 및 또한 선주파수는 상당히 증가되고 수직선 당 화소수는 감소되는데, 이 수는 입력신호의 수평선수와 동일하지 않다. 따라서, 이 화상디스플레이 장치에는, 두 번의 보간이 행해져야 하는데, 이것은 신호 처리동작을 복잡하게 한다. 시스템 S2는 선 리트레이스기간이 보다 짧은 전술한 결점을 가지며, 따라서, 시스템 S3보다 덜 효과적이다.

전술한 그룹의 주사시스템 S3에 대한 변형 S3'는 다음의 고려로 부터 얻어진다. 원래주사의 경우, NPM/L은 13,500,000Hz이지만, 시스템 S3에 있어서는, 곱(product) NP가, 주사 방향 전환전의 곱 NP의 정확한 배수가 아닌 것으로, 즉, NPM/L = k ×13,505,100(여기서 k는 정수)이다. 이것은 디스플레이되는 선들의 수 N 및 픽셀의 수 P가 교환되기 때문에 커다란 문제가 아니며, S3을 조금 변형하면 입력 시스템 S와의 호환성은 더욱 좋아진다. 이것은 S3에서 전환되는 선수 N을 제각기 763 및 1526 에서 750 및 1500으로 수정하고, 선당 화상샘플수 P를 제각기 708 및 1416에서 720 및 1440으로 수정하는 것에 의해 성취된다. 결과적으로 얻어지는 시스템 S3'에서, NPM/L은 k ×13,500,000이고, 선주파수 f₁은 각기 18,750Hz, 37,500Hz 및 75,000Hz 이다. 시스템 S3에 비하여, N 및 f₁은 1.7% 정도 감소되고, 선리트레이스비는 0.2014로 증가된다. 이들 두 효과에 의해 에너지소비가 보다 더 감소된다. 따라서, 설명된 모든 주사시스템중에서 시스템 S3'는 바람직한 것으로 보인다. 고려된 모든 주사시스템 S1, S2, S3 및 S3'에서, 선주파수는 필드주파수보다 적어도 200배로 훨씬 높고, 화소의 총수 NP 및 유효요소의 총수 N' P'는 고려된 시스템이 유도되는 주사시스템 S에서의 대응수와 같거나 대체로 동일하다. 예로서, 주사시스템 S3' (a)에 대해 다음의 사항이 유지된다.

반면에, S(a)에 대해서는 다음사항이 유지된다.

전술한 바와 마찬가지로, 다른 입력주사시스템 S가 고려될 수 있다. 특히 화상당 525선 및 59.94Hz의 필드 주파수를 사용하는 미국시스템에 근거한 시스템이 고려될 수 있다. NTSC 텔레비젼 표준에 따른 미국 시스템 S(a)는 다음과 같은 파라메터를 갖는다.

이경우에 있어서, 샘플링주파수 fc는 유럽표준의 경우와 같다. 변형 S(b)은 S(a)와 동일한 필드주파수를 갖는 비-비월시스템이다.

다른 변형 S(c)에 대해서는 다음의 사항이 유지한다.

이 시스템에 있어서, 필드주파수는 시스템 S(b)의 것에 대해 2배로 된다. 마지막으로, 고선명 디스플레이시스템 S(d)에서, 화상당 선수는 S(a)의 것에 비해 2배로 된다.

유럽시스템의 경우에서와 마찬가지로, 수직선주사에 대해서도 각종 주사 방식을 도출할 수 있다. 시스템 S1 및 S2는 시스템 S3보다 덜 효과적이므로, 이들 나중에 언급된 시스템만이 미국의 경우에 고려되는데, 여기서, 유효선수 및 선당 유효화소수는 시스템 S에 대해 교환되며, 리트레이스비 및 클럭신호주파수는 변하지 않는채로 남는다. 얻어진 주사 시스템의 파라메터는 다음과 같다.

여기서, 선들간의 거리도 원래 시스템보다 종횡비가 16:9인 경우에 있어서의 계수 16/9 ×485/711 = 1.213만큼 크다. 고선명 방식에 적용한 경우, 유효선수는 1422이다. 유럽의 경우에 대해 설명한 바와같이 시스템 S3를 S3'로 개량하는 것은 미국의 경우에 대해서는 가능하지 않는데, 그 이유는, 곱 NP가 이미 원래시스템 S에 있어서의 대응하는 곱의 정확한 배수이기 때문이다.

제3도는 본 발명에 따른 화상디스플레이장치의 주사부를 블록개략도로서 도시한 것으로, 이 장치는 예로서, 유럽 텔레비젼 표준에 대해 상기 고려된 주사시스템 S(a)에 따라서, 수평방향으로 주사되는 화상정보를 가진 입력비디오 신호를 수신하여 처리하고, 주사방향을 전환하여 주사가 디스플레이시에 주사시스템 S3'중의 하나, 예로서, 시스템 S3'(a)에 따라 행해지게 하는데 적합한 것이다. 입력 비디오신호는 공지형태의 동기신호분리단(1)에 인가된다. 선동기신호는 단(1)의 한 출력에 나타나며 선위상 제어 루프(2)에 인가된다. 제어루프는 공지의 방식으로 클럭 신호를 제어하며, 클럭신호의 공칭 주파수는 13.5MHz이다. 동기 및 블랭킹신호는 그의 출력신호로 부터, 예로서 카운터에 의해 유도되며, 이들 신호는 화상디스플레이장치의 다수의 곳에 필요하다. 이들 신호중의 하나는 클럭신호 주파수의 1/864인 주파수를 갖는다. 제어루프(2)의 동기화된 상태에서, 이 신호는 입력비디오신호내 선동기 신호의 15.625kHz의 (선)주파수 및 대체로 동일한 위상을 갖는다. 카운터의 다른 출력신호는, 같은 클럭신호주파수의 1/720인 주파수 즉, 공칭주파수 f₁=18.75kHz를 갖는다. 이것은 공지형태의 선편향회로(3)에 인가되며, 이선편향회로 (3)에는 선편향코일(4)이 접속된다. 주파수 f₁의 선편향전류는 그 코일을 통해 흐르며, 이 전류는 화상디스플레이튜브(도시 안함)에서 하나 또는 그 이상의 전자비임을 수직 방향으로 편향하는 자계를 발생한다. 필드동기신호는 단(1)의 제2출력에 나타난다. 제어루프(2)의 출력신호는 선주파수의 2배의 1/625인 주파수, 즉, 공칭적으로 50Hz를 갖는다. 이것은 공지형태의 필드동기회로 (5)에 인가되어 여기에서 단(1)으로 부터의 필드동기신호와 위상이 비교된다. 회로 (5)의 출력신호는 입력비디오신호내 필드동기 신호의 (필드)주파수 및 대체로 동일한 위상을 갖는다. 이것은 필드편향코일(7)이 접속된 공지형태의 필드편향회로(6)에 인가된다. 필드편향전류는 코일을 통해 흐르며, 이 전류는 수평 방향으로 전자비임(들)을 편향하는 자계를 발생한다.

본 발명에 따른 화상디스플레이장치의 주사부는, 편향오차, 특히, 라스터 왜곡을 보정하기 위한 회로를 포함한다. 디스플레이되는 화상의 위 아래에서의 종방향 보정은 수직선편향전류의 필드주파수진폭변조에 의해 수행되는데, 핀쿠션왜곡(pincushion distortion)의 경우에 있어서 필드주파수포락선은 포물선의 형상을 갖는다. 이를 위해, 공지형태의 변조기(8)가 라인 편향회로(3)에 접속되며, 변조기는 수평필드편향회로(6)로 부터 적합한 변조신호를 수신한다. 디스플레이되는 화상의 좌우에서의 횡방향 보정은 선주파수전류를 필드편향전류에 중첩하기 위한 회로에 의해서, 또는 수평편향코일(7)의 권선의 비-선형분포에 의해서 수행된다. 투사디스플레이의 경우에 특히 중요한 키이스톤(keystone) 보정에 대하여, 변조기는 제각기한 편향에 비례하는 두 신호의 승산을 위해 제공되어야 한다. 이것에 의해 일차보정항이 얻어진다. 수평보정에 대한 이차항은 수직선주사의 경우에 저주파수를 가지며, 따라서 간단한 방식, 예로서, 다극(multipole)에 의해 보정될 수도 있다.

집속 오차는 수평선주사를 사용하는 디스플레이장치에서의 집속오차의 보정으로부터 간단한 방식으로 도출될 수 있는 방식으로 보정될 수도 있다.

나선형 렌즈를 가진 전차총을 구비하는 화상디스플레이 튜브가 유익하게 사용될 수 있다. 예로서, 본 출원인 명의의 유럽특허원 제 233,379호(PHN 11.653)로 부터 공지된 이러한 튜브의 경우, 와전류에 의해 야기되는 손실이 상당히 감소되는 한편, 다른 형태의 튜브에 비해 해상도가 개선된다. 그러나, 저항이 극히 높기 때문에, 렌즈는 15kHz 또는 그 이상 주파수에서의 다이나믹 집속에 불충분한 약 100Hz의 대역폭만을 갖는다. 그러나, 최대의 보정을 요하는 것은 수평방향이므로, 수직선주사는 다이나믹 집속이 저주파수에서 행해질 수 있는 장점을 제공한다. 이를 위해, 단(9)은 회로(6)로 부터 발생하는 필드주파수신호를 수신한다. 적당한 변화를 가진 신호가 단(9)으로부터 집속전극에 인가된다. 만일에 선주파수 보정도 필요하면, 보정신호는 상기와 유사한 방식으로 회로(3)로 부터 도출될수 있다. 이 같은 보정은 작으므로 고주파수에도 불구하고 간단히 수행될수 있다.

상기에서는, 입력주사시스템은 시스템 S3'(a)로 전환된다. 제3도의 회로는 간단한 방식으로 수정되어 그 회로가 그룹 S3'의 다른 주사시스템에 적합하도록 될 수 있음은 명백할 것이다. 전술한 설명은 디스플레이가 행해지지 않으며 트레이스기간보다 훨씬 짧은 리트레이스 기간을 갖는 톱니형상의 선편향에 관계하는 것임에 주목할 필요가 있다. 본 발명은 이것에 국한될 필요는 없으며 설명된 수직 선주사도 대칭적, 예로서, 정현적으로 행해질 수 있음은 명백할 것이다. 이러한 수평선편향에 대한 대칭적 편향은 본 출원인 명의의 미국특허 제 4,672,449호(PHN 11.432)에 설명되어 있다. 이것은 수직선주사의 경우에 이미 실현된 에너지 절약에 부가하는 상당한 에너지 절약을 가져오게 한다.

본 발명에 따른 화상디스플레이장치는, 또한, 입력 비디오신호에 존재하는 화상정보를 처리하기 위한 비디오 신호처리부를 포함하며, 그의 관련부분은 제4도에 도시된다. 시스템 S(a)에 따른 입력비디오신호는 비월 디스플레이에 적합하므로, 수직선상에 위치되는 그 신호의 화소들이 수신되기 전에 두 개의 필드주기를 갖는다. 그러므로, 비디오 신호는 처음에 27MHz 주파수의 클럭신호를 수신하는 회로(21)에 인가되어, 여기서 공지의 방식으로 비-비월(순차)비디오 신호, 즉, 화상의 모든선들이 1 필드(L=1)를 형성하는 점에서 입력신호와는 다른 신호로 변환되는데, 이때 선주파수는 두배로 된다. 이같은 조치없이는, 수직방향의 해상도는 반감될 것이다. 이러한 변환회로는, 예로서, 본 명세서에서 참조하는 본 출원인 명의의 유럽특허원 제 192,292호(PHN 11.613)에 설명되어 있다. 비디오부는, 또한, 예로서 회로(21)앞에 위치하는 A/D 변환기를 포함한다. 다른 방식에서는, 샘플링이 회로(21)자체에서 행해진다.

얻어진 비-비월신호는 주사방향전환회로(22)에 인가되며, 여기서, 입력신호의 화상정보는 주사되는 선의 요소에 순차적으로 할당된다. 회로(22)는 두 개의 화상메모리(23) 및 (24)를 포함하며, 이들 메모리의 입력은 제각기 스위칭단(25) 및 (26)을 통해 회로(21)의 출력에 접속된다. 제4도에 도시된 단(25) 및 (26)의 위치에 있어서, 회로(21)의 신호는 단(25)을 통해 메모리(23)에 인가된다. 수평선의 화상샘플의 화상정보는 도착순서에 따라 메모리(23)에 순차적으로 기록된다. 이를 위해, 27MHz 주파수의 클럭신호가 그 메모리에 인가된다. 20ms의 1필드주기에서, 입력비디오신호의 1프레임의 모든 유효선의 화상정보가 메모리(23)에 저장된다. 따라서, 메모리(23)는 575 ×702 요소를 포함한다. 이때, 단(25) 및 (26)은 도시되지 않은 위치로 스위칭되어 다음 프레임의 화상정보가 메모리(24)에 기록되는 한편, 메모리(23)의 내용이 판독되어 스위치(27)를 통해 화상튜브에 의한 디스플레이를 위해 또 다른 단(도시안함)에 인가된다. 주사방향은 메모리가 기록방향에 수직한 방향으로 판독되는 식으로 수평으로 부터 수직으로 전환된다. 이것은 디스플레이시 하나위에 다른 하나가 위치되는 화소의 화상정보가 좌에서 우로 순차적으로 판독되는 식으로 어드레스 발생기(28)에 의해 보장된다. 다음 주기에서, 메모리(24)의 내용은 어드레스발생기(29)에 의해 판독되고 처리되는 한편, 기록은 메모리(23)에서 행해진다. 판독클럭 신호는 13.5MHz의 주파수를 가지며, 선들은 교번적으로 판독된다. 예로서, 우수열들은 메모리(23)로부터 판독되고 기수열들은 메모리(24)로 부터 판독된다. 단(25), (26) 및 (27)은 선 제어루프(2)의 카운터로부터 입력비디오 신호의 25Hz 프레임 주파수의 스위칭신호를 수신한다. 단(27)이후에 얻어진 신호는 주사시스템 S3'(a)에 따라서 디스플레이된 화상샘플에 할당되는 화상정보를 포함한다.

메모리는, 회로(22)내에 화상메모리 대신에 두 개의 필드 메모리를 사용하고, 회로(21)와 회로(22)간에 스위칭단(32)과 함께 배치되는 디멀티플렉싱회로(31)를 사용하는 것에 의해(제5도 참조) 보다 효율적으로 사용된다. 회로(31)는 카운터로부터 13.5MHz 클럭신호주파수의 두 개의 샘플링 신호를 수신하는데, 이들 신호는 위상이 서로 반대이다. 회로(21)의 출력에 나타나는 비디오신호의 화상샘플의 화상정보에 관한 제1신호는 교번적으로 회로(31)의 제1출력으로 가며, 그 제외되었던 샘플의 화상정보에 관한 제2신호는 회로(31)의 제2출력으로 간다. 단(32)은 얻어진 화상정보를 회로(22)에 인가하기 위해 상기 출력들간의 필드주파수선택을 행한다. 메모리(23) 및 (24)는 필드메모리로서 제각기 575 ×351 요소를 포함한다.

메모리는, 또한, S3'(a)가 아닌 다른 시스템, 예로서, 비월주사 및 2배의 필드주파수를 가진 시스템 S3'(b)이나, 또는 비-비월주사 및 비수정된 필드주파수를 가진 시스템 S3'(e)으로의 전환이 있기 때문에 화상질을 향상시키는데 활용될 수도 있다. 이들 두 경우에 있어, 선주파수는 37.5kHz이고 모든 선은 27MHz의 클럭신호로 샘플링된다. 약 21.7μs 유효선주기당 샘플수는 575개이다. 판독클럭신호는 27MHz의 동일주파수를 갖는다. 시스템S3'(b)에서, 필드주파수도, 예로서, 입력필드들이 공지방식으로 반복해서 판독되기 때문에 필드메모리(23) 및 (24)에 의해 2배로 된다. 각각 20ms의 네 개의 필드는 각각 10ms의 여덟 개의 필드로 변환된다. 다른 필드 변환들이 수행될 수 있는데, 이 변환으로 두 개의 계속하는 필드의 평균이 얻어진다. 만일에 메모리들이 다이나믹 RAM 또는 CCD 메모리라면, 판독된 데이터는 순환되어야 한다. 시스템 S3'(e)에서, 메모리들은 순환 및 디멀티플렉싱을 필요로하지 않는 화상 메모리로 할 필요가 있고, 얻어진 신호는 비디오증폭기에 얻어진 신호를 인가하기 위해 D/A 변환기(도시 안함)에 인가된다.

만일에 화소의 수가 증가되는 시스템S3'(c) 또는 시스템 S3'(d)로의 전환이 있다면, 부가의 보간이 행해져야만 한다. 상기 화소의 수는 주사방향전환 전 또는 후에 575개로부터 1152개로 증가될 수 있다. 회로(21)와 회로(31)간에 화소보간기를 배치하는 것에 의해서, 전환전 수평선당 화소수가 2배로 되어 전환후 수직선수도 2배로 되지만, 그 결과 필요한 메모리 용량이 2배로 된다. 따라서, 픽셀 보간기(33)는, 회로(22)뒤에 배치되는 것이 바람직하다. 전환기(22)로 부터의 신호는 20ms의 지연을 갖는 지연요소(34) 및 보간기(33)의 제1 입력에 인가된다.

이 보간기는 공지형태의 중간필터로서 형성될 수도 있다. 지연된 신호는 스위칭단(35)을 통해 필터(33)의 제2입력에 도달한다. 필터(33)는 한 화소 정도의 지연을 일으키는데, 한편 화상정보의 선주파수 및 대역폭은 변하지 않은채로 유지된다. 멀티플렉서(36)는 보간기(33)의 출력 신호와 요소(34)의 출력신호간의 선택을 행한다. 이들 상황하에서, 제5도의 회로는 세 개의 필드메모리, 즉, (23), (24) 및 (34)를 포함한다.

전술한 바로 부터, 고려된 모든 변형중에서 메모리가 이중기능을 갖는 S3'(b) 및 (d)가 바람직함은 명백하다. 메모리로 부터의 판독을 위해 보다 높은 주파수를 가진 클럭 신호가 사용될 수 있으며, 이것은 수직선의 유효부분이 보다 빨리 판독되어, 리트레이스 비를 증가시켜 에너지소비를 더욱 감소케한다는 장점을 갖는다. 그러나 이것은 표시될 화상정보의 대역폭을 증가시킨다.

유럽텔레비젼 표준에 관해 제3, 4도 및 제5도를 참조하여 설명한 장치가, 어떤 변형을 시켰을 때, NTSC 텔레비젼표준으로 부터 유도된 주사시스템에 적합하다는 사실을 알아야 할 것이다. 예로서, 60Hz의 필드주파수는 일반적으로 2배로 되지 않을 것이다.

선주파수의 증가에 따라 수평선주사를 사용하는 화상 디스플레이장치에서 상당히 증가되는 에너지 소비가 본 발명에 따른 장치에서는 감소함을 계산으로 증명했다. 게다가, 공지 장치에 있어서는 횡종비가 동일한 대각선 주사각도에서 4:3으로부터 16:9로 증가될 때 에너지소비가 증가되는 반면에, 본 발명에 따른 화상디스플레이장치에서의 에너지소비는 감소된다. 실험장치에서 확인한 것에 따르면, 이러한 에너지 소비가 크게 감소했다. 수평선편향을 사용하는 장치에 비하여, 와전류에 의해 야기되는 손실은 주사시스템 S3'에 따라서 수직선편향을 사용하는 장치에서 1/1.7 내지 1/5 비율로 감소되며, 선주파수는 15.625kHz로 부터 18.75kHz(유럽표준)로 증가된다. 히스테리시스에 의해 야기되는 손실은 1/2 내지 1/6 비율로 감소되며, 트랜지스터 손실은 1/1.4 내지 1/2.4 비율로 감소된다. 이들 비율은 편향코일의 설계에 특히 좌우된다. 두 편향코일중의 하나를 다른 코일의 둘레에 배치하기 보다는 두 편향코일을 화상디스플레이튜브의 넥크둘레에 서로 일렬로 공지방식으로 배치시켰기 때문에 손실이 더욱 감소될 수 있다. 그 손실은, 또한 베이스 구동의 선출력 트랜지스터에 있어 1/1.6 내지 1/3.6 비율로 감소되며, 편향코일에 있어 1/2.3 내지 1/8.7 비율로 감소된다. 이들 값은 70°투사관을 사용하는 장치에 적용된다.

Claims (21)

1. 수평방향으로 주사되는 화상정보를 포함하는 입력비디오 신호를 수신해서 처리하고, 소정갯수의 주사선을 제각기 포함하는 필드들로 구성된 화상을 디스플레하기에 적합한 것으로, 주사선 및 필드들을 각각 형성하는 선 및 필드주사 신호를 발생하기 위한 주사부와, 상기 비디오 신호에 존재하는 화상정보를 처리하기 위한 비디오신호처리부를 포함하는 화상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 주사부는 상기 선들을 수직방향으로 주사하는데 적합하고, 복수개의 수직선은 하나의 필드를 구성하며, 수직선 주파수는 수평필드주파수보다 적어도 200배는 높으며, 상기 비디오신호처리부는 상기 화상 정보를 수신하여, 상기 화상정보를 수직방향으로 주사되는 선들의 요소에 순차적으로 할당하기 위한 주사방향전환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
2. 제1항에 있어서, 디스플레이시 상기 수평필드주파수는 상기 입력비디오 신호의 수직필드주파수 또는 그 주파수의 수배와 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
3. 제2항에 있어서, 디스플레이시 상기 수직선주파수는 상기 입력비디오 신호의 수평선주파수보다 높지만, 그 주파수의 정수배가 아닌 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
4. 제2항에 있어서, 주사선이 선트레이스기간 동안에는 화상정보를 포함하고 선리트레이스기간 동안에는 화상정보를 포함하지 않으며, 디스플레이시 상기 선리트레이스기간과 선주기와의 비가 상기 입력비디오신호에서의 대응비와 적어도 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 주사선들이, 필드 트레이스기간 동안에는 화상정보를 포함하고 필드리트레이스기간 동안에는 화상정보를 포함하지 않으며, 디스플레이시의 상기 필드리트레이스기간과 필드주기와의 비가 상기 입력비디오신호에서의 대응비와 적어도 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
6. 제5항에 있어서,상기 입력비디오신호를 샘플링하기 위한 제1클럭 신호와, 상기 주사방향전환회로를 제어하여 화상정보가 상기 수직선들의 요소들에 할당되게 하며 상기 제1클럭신호의 주파수 또는 이 주파수의 수배와 대체로 같은 주파수를 가진 제2클럭신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
7. 제6항에 있어서, 디스플레이시의 수직선수와 상기 입력비디오신호의 수평선수와의 비가 디스플레이되는 화상의 폭과 높이간의 비와 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 디스플레이되는 화상의 수직선내의 화상정보를 가진 샘플의 수가 상기 입력비디오신호의 필드내의 화상정보를 가진 수평선의 수와 동일하며, 상기 디스플레이되는 필드내의 화상정보를 가진 수직선의 수가 상기 입력비디오신호의 선내의 샘플의 수와 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 제2 클럭신호의 공칭주파수가 상기 입력비디오 신호의 선주파수의 정수배 및 상기 디스플레이되는 화상의 상기 선주파수의 정수배와 동일한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이되는 화상을 수직방향으로 주사하기 위한 선주사 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이되는 화상을 수평방향으로 주사하기 위한 필드주사발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이되는 화상을 수직방향으로 주사하는 선 주사발생기와, 상기 디스플레이되는 화상을 수평방향으로 주사하는 필드 주사 발생기와, 상기 디스플레이되는 화상의 주사오차를 보정하기 위해 수평과 수직 주사신호를 승산하기 위한 변조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
13. 제11항에 있어서, 전자총 및 나선형렌즈를 구비한 화상디스플레이튜브와, 필드주사신호를 수신하고 수평다이나믹 보정신호를 상기 화상디스플레이튜브의 집속전극에 인가하기 위한 단(a stage)을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이되는 화상을 수직방향으로 주사하는 선 주사발생기와, 상기 디스플레이되는 화상을 수평방향으로 주사하는 필드 주사 발생기를 포함하며, 상기 선주사 발생기에 접속된 선편향코일 및 상기 필드 주사 발생기에 접속된 필드편향코일이 상기 화상디스플레이 튜브의 넥크 둘레에 정렬되어 배치된 것을 특징으로 하는 화상디스플레이 장치.
15. 제6항에 있어서, 상기 주사방향전환회로는 두 개의 메모리 및 제각기 메모리를 어드레싱하기 위한 두 개의 어드레스 발생기를 포함하며, 상기 입력화상정보는 1필드주기 동안 제2클럭 신호의 제어 하에 도착순서대로 한 메모리에 기록되는 한편, 이전 필드 주기동안 다른 메모리에 저장된 화상정보는 기록 방향에 수직한 방향으로 상기 메모리로 부터 판독되는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 메모리들로 부터의 판독을 위한 클럭신호를 제2클럭신호로 한 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 메모리들에 의해 상기 필드주파수를 두배로 하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 입력비디오신호는 비월 디스플레이에 적합하고, 상기 입력비디오신로를 비-비월 비디오신호로 변환하여, 그 변환된 신호를 상기 메모리들에 인가하기 위한 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 비-비월비디오신호를 수신하여, 그 신호의 화상샘플들의 화상정보를, 필드 주사주파수로 스위칭하는 스위칭단을 통해, 상기 메모리들에 교번적으로 제공하기 위한 디멀티플렉싱 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
20. 제15항에 있어서, 상기 메모리들의 신호로에 설치되어, 상기 디스플레이 되는 화상의 화상샘플들의 수를 증가시키기 위한 픽셀보간기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상디스플레이장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 화소보간기는 상기 주사방향전환회로에 결합된 제1입력, 지연요소를 통해 상기 회로에 결합된 제2입력 및 멀티플렉서에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 화상 디스플레이장치.

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