KR20020009446A - 음극선관 및 화상 제어 장치 - Google Patents

음극선관 및 화상 제어 장치 Download PDF

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Abstract

전자총은 멀티빔 방식의 구성으로 되어 있고, 각 컬러에 따라 상단과 하단으로부터 2개의 전자 빔을 방사한다. 상단의 전자 빔군(群)과 하단의 전자 빔군으로 전체로서 단일 합성 화면을 형성한다. 상단의 전자 빔군과 하단의 전자 빔군에 의해 형성되는 모든 주사 화면의 화상 왜곡을, 화상 데이터를 직접적으로 보정함으로써 보정한다. 이 때, 화상 데이터의 보정을 각 전자 빔용의 데이터에 대하여 모두 독립해서 행하는 동시에, 화소의 배열 상태를 시간적 또한 공간적으로 변화시킴으로써 행한다. 이에 따라, 멀티빔(multi-beam) 전자총을 사용하는 화상 표시를 양호하게 행할 수 있다.

Description

음극선관 및 화상 제어 장치 {CATHODE RAY TUBE AND IMAGE CONTROL DEVICE}
본 발명은 멀티빔 전자총 방식의 음극선관 및 음극선관에서의 화상 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터, 텔레비전 수상기나 컴퓨터용의 모니터 장치 등에는, 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)이 널리 사용되고 있다. 음극선관은 관 내(管內)에 구비된 전자총으로부터 형광면으로 향해 전자 빔을 방사(放射)하는 동시에, 전자 빔을 편향 요크 등으로 전자적(電磁的)으로 편향시킴으로써, 관면(管面)에 주사(走査) 화면을 형성하는 것이다. 이 때, 컬러 표시용의 음극선관이면, 일반적으로, 하나의 전자총 내에 3개의 캐소드를 가지며, 그 캐소드로부터 적(R; Red), 녹(G; Green) 및 청(B; Blue)용(用)의 3개의 전자 빔을 방사하도록 되어 있다. 따라서, 통상의 음극선관에서는, 하나의 컬러에 대하여 1개의 전자 빔에 의해 화면이 형성된다. 그러나, 최근에는, 하나의 컬러에 대하여 복수의 전자 빔을 방사하여 전체로서 하나의 화면을 형성하는 것이 고안되어 있다. 이것은, 예를 들면, 하나의 전자총으로부터 적용, 녹용 및 청용의 3개 컬러용 전자 빔을 각 컬러에 대하여 2개씩, 합계 3 ×2 = 6개의 전자 빔을 방사하여, 전체로서 하나의 화면을 형성하는 것이다. 이와 같이 각 컬러로 복수의 전자 빔을 방사하도록 된 전자총은 "멀티빔 전자총"이라고도 불린다. 멀티빔 전자총에 관련된 기술에 대해서는, 예를 들면, 일본국 특개평 8(1996)-506923호 공보 및 동 특개평 11(1999)-16504호 공보 등에 개시되어 있다.
그런데, 컬러 표시용 전자총에서는, 물리적으로 각 컬러용 캐소드를 모두 동일축 상에 배치하는 것은 불가능하다. 예를 들면, 녹용 캐소드를 중심으로 배치했다고 하면, 적용 및 청용 캐소드는 녹용 캐소드의 중심축에 대하여 떨어진 상태로(이축(離軸하여) 배치되게 된다. 따라서, 전자총으로부터는 적용 및 청용 전자 빔이 녹용 전자 빔에 대하여 이축한 상태로 출사(出射)된다. 이와 같은 상태로 전자 빔이 출사되면, 각 컬러용 전자 빔이 편향 요크 등에 의해 각각 상이한 전자장(電磁場)의 영향을 받아, 그 수속(收束) 위치가 일치되기 어렵게 된다. 그러나, 음극선관에서 원화상(原畵像)을 관면 상에 정확히 재현하기 위해서는, 원칙적으로 각 컬러용 전자 빔의 수속 위치가 관면 상에서 거의 일치되어 있어야 한다. 이와 같이, 관면 상에서 각 컬러용 전자 빔의 위치가 벗어나는 현상은 "미스컨버전스(misconvergence)"라고 불려지고 있다. 또, 음극선관에서는, 구조 상 "화상 왜곡(image distortion)"이라고 불리는 현상이 발생하는 것이 알려지고 있으며, 통상 화면 주변부로 향하는 데 따라, 화상이 일그러져 버린다고 하는 문제가 있다. 컬러 표시용 전자총에서는, 전술한 것과 같이 전자 빔이 각 컬러로 상이한 위치로부터 출사되기 때문에, 통상, 각 컬러마다 상이한 화상 왜곡이 발생하게 된다. 그런데, 멀티빔 전자총 방식의 음극선관에서는, 일반적인 음극선관과 비교하여 많은 주사 화면이 형성되어, 각 주사 화면이 적정하게 합성되어 있을 필요가 있다. 그러나, 각 주사 화면에서 미스컨버전스나 화상 왜곡이 존재하면, 주사 화면이 적정하게 합성되지 않아, 화상 품위가 현저하게 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
종래, 미스컨버전스나 화상 왜곡의 보정은 보정용 편향 요크를 추가하거나, 4극이나 6극 퓨리티 마그넷(purity magnet)(또는 링 마그넷(ring magnet))을 배치하여, 관 내의 자계를 최적화함으로써 행하고 있었다. 그러나, 이와 같은 종래의 보정 방법에서는, 미스컨버전스나 화상 왜곡을 완전히 보정하는 것은 곤란하다. 특히, 멀티빔 전자총을 사용한 음극선관에서는, 보정해야 할 전자 빔의 수가 통상보다 많기 때문에, 자계를 조정하는 것에 의한 종래의 보정 방법으로는, 사실 상, 화상 왜곡이나 미스컨버전스를 완전히 없앨 수는 없다.
예를 들면, 도 20에 나타낸 것과 같이, 멀티빔 전자총으로부터 적용, 녹용 및 청용의 3개 컬러용 전자 빔군(111, 112)이 상하로 2개 출사되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 이 때, 관 내에서, 상에서 하로 향하는 자계 분포(110)가 있다고 하면, 상측의 전자 빔군(111(R1, G1, B1))과 하측의 전자 빔군(112(R2, G2, B2))이 모두 좌측(도 20의 X 방향)으로 이동하게 된다. 또, 역방향의 자계 분포가 있다고하면, 각 전자 빔군(111, 112)이 모두 우측(도 20의 -X 방향)으로 이동하게 된다. 이와 같이, 자계 분포(110)의 방향을 여러가지로 변경함으로써, 전자 빔을 여러가지 방향으로 이동시키는 것이 가능하다. 그러나, 자계 분포(110)의 조정만으로는, 원하는 방향으로 전자 빔을 이동시킬 수 없는 경우가 있다. 예를 들면, 상측의 전자 빔군(111)과 하측의 전자 빔군(112)을 동시에 서로 반대 방향으로 이동시키는 것은 곤란하다. 특히, 6개 모두의 전자 빔을 동시에 상이한 방향으로 이동시키는 것은 사실 상 불가능하다.
이와 같이, 자계를 조정하는 것만으로는, 각 전자 빔을 독립하여 임의의 방향으로 이동시킬 수 없으므로, 미스컨버전스나 화상 왜곡을 완전히 없앨 수는 없다. 그리고, 편향계에 의한 보정 이외에도, 전자총의 캐소드에 입력하는 영상 신호를 아날로그적으로 변조함으로써, 영상 신호를 보정하여 화상 왜곡의 개선을 행하는 것이 고려된다. 그러나, 이와 같은 아날로그적인 신호 보정 방법으로는, 동일 주사선 상 즉 가로(수평) 방향의 화상 왜곡 보정은 가능하지만, 세로(수직) 방향의 화상 왜곡 보정은 곤란하여, 충분한 화상 왜곡의 보정을 행할 수는 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 멀티빔 전자총을 사용한 화상 표시를 양호하게 행할 수 있도록 한 음극선관 및 화상 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1 (A)는 본 발명의 음극선관에서의 전자 빔의 주사 방향을 나타내는 정면도이며, 도 1 (B)는 도 1 (A)에서의 IB-IB선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 음극선관에서의 전자총의 전체 구성을 전자 빔의 궤적과 함께 나타내는 수평 방향의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 음극선관에서의 전자총의 전체 구성을 전자 빔의 궤적과 함께 나타내는 수직 방향의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 음극선관에서의 전자총의 캐소드 부분의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 음극선관에서의 전자총의 각 캐소드의 배치 관계를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 음극선관에서의 신호 처리 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7 (A) 내지 도 7 (E)는 본 발명의 음극선관에서의 처리 회로에서 행해지는 화상 데이터의 보정/연산 처리의 전체적인 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 DSP 회로에 의한 화상의 보정 처리가 행해지지 않은 경우 직사각형상의 화상 표시예를 나타내는 설명도이다.
도 9 (A) 내지 9 (F)는 DSP 회로에 의한 화상의 보정 처리를 행한 경우 직사각형상의 화상 표시예를 나타내는 설명도이다.
도 10 (A) 내지 도 10 (C)는 본 발명의 음극선관에서의 처리 회로에서 사용되는 보정용 데이터의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 11 (A) 내지 도 11 (C)는 본 발명의 음극선관에서의 처리 회로에서 보정용 데이터를 사용한 보정/연산이 행해지지 않은 경우 입력 화상의 변형 상태를 나타내는 설명도이다.
도 12 (A) 내지 도 12 (C)는 본 발명의 음극선관에서의 처리 회로에서 보정용 데이터를 사용한 보정/연산을 행한 경우 입력 화상의 변형 상태를 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 음극선관에서의 보정/연산 처리의 제1 방법을 나타내는 설명도이다.
도 14는 본 발명의 음극선관에서의 보정/연산 처리의 제2 방법을 나타내는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 음극선관에서의 보정/연산 처리의 제3 방법에서 사용되는 제어점을 나타내는 설명도이다.
도 16은 본 발명의 음극선관에서의 보정/연산 처리의 제3 방법에서 사용되는 내삽 보간(內揷補間)을 나타내는 설명도이다.
도 17은 본 발명의 음극선관에서의 보정/연산 처리의 제3 방법에서 사용되는 외삽 보간(外揷補間)에 대하여 나타내는 설명도이다.
도 18 (A) 내지 도 18 (J)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 음극선관에서의 화면 주사의 개략을 화상의 보정 처리에 관련시켜 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 19는 전자 빔에 의한 주사 방향의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 20은 음극선관 내부의 자계 분포와 전자 빔의 이동 방향과의 관계를 나타내는 설명도이다.
본 발명의 음극선관 및 화상 제어 장치는 적어도 하나의 컬러용 캐소드를 포함하는 캐소드군(群)을 복수 가지고, 각 캐소드로부터 영상 신호에 따른 전자 빔을 방사하는 전자총; 전자총의 각 캐소드로부터 방사된 복수의 전자 빔에 의해 복수의 주사(走査) 화면이 형성되고, 복수의 주사 화면이 전체적으로 합성됨으로써 단일 화면이 형성되는 화상 표시부를 구비하고 있다. 본 발명의 음극선관 및 화상 제어 장치는 또, 화상 표시부에 표시된 화상에 따라 얻어진 화상의 표시 상태를 보정하기 위한 보정용 데이터를 기억하는 기억 수단; 1차원적으로 입력된 영상 신호를 이산화(離散化)된 2차원의 화상 데이터로 변환하는 변환 수단; 및 화상 표시부에 화상 표시를 행하였을 때, 복수의 주사 화면이 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 기억 수단에 기억된 보정용 데이터에 따라, 변환 수단에 의해 변환된 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 각 캐소드마다 시간적 및 공간적으로 변화시켜 보정하고, 상기 보정된 화상 데이터를 재차 표시용의 영상 신호로 변환한 후 출력하는 제어를 행하는 위치 제어 수단을 구비하고 있다.
본 발명의 음극선관 및 화상 제어 장치에서는, 1차원적으로 입력된 영상 신호가 변환 수단에서 이산화된 2차원의 화상 데이터로 변환된다. 또, 기억 수단에, 화상 표시부에 표시된 화상에 따라 얻어진 화상의 표시 상태를 보정하기 위한 보정용 데이터가 기억된다. 또한, 위치 제어 수단에 의해, 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태가 보정용 데이터에 따라, 각 캐소드마다 시간적 공간적으로 변화되어 보정된다. 그 후, 보정된 화상 데이터는 위치 제어 수단에 의해, 재차 표시용 영상 신호로 변환되어 출력된다. 보정된 표시용 영상 신호에 따라 방사된 복수의 전자 빔 주사에 의해, 복수의 주사 화면이 형성되고, 복수의 주사 화면이 전체적으로 합성됨으로써 단일 화면이 형성되어 화상이 표시된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1 (B)에 나타낸 것과 같이, 본 실시 형태에 관한 음극선관은, 내측에 형광면(11)이 형성된 패널부(10)와, 이 패널부(10)에 일체화된 깔때기부(20)를 구비하고 있다. 깔때기부(20)의 후단부에는 전자총(31)을 내장한 가늘고 긴 형상의 네크부(30)가 형성되어 있다. 이 음극선관은 패널부(10), 깔때기부(20) 및 네크부(30)에 의해 전체적으로 깔때기 형상의 외관이 형성된다. 이 음극선관의 형상을 만드는 전체적인 형상 부분은 "외위기(外圍器)(envelope)"라고도 불린다. 패널부(10) 및 깔때기부(20)는 각각의 개구부끼리 서로 융착되어 있고, 내부는 고진공 상태를 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 형광면(11)에는, 전자 빔의 입사에 따라 발광하는 형광체 패턴이 형성되어 있다. 패널부(10)의 표면은 형광면(11)의 발광에 의해 화상이 표시되는 화상 표시면(관면)(14)으로 되어 있다. 여기에서, 주로 형광면(11) 및 관면(14)이 본 발명에서의 "화상 표시부"의 한 구체예에 대응한다.
이 음극선관의 내부에는, 형광면(11)에 대향하도록 배치된 금속제의 박판으로 이루어지는 컬러 선별 기구(color selection mechanism)(12)가 배치되어 있다. 컬러 선별 기구(12)는 그 방식의 차이에 따라 애퍼처 그릴(aperture grill) 또는 섀도 마스크(shadow mask) 등으로도 불리는 것이며, 그 외주가 프레임(13)에 의해 지지되고, 패널부(10)의 내면에 부착되어 있다. 깔때기부(20)에는 애노드 전압(HV)을 가하기 위한 도시하지 않은 애노드 단자가 형성되어 있다. 깔때기부(20)로부터 네크부(30)에 걸친 외주 부분에는, 전자총(31)으로부터 방사된 전자 빔(1, 2)을 편향시키기 위한 편향 요크(21)가 부착되어 있다. 네크부(30)로부터 패널부(10)의 형광면(11)에 이르는 내주면은 도전성의 내부 도전막(22)에 의해 피복되어 있다. 내부 도전막(22)은 도시하지 않은 애노드 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 애노드 전압(HV)으로 유지되어 있다. 또, 깔때기부(20)의 외주면은 도전성의 외부 도전막(23)에 의해 피복되어 있다.
전자총(31)은 하나의 컬러에 대하여 복수의 전자 빔을 방사하는 멀티 빔 전자총의 구성으로 되어 있다. 이 전자총(31)은 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 복수의 캐소드를 가진 캐소드군(K1, K2)과, 복수의 그리드 전극(G1~G5)과, 컨버전스 전극(33)을 구비하고 있다. 전자총(31)은 또, 캐소드군(K1, K2)을 가열하기 위한 히터(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 전자총(31)의 내부에는, 도 4의 정면도에 나타낸 것과 같이, 캐소드군(K1, K2)을 구성하는 각 캐소드의 수에 대응하여, 각 캐소드로부터 방사된 전자 빔이 통과 가능한 개구(34)가 형성되어 있다. 그리드 전극(G1~G5) 및 컨버전스 전극(33)은 애노드 전압(HV)이나 포커스 전압 등이 인가됨으로써, 전자 렌즈계를 형성하고, 캐소드군(K1, K2)으로부터 방사된 전자 빔에 대하여 렌즈 작용을 미치도록 되어 있다. 그리드 전극(G1~G5)은 그 렌즈 작용에 의해, 캐소드군(K1, K2)으로부터 방사된 개개의 전자 빔의 수속(收束) 등을 행하는 외에, 전자 빔의 방출량 제어나 가속 제어 등도 행하도록 되어 있다. 컨버전스 전극(33)은 그 렌즈 작용(프리즘 작용)에 의해, 캐소드군(K1, K2)으로부터 방사된 복수의 전자 빔을 형광면(22)에서 하나로 집중(컨버전스)시키는 역할을 가지고 있다.
캐소드군(K1, K2)은 도 4 및 도 5에 나타낸 것과 같이, 상하 방향(수직 방향)으로 병렬하여 배치되어 있다. 상단의 캐소드군(K1)은 적용 전자 빔(Ra)을 방사하는 적용 캐소드(KR1), 녹용 전자 빔(Ga)을 방사하는 녹용 캐소드(KG1) 및 청용 빔(Ba)을 방사하는 청용 캐소드(KB1)가 전자 빔의 방사측으로부터 보아 좌측으로부터 차례로 배열되어 구성되어 있다. 하단의 캐소드군(K2)에 대해서도, 동일하게 적용 캐소드(KR2), 녹용 캐소드(KG2) 및 청용 캐소드(KB2)가 전자 빔의 방사측으로부터 보아 좌측으로부터 차례로 배열되어 구성되어 있다. 캐소드군(K1, K2)의 각 캐소드는 전자 빔을 집중시키기 쉽도록, 중심 방향으로 향해 적당한 각도로 경사져 배치되어 있다. 그리고, 각 캐소드의 배치 관계는 도시한 것에 한정되지 않고, 다른 순번으로 배열되어 있어도 된다. 예를 들면, 적용 캐소드와 청용 캐소드가 역위치에 배치되어 있어도 된다.
캐소드군(K1, K2)의 각 캐소드는 도시하지 않은 히터에 의해 가열되는 동시에, 영상 신호에 따른 크기의 캐소드 구동 전압이 가해짐으로써, 영상 신호에 따른 양(量)의 열전자(熱電子)를 방출하도록 되어 있다. 여기에서, 도 3에 나타낸 것과 같이, 상단측의 캐소드군(K1)으로부터 방사된 전자 빔군(1a(Ra, Ga, Ba))은 그리드 전극(G1~G5) 및 컨버전스 전극(33)에 의한 전자 렌즈 작용을 받고, 최종적으로는, 전자총(31)의 하단측으로부터 형광면(11)으로 향해 출사된다. 한편, 하단측의 캐소드군(K2)으로부터 방사된 전자 빔군(1b(Rb, Gb, Bb))은 그리드 전극(G1~G5) 및 컨버전스 전극(33)에 의한 전자 렌즈 작용을 받고, 최종적으로는, 전자총(31)의 상단측으로부터 형광면(11)으로 향해 출사된다. 이와 같이, 전자총(31)은 적용, 녹용 및 청용의 3개 컬러용 전자 빔을 각 컬러에 대하여 상단과 하단으로 2개씩, 합계 3 ×2 = 6개의 전자 빔을 방사하도록 되어 있다. 전자총(31)으로부터 출사된 각 컬러용 전자 빔은 각각 컬러 선별 기구(12)를 통과하여 형광면(11)이 대응하는 컬러의 형광체에 조사된다.
여기에서, 본 음극선관에서는, 도 1 (A)에 나타낸 것과 같이, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)에 의해, 이른바 라인 주사가 표시면측으로부터 보아 수평 편향 방향으로 좌로부터 우(도면의 X1 방향)로 향해 행해지고, 이른바 필드 주사가 수직 편향 방향으로 상으로부터 하(도면의 Y1 방향)로 향해 행해지도록 되어 있다. 이 때, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로 2개의 컬러 주사 화면을 형성하는 것이 가능하지만, 본 음극선관에서는 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로, 동시에 형광면 상의 동일 위치의 주사를 행하여, 전체로서 단일 화면을 형성하도록 되어 있다. 그리고, 도 1 (A)는 각 전자 빔의 궤적을 도시하기 쉽게 하기 위해, 상단 전자 빔군(1b)의 주사 단위와 하단 전자 빔군(1a)의 주사 단위가 화면 상에서 벗어난 상태로 그려져 있지만, 실제로는, 이들 전자 빔의 주사 단위는 일치되어 있다. 또, 도 1 (A)에서, SH는 수직 방향의 유효 화면 영역을 나타내고, SW는 수평 방향의 유효 화면 영역을 나타내고 있다.
그리고, 음극선관의 화면 주사 방식에는, 일반적으로, 비월(飛越) 주사(interlace scanning) 방식과, 순차 주사(non-interlace scanning) 또는 프로그레시브 주사(progressive scanning)) 방식이 있다. 비월 주사 방식은 1프레임의화상을 2회의 필드 주사로 나누어 표시하는 방식이며, 순차 주사 방식은 1프레임의 화상을 1회의 수직 주사 기간 내에 표시하는 방식이다. 본 음극선관은 이들의 어느 주사 방식에도 대응 가능하다. 본 음극선관에서는, 어느 주사 방식이라도, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)에 의해, 동시에 동일 위치의 주사가 행해진다.
도 6은 화상 신호(영상 신호)(DIN)로서 NTSC(National Television System Committee) 방식의 아날로그 콤포짓 신호(analog-composite signal)를 1차원적으로 입력하고, 이 신호에 따른 동화상(動畵像)을 표시하기 위한 회로예를 나타내고 있다. 여기에서, 도 6에 나타낸 신호 처리 회로가 본 발명에서의 "화상 제어 장치"의 한 구체예에 대응한다. 그리고, 이 도면에서는, 본 발명에 관한 회로 부분에 대해서만 나타내고, 다른 처리 회로에 대해서는 도시를 생략한다.
본 실시 형태에 관한 음극선관은 도 6에 나타낸 것과 같이, 콤포짓/RGB 변환기(51)와, 아날로그/디지털 신호(이하, "A/D"라고 함) 변환기(52(52r, 52g, 52b))와 프레임 메모리(53(53r, 53g, 53b))와, 메모리 컨트롤러(54)를 구비하고 있다.
콤포짓/RGB 변환기(51)는 화상 신호(DIN)로서 입력된 아날로그 콤포짓 신호를 R, G, B의 각 컬러용 신호로 변환하는 것이다. A/D 변환기(52)는 콤포짓/RGB 변환기(51)로부터 출력된 아날로그의 각 컬러용 신호를 디지털 신호로 변환하는 것이다. 프레임 메모리(53)는 A/D 변환기(52)로부터 출력된 디지털 신호를 각 컬러마다 2차원적으로 프레임 단위로 격납하도록 되어 있다. 프레임 메모리(53)는, 예를 들면, SDRAM(synchronous-dynamic-random access memory) 등이 사용된다. 메모리 컨트롤러(54)는 프레임 메모리(53)에 대한 화상 데이터의 기입 어드레스 및 판독 어드레스를 생성하여, 프레임 메모리(53)에 대한 화상 데이터의 기입 동작 및 판독 동작의 제어를 행하도록 되어 있다. 메모리 컨트롤러(54)는 프레임 메모리(53)로부터 상단의 전자 빔군(1b)을 그리는 화상용 화상 데이터(이하, 상단용 화상 데이터라고 함)와, 하단의 전자 빔군(1a)을 그리는 화상용 화상 데이터(이하, 하단용 화상 데이터라고 함)를 판독하여 출력시키도록 되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로, 동시에 동일 단위의 주사를 행하므로, 프레임 메모리(53)로부터는 실질적으로 동일한 화상 데이터가 2개 출력된다.
본 음극선관은 또, 상단용 화상 데이터에 대한 제어를 행하기 위한 DSP(digital signal processor) 회로(55-1), 프레임 메모리(56-1(56-1r, 56-1g, 56-1b)), DSP 회로(57-1), 프레임 메모리(58-1(58-1r, 58-1g, 58-1b)) 및 디지털/아날로그 신호(이하, "D/A"라고 함) 변환기(59-1(59-1r, 59-1g, 59-1b))를 구비하고 있다. 본 음극선관은 또한, 하단용 화상 데이터에 대한 제어를 행하기 위한 DSP 회로(55-2), 프레임 메모리(56-2(56-2r, 56-2g, 56-2b)), DSP 회로(57-2), 프레임 메모리(58-2(58-2r, 58-2g, 58-2b)) 및 D/A 변환기(59-2(59-2r, 59-2g, 59-2b))를 구비하고 있다.
여기에서, 주로 DSP 회로(55-1, 55-2)가 본 발명에서의 "제1 연산 수단"의 한 구체예에 대응하고, DSP 회로(57-1, 57-2)가 본 발명에서의 "제2 연산 수단"의한 구체예에 대응한다. 또, 주로 프레임 메모리(56-1, 56-2)가 본 발명에서의 "제1 화상 데이터 기억 수단"의 한 구체예에 대응하고, 프레임 메모리(58-1, 58-2)가 본 발명에서의 "제2 화상 데이터 기억 수단"의 한 구체예에 대응한다.
본 음극선관은 또, 화상의 표시 상태를 보정하기 위한 각 컬러마다의 보정용 데이터를 격납하는 보정용 데이터 메모리(60)와, 보정용 데이터 메모리(60)로부터의 보정용 데이터가 입력되는 동시에, 각 DSP 회로에 대하여 연산 방법의 지시 등을 행하는 컨트롤부(62)를 구비하고 있다. 본 음극선관은 또, 프레임 메모리(56-1, 56-2)에 대한 화상 데이터의 기입 어드레스 및 판독 어드레스를 생성하고, 프레임 메모리(56-1, 56-2)에 대한 화상 데이터의 기입 동작 및 판독 동작의 제어를 행하는 메모리 컨트롤러(63)와, 프레임 메모리(58-1, 58-2)에 대한 화상 데이터의 기입 어드레스 및 판독 어드레스를 생성하고, 프레임 메모리(58-1, 58-2)에 대한 화상 데이터의 기입 동작 및 판독 동작의 제어를 행하는 메모리 컨트롤러(65)를 구비하고 있다.
여기에서, 본 실시 형태에서는, 주로, A/D 변환기(52), 프레임 메모리(53, 56-1, 56-2, 58-1, 58-2), 메모리 컨트롤러(54, 63, 65), DSP 회로(55-1, 55-2, 57-1, 57-2), 및 컨트롤부(62)가 본 발명에서의 "위치 제어 수단"의 한 구체예에 대응한다.
보정용 데이터 메모리(60)는 상단 및 하단의 전자 빔군 쌍방에 대하여, 각 컬러마다의 메모리 영역을 가지며, 각 메모리 영역에 각 컬러마다의 보정용 데이터를 격납하도록 되어 있다. 보정용 데이터 메모리(60)에 격납되는 보정용 데이터는,예를 들면, 음극선관의 제조 시에 음극선관 초기 상태의 화상 왜곡 등을 보정하기 위해 작성되는 것이다. 이 보정용 데이터는 음극선관에 표시된 화상의 화상 왜곡량이나 미스컨버전스량 등을 측정함으로써 작성된다.
보정용 데이터를 작성하기 위한 장치는, 예를 들면, 음극선관에 표시된 화상을 촬상하는 촬상 장치(64)와, 이 촬상 장치(64)에 의해 촬상된 화상에 따라, 보정용 데이터를 작성하는 도시하지 않은 보정용 데이터 작성 수단을 구비하여 구성된다. 촬상 장치(64)는, 예를 들면, CCD(전하 결합 소자) 등의 촬상 소자를 포함하여 구성되어 있다. 촬상 장치(64)는 음극선관의 관면(14)에 표시된 표시 화면을 상단 및 하단의 전자 빔군 쌍방에 대하여, 각 컬러마다 촬상하고, 그 촬상 화면을 화상 데이터로 하여, 상단 및 하단의 전자 빔군 쌍방에 대하여, 각 컬러별로 출력하도록 되어 있다. 보정용 데이터 작성 수단은 마이크로-컴퓨터 등에 의해 구성되는 것이며, 촬상 장치(64)에 의해 촬상된 화상을 표시하는, 이산화된 2차원 화상 데이터에서의 각 화소의 적정한 표시 위치로부터의 이동량에 관한 데이트를 보정용 데이터로서 작성하도록 되어 있다. 그리고, 보정용 데이터를 작성하기 위한 장치 및 보정용 데이터를 사용한 화상용 보정 처리에 대해서는, 본 출원인이 먼저 출원한 발명(일본국 특원평 11(1999)-17572호)을 이용하는 것이 가능하다.
DSP 회로(55-1, 55-2, 57-1, 57-2)는 각각 1칩화된 범용(汎用)의 LSI(대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit)) 등으로 구성되는 것이다. 각 DSP 회로는 음극선관이 가지는 화상 왜곡이나 미스컨버전스 등을 보정하기 위해, 컨트롤부(62)의 지시에 따라, 입력된 화상 데이터에 대하여 각종 연산 처리를 행하도록되어 있다. 컨트롤부(62)는 보정용 데이터 메모리(60)에 격납된 보정용 데이터에 따라, 각 DSP 회로에 대하여 연산 방법의 지시를 행하도록 되어 있다.
DSP 회로(55-1)는 프레임 메모리(53)로부터 출력된 상단용 각 컬러마다의 화상 데이터에 대하여, 주로 가로 방향의 위치적인 보정 처리를 행하고, 그 보정 결과를 각 컬러마다 프레임 메모리(56-1)에 출력하도록 되어 있다. 한편, DSP 회로(57-1)는 프레임 메모리(56-1)에 격납된 각 컬러마다의 화상 데이터에 대하여, 주로 세로 방향의 위치적인 보정 처리를 행하고, 그 보정 결과를 각 컬러마다 프레임 메모리(58-1)에 출력하도록 되어 있다.
DSP 회로(55-2)는 프레임 메모리(53)로부터 출력된 하단용 각 컬러마다의 화상 데이터에 대하여, 주로 가로 방향의 위치적인 보정 처리를 행하고, 그 보정 결과를 각 컬러마다 프레임 메모리(56-2)에 출력하도록 되어 있다. 한편, DSP 회로(57-2)는 프레임 메모리(56-2)에 격납된 각 컬러마다의 화상 데이터에 대하여, 주로 세로 방향의 위치적인 보정 처리를 행하고, 그 보정 결과를 각 컬러마다 프레임 메모리(58-2)에 출력하도록 되어 있다.
D/A 변환기(59-1)는 프레임 메모리(58-1)로부터 출력된 상단의 전자 빔용 보정/연산 필(畢)의 화상 데이터를 각 컬러별로 아날로그 신호로 변환하고, 전자총(31)이 대응하는 캐소드군(K2)에 출력하도록 되어 있다. 한편, D/A 변환기(59-2)는 프레임 메모리(58-2)로부터 출력된 하단의 전자 빔용 보정/연산 필의 화상 데이터를 각 컬러별로 아날로그 신호로 변환하여, 전자총(31)이 대응하는 캐소드군(K1)에 출력하도록 되어 있다.
각 프레임 메모리(56-1, 56-2, 58-1, 58-2)는 각각 각 DSP 회로(55-1, 55-2, 57-1, 57-2)로부터 출력된 연산 후의 화상 데이터를 각 컬러마다 2차원적으로 프레임 단위로 격납하는 동시에, 격납한 화상 데이터를 각 컬러별로 출력하도록 되어 있다. 각 프레임 메모리는 고속으로 랜덤 액세스(random access)가 가능한 메모리이며, 예를 들면, SRAM(static RAM) 등이 사용된다. 그리고, 각 프레임 메모리를 고속으로 랜덤 액세스가 가능한 단일 메모리로 구성하면, 화상 데이터의 기입 동작과 판독 동작을 행할 때에, 프레임의 추월 동작이 발생하여 화상의 흐트러짐이 발생할 우려가 있다. 따라서, 각 프레임 메모리의 구성으로서는, 각각 2개의 메모리를 사용한 더블 버퍼 구성인 것이 바람직하다.
메모리 컨트롤러(63)는 프레임 메모리(56-1, 56-2)에 기억된 화상 데이터의 판독 어드레스를 기입 어드레스의 순서와는 상이한 순서로 생성 가능하게 되어 있다. 메모리 컨트롤러(65)도 동일하게, 프레임 메모리(58-1, 58-2)에 기억된 화상 데이터의 판독 어드레스를 기입 어드레스의 순서와는 상이한 순서로 생성 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이와 같이 판독 어드레스의 기입 어드레스의 순서를 따로따로 생성 가능하게 했으므로, 각 프레임 메모리(56-1, 56-2, 58-1, 58-2)에의 기입 시의 화상 데이터에 대하여, 예를 들면, 화상의 회전을 따르도록 하여 화상 데이터를 판독할 수 있도록 되어 있다. DSP 회로는, 일반적으로, 한 방향의 연산 처리를 행하는 데 적합하지만, 본 실시 형태에서는, 화상 데이터를 이 DSP 회로의 연산 특성에 적합한 화상 상태로 되도록 적당히 화상 변환하는 것이 가능하게 되어 있다.
다음에, 상기와 같은 구성의 음극선관 동작에 대하여 설명한다.
화상 신호(DIN)로서 1차원적으로 입력된 아날로그 콤포짓 신호는 콤포짓/RGB 변환기(51)(도 6)에 의해, R, G, B의 각 컬러마다의 화상 신호로 변환되는 동시에, A/D 변환기(52)에 의해, 각 컬러마다 디지털의 화상 신호로 변환된다. 그리고, 이 때, IP(interlace progressive) 변환을 행하면, 후처리가 용이하게 되므로 바람직하다. A/D 변환기(52)로부터 출력된 디지털 화상 신호는 메모리 컨트롤러(54)에서 생성된 기입 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sw1)에 따라, 각 컬러마다 프레임 단위로 프레임 메모리(53)에 격납된다. 프레임 메모리(53)에 격납된 프레임 단위의 화상 데이터는 메모리 컨트롤러(54)에서 생성된 판독 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sr1)에 따라 판독되고, DSP 회로(55-1, 55-2)에 대하여 상단용 및 하단용 화상 데이터로서 출력된다.
DSP 회로(55-1, 57-1)는 컨트롤부(62)의 지시에 따라, 프레임 메모리(53)로부터 출력된 상단용 화상 데이터에 대하여, 보정용 데이터 메모리(60)에 격납된 보정용 데이터에 따른 화상 보정의 연산 처리를 행한다. 연산 처리 후의 화상 데이터는 D/A 변환기(59-1)를 통해 아날로그 신호로 변환되고, 상단용 전자 빔군(1b)을 방사하는 캐소드군(K2)에 대하여, 캐소드 구동 전압으로서 주어진다.
한편, DSP 회로(55-2, 57-2)는 컨트롤부(62)의 지시에 따라, 프레임 메모리(53)로부터 출력된 하단용 화상 데이터에 대하여, 보정용 데이터 메모리(60)에 격납된 보정용 데이터에 따른 화상 보정의 연산 처리를 행한다. 연산 처리 후의화상 데이터는 D/A 변환기(59-2)를 통해 아날로그 신호롤 변환되고, 하단용 전자 빔군(1a)을 방사하는 캐소드군(K1)에 대하여, 캐소드 구동 전압으로서 주어진다.
캐소드군(K1, K2)을 구성하는 각 캐소드는 주어진 캐소드 구동 전압에 따른 양의 열전자를 방출한다. 상단측의 캐소드군(K1)으로부터 방사된 전자 빔군(1a(Ra, Ga, Ba))은 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 그리드 전극(G1~G5) 및 컨버전스 전극(33)에 의한 전자 렌즈 작용을 받고, 최종적으로는, 전자총(31)의 하단측으로부터 출사된다. 한편, 하단측의 캐소드군(K2)으로부터 방사된 전자 빔군(1b(Rb, Gb, Bb))은 그리드 전극(G1~G5) 및 컨버전스 전극(33)에 의한 전자 렌즈 작용을 받고, 최종적으로는, 전자총(31)의 상단측으로부터 출사된다.
전자총(31)으로부터 출사된 상단측의 전자 빔군(1b) 및 하단측의 전자 빔군(1a)은 각각 컬러 선별 기구(12)를 통과하여 형광면(11)에 조사된다. 이 때, 상단측의 전자 빔군(1b) 및 하단측의 전자 빔군(1a)은 편향 요크(21)의 전자적인 작용에 의해 동시에 편향되어, 형광면 상의 동일 위치의 주사를 동시에 행한다. 형광면(11)에는, 적용, 녹용 및 청용의 각 컬러에 대하여 상단과 하단에서 2개씩, 합계 3 ×2 = 6개의 전자 빔이 조사되어, 각각에 대하여 주사 화면이 형성된다. 각각의 주사 화면은 전체적으로 합성되고, 결과로서 단일 화면이 형성된다.
도 8은 본 음극선관에서, DSP 회로에 의한 화상의 보정 처리가 행해지지 않은 경우에서의 직사각형 화상의 표시예를 나타내고 있다. 도 8에서, 5Rb, 5Gb, 5Bb는 각각 상단측의 전자 빔(Rb, Gb, Bb)에 의해 형성된 표시 화상을 나타내고, 5Ra, 5Ga, 5Ba는 각각 하단측의 전자 빔(Ra, Ga, Ba)에 의해 형성된 표시 화상을 나타낸다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 각 전자 빔에 의한 표시 화상은 통상 각각 상이한 화상 왜곡이 발생하고 있다. 이 때, 상단측의 전자 빔군(1b(Rb, Gb, Bb))에 의해 형성된 상단측의 표시 화상(5b(5Rb, 5Gb, 5Bb))은 통상 직사각형으로부터 아래가 넓은 사다리꼴로 변형된다. 한편, 하단측의 전자 빔군(1a(Ra, Ga, Ba))에 의해 형성된 하단측의 표시 화상(5a(5Ra, 5Ga, 5Ba))은 통상 직사각형으로부터 위가 넓은 사다리꼴로 변형된다.
도 9 (A)~(F)는 본 음극선관에서, DSP 회로에 의한 화상의 보정 처리를 행한 경우의 직사각형상 화상의 표시예를 모식적으로 나타낸 것이다. 하단측의 표시 화상(5a)(도 9 (A))은 DSP 회로(55-2, 57-2)에 의한 화상의 보정 처리가 행해짐으로써, 도 9 (C)에 나타낸 것과 같이, 화상 왜곡이 보정되어, 각 컬러에 대하여 이상적인 형상의 직사각형 화상이 형성된다. 상단측의 표시 화상(5b)(도 9 (B))에 대해서도, 마찬가지로, DSP 회로(55-1, 57-1)에 의한 화상의 보정 처리가 행해짐으로써, 도 9 (D)에 나타낸 것과 같이, 화상 왜곡이 보정되어, 각 컬러에 대하여 이상적인 형상의 직사각형 화상이 형성된다. 이와 같이, 화상의 보정 처리가 행해진 상단측의 표시 화상(5b)과 하단측의 표시 화상(5a)을 동시에 표시하면, 도 9 (E), (F)에 나타낸 것과 같이, 모든 전자 빔에 의한 표시 화상이 완전히 일치되어, 적정하게 합성된다. 여기에서, 도 9 (E)는 상단측의 표시 화상(5b)과 하단측의 표시 화상(5a)과의 합성 화상을 가상적으로 경사지게 하여 본 상태를 나타내고 있다. 또, 도 9 (F)는 합성 화면을 정면으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 그리고, 도 9 (C)~도 9 (F)에서는, 각 전자 빔에 의한 표시 화상을 도시하기 쉽게 하기 위해, 각표시 화상의 위치가 서로 벗어난 상태로 그려져 있지만, 실제로는, 각 화상의 표시 위치는 일치하고 있다.
다음에, 본 음극선관에서의 특징 부분인 화상 데이터의 보정/연산 처리의 구체예를 설명한다. 그리고, 상단용 화상 데이터와 하단용 화상 데이터에 실시되는 보정/연산 처리는 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는, 주로 상단용 화상 데이터에 대하여 행해지는 연산 처리를 대표하여 설명한다.
먼저, 도 7 (A)~도 7 (E)를 참조하여, 도 6에 나타낸 처리 회로에서 행해지는 화상 데이터의 보정/연산 처리의 전체적인 흐름에 대하여 설명한다. 도 7 (A)는 프레임 메모리(53)로부터 판독되어 DSP 회로(55)에 입력되는 화상 데이터를 나타내고 있다. DSP 회로(55-1)에는, 예를 들면, 가로 640 화소 ×세로 480 화소의 화상 데이터가, 예를 들면, 도 1 (A)에 나타낸 화면의 주사 방향과 동일하게, 좌상의 화소를 시점으로 하여 우 방향(도면의 X1 방향)으로 차례로 입력된다. DSP 회로(55-1)는 입력된 화상 데이터에 대하여, 보정용 데이터 메모리(60)에 격납된 보정용 데이터에 따라, 가로 방향의 화상 왜곡 등을 보정하기 위한 보정/연산 처리를 행한다. 이 때, DSP 회로(55-1)에서, 화상을 가로 방향으로 확대하는 처리를 행하여도 된다. 그리고, 화소수를 확대하기 위해서는, 원화상에는 존재하지 않는 화소에 관한 데이터를 보간(補間)할 필요가 있다. 이 화소수의 변환을 행하는 방법에 대해서는, 예를 들면, 본 출원인이 먼저 출원한 특허 명세서(일본국 특개평 10(1998)-124656호 및 2000-333102호)에 기재되어 있는 것을 이용하는 것이 가능하다.
도 7 (B)는 DSP 회로(55-1)에 의해 화상의 보정 처리가 행해진 후에, 프레임메모리(56-1)에 기입되는 화상 데이터를 나타내고 있다. 프레임 메모리(56-1)에는, DSP회로(55-1)에서 연산 처리된 화상 데이터가 메모리 컨트롤러(63)에서 생성된 기입 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sw11)에 따라, 각 컬러마다 격납된다. 도 7 (B)의 예에서는, 화상 데이터가 좌상을 시점으로 하여 가로 방향(우 방향)으로 차례로 기입되고 있다. 프레임 메모리(56-1)에 격납된 화상 데이터는 메모리 컨트롤러(63)에서 생성된 판독 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sr11)에 따라, 각 컬러마다 판독되어 DSP 회로(57-1)에 입력된다. 여기에서, 본 실시 형태에서는, 메모리 컨트롤러(63)에서 생성된 프레임 메모리(56-1)에 대한 기입 어드레스의 순서와 판독 어드레스의 순서가 상이하다. 도 7 (B)의 예에서는, 화상 데이터가 우상을 시점으로 하여 세로 방향(하 방향)으로 차례로 판독되고 있다.
도 7 (C)는 프레임 메모리(56-1)로부터 판독되어 DSP 회로(57-1)에 입력되는 화상 데이터를 나타내고 있다. 전술한 것과 같이, 본 실시 형태에서는, 프레임 메모리(56-1)에 대한 판독 어드레스의 순서가 기입 어드레스에 대하여 역방향으로 되어 있기 때문에, DSP 회로(57-1)에 입력되는 화상은 도 7 (B)에서 나타낸 화상 상태에 대하여 전체가 반(反)시계 방향으로 90°회전하도록 화상 변환된다. 그리고, 화상 상태의 변환 방향은 도시한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 화상을 시계 방향으로 90°회전하도록 변환해도 된다.
DSP 회로(57-1)는 프레임 메모리(56-1)로부터 판독된 화상 데이터(도 7 (C))에 대하여, 보정용 데이터 메모리(60)에 격납된 보정용 데이터에 따라, 세로 방향의 화상 왜곡 등을 보정하기 위한 연산 처리를 행한다. 이 때, DSP 회로(57-1)에서, 화상을 세로 방향으로 확대하는 처리를 행하여도 된다. 그리고, DSP 회로(57-1)에 입력된 화상 데이터는 90°회전하게 되므로, DSP 회로(57-1) 상에서는 가로 방향(도면의 Xa 방향)으로 연산 처리가 행해지고 있다. 그러나, 원화상의 화상 상태를 기준으로 하면, 실제로는 세로 방향으로 연산 처리가 행해지고 있다.
도 7 (D)는 DSP 회로(57-1)에 의해 화상의 보정 처리가 행해진 후에, 프레임 메모리(58-1)에 기입되는 화상 데이터를 나타내고 있다. 프레임 메모리(58-1)에는, DSP 회로(57-1)에서 연산 처리된 화상 데이터가 메모리 컨트롤러(65)에서 생성된 기입 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sw12)에 따라, 각 컬러마다 격납된다. 도 7 (D)의 예에서는, 화상 데이터가 좌상을 시점으로 하여 가로 방향(도면의 Xa 방향)으로 차례로 기입되고 있다. 프레임 메모리(58-1)에 격납된 화상 데이터는 메모리 컨트롤러(65)에서 생성된 판독 어드레스를 나타내는 제어 신호(Sr12)에 따라, 각 컬러마다 판독되어 D/A 변환기(59-1)에 입력된다. 여기에서, 메모리 컨트롤러(65)에서 생성된 프레임 메모리(58-1)에 대한 기입 어드레스의 순서와 판독 어드레스의 순서가 상이하다. 도 7 (D)의 예에서는, 화상 데이터가 좌하를 시점으로 하여 상 방향으로 차례로 판독되고 있다. 이에 따라, D/A 변환기(59-1)에 입력되는 화상은 프레임 메모리(56-1)에서의 데이터 판독 시에 행해지는 화상의 변환 상태(도 7 (B), (C))와는 역방향으로 90°변환된 상태, 즉, 도 7 (D)에 나타낸 화상의 상태에 대하여 전체가 시계 방향으로 90°회전하도록 화상 변환된다.
이상과 같은 연산 처리를 거쳐 얻어진 화상 데이터(도 7 (E))에 따라, 상단측의 전자 빔에 의한 주사를 행함으로써, 상단측의 전자 빔에 의한 주사 화면에서는 화상 왜곡 등이 없는 적정한 화상 표시가 이루어진다. 동시에, 하단용의 화상 데이터에 대해서도 동일한 연산 처리를 행하여, 하단측의 전자 빔에 의한 주사를 행함으로써, 하단측의 전자 빔에 의한 주사 화면에서는 화상 왜곡 등이 없는 적정한 화상 표시가 이루어진다. 이에 따라, 상단측과 하단측의 전자 빔에 의한 주사 화면이 위치적으로 적정하게 합성되어 표시된다.
다음에, 도 10을 참조하여, 보정용 데이터 메모리(60)(도 6)에 격납되는 보정용 데이터의 개략을 설명한다. 보정용 데이터는, 예를 들면, 격자형으로 배치된 기준으로 되는 점에 대한 이동량으로 표시된다. 예를 들면, 도 10 (A)에 나타낸 격자점(i, j)을 기준점으로 하고, R색에 대한 X 방향의 이동량을 Fr(i, j), Y 방향의 이동량을 Gr(i, j), G색에 대한 X 방향의 이동량을 Fg(i, j), Y 방향의 이동량을 Gg(i, j), B색에 대한 X 방향의 이동량을 Fb(i, j), Y 방향의 이동량을 Gb(i, j)로 하면, 격자점(i, j)에 있던 각 컬러의 화소는 이들 각 이동량만큼 이동시킴으로써, 각각 도 10 (B)에 나타낸 것과 같이 된다. 도 10 (B)에 나타낸 각 화상을 맞추어, 도 10 (C)에 나타낸 것과 같은 화상이 얻어진다. 이와 같이 하여 얻어진 화상을 형광면(11) 상에 표시하면, 음극선관 자체가 가지는 화상 왜곡의 특성이나 지자기(地磁氣) 등의 영향에 의해, 결과적으로 미스컨버전스 등이 보정되고, 형광면(11) 상에서는, R, G, B의 화소가 동일점 상에 표시되게 된다. 도 6에 나타낸 처리 회로에서는, 예를 들면, DSP 회로(55-1, 55-2)에서, X 방향의 이동량에 따른 보정을 행하여, 예를 들면, DSP 회로(57-1, 57-2)에서, Y 방향의 이동량에 따른 보정을 행한다.
도 11 (A)~도 11 (C)는 도 6에 나타낸 처리 회로에서, 보정용 데이터를 사용한 보정/연산이 행해지지 않은 경우의 격자형 입력 화상의 변형 상태를 나타내고 있다. 보정/연산이 행해지지 않은 경우에는, 프레임 메모리(53) 상의 화상 (160)(도 11 (A))과 D/A 변환기(59-1)(또는 D/A 변환기(59-2))에 출력되는 화상(161)(도 11 (B))은 입력 화상과 동일 화상이다. 그 후, 음극선관 자체가 가지고 있는 특성에 의해 화상은 왜곡되어, 예를 들면, 도 11 (C)에서 나타낸 것과 같은 변형된 화상(162)이 관면(14)에 표시된다. 그리고, 도 11 (C)에서, 점선으로 나타낸 화상은 본래 표시되어야 할 화상에 상당한다. 이와 같이 화상이 표시되는 과정에서, R, G, B 각 컬러의 화상이 모두 동일 변형을 하는 현상이 화상 왜곡이며, 각 컬러에서 상이한 변형이 일어나는 경우에는 미스컨버전스로 된다. 여기에서, 도 11 (C)와 같은 화상의 왜곡을 보정하는 데에는, 음극 선관에 화상 신호를 입력하기 전의 단계에서 음극선관이 갖고 있는 특성과는 역방향의 변형을 실시해 주면 된다.
도 12 (A)~도 12 (C)는 도 6에 나타낸 처리 회로에서 보정/연산을 행한 경우에서의 격자형 입력 화상의 변화를 나타내고 있다. 보정/연산을 행한 경우에도, 프레임 메모리(53) 상의 화상(160)(도 12 (A))은 입력 화상과 동일 형상이다. 프레임 메모리(53)에 격납된 화상은 각 DSP 회로(55-1, 57-1)에 의해, 보정용 데이터에 따라, 입력 화상에 대하여 음극선관에서 받은 화상의 변형(음극선관이 갖고 있는 특성에 의한 변형, 도 11 (C) 참조)과는 역방향으로 변형되는 것과 같은 보정/연산이 행해진다. 도 12 (B)에 이 연산 후의 화상(163)을 나타냈다. 도 12 (B)에서는, 점선으로 나타낸 화상은 프레임 메모리(53) 상의 화상(160)이며, 보정/연산이 행해지기 전의 화상 데이터에 상당한다. 이와 같이, 음극선관이 갖고 있는 특성과는 역방향의 변형이 실시된 화상(163)의 신호는 음극선관이 갖고 있는 특성에 의해, 더욱 왜곡됨으로써, 결과적으로 입력 화상과 동일한 형상으로 되어 이상적인 화상(164)(도 12 (C))이 관면(14)에 표시된다. 그리고, 도 12 (C)에서, 점선으로 나타낸 화상은 도 12 (B)에 나타낸 화상(163)에 상당한다.
다음에, DSP 회로(55-1, 57-1)(DSP 회로(55-2, 57-2))에서 행하는 보정/연산 처리에 대하여, 상세히 설명한다. 그리고, 보정/연산은 R, G, B의 각 컬러마다 각각 행해지는 것이지만, 연산에 사용하는 보정용 데이터가 상이할 뿐이며 그 연산 방법은 각 컬러에서 동일하다. 따라서, 이하에서는, R색의 보정/연산을 상세히 설명하고, G색 및 B색에 대한 설명은 언급해야 할 예외가 없는 한 생략한다. 또, 이하에서는, 설명을 쉽게 하기 위해, 화상의 보정을 세로 방향과 가로 방향에 대하여 동시에 통합하여 설명하는 경우가 있지만, 전술한 것과 같이, 본 음극선관에서는, 화상의 보정은 세로 방향과 가로 방향으로 따로따로 행해진다.
먼저, 도 13을 참조하여, DSP 회로(55-1, 57-1)에서 행하는 보정/연산 처리의 제1 방법에 대하여 설명한다. 도 13에서, 부호 (170)으로 나타낸 각 화소가 XY 좌표의 정수(整數) 위치 상에 격자형으로 배열되어 있다. 도 13은 1화소에만 주목한 경우의 연산예를 나타낸 것이며, DSP 회로(55-1, 57-1)에 의한 보정/연산 전에 좌표(1, 1)에 있던 화소의 화소값인 R 신호의 값(이하, "R값"이라고 함)(Hd)이 연산 후에 좌표(3, 4)로 이동하고 있는 모양을 표시하고 있다. 도 13에서, 점선으로 나타낸 부분이 보정/연산 전의 R값(화소값)을 나타내고 있다. 여기에서, 이 R값의이동량을 벡터(vector)(Fd, Gd)로 표시한다고 하면, (Fd, Gd) = (2, 3)이라고 하는 것이 된다. 이것을 연산 후의 화소로부터 보면, 그 화소가 좌표(Xd, Yd)일 때, 좌표(Xd - Fd, Yd - Gd)의 R값(Hd)을 복사하고 있다는 해석도 할 수 있다. 이와 같이 복사하는 조작을 연산 후의 각 화소에 대하여 모두 행하면, 표시 화상으로서 출력되어야 할 화상이 완성된다. 따라서, 보정용 데이터 메모리(60)에 격납되는 보정용 데이터는 연산 후의 각 화소에 대응한 이동량(Fd, Gd)이면 된다.
여기에서, 이상 설명한 화소값의 이동 관계를 음극선관에서의 화면 주사에 대응시켜 설명한다. 통상 음극선관에서는, 수평 방향에 대해서는, 화면의 좌로부터 우 방향(도 13에서의 X 방향)으로 전자 빔(1)에 의한 주사를 행하고, 수직 방향에 대해서는, 화면의 상으로부터 하 방향(도 13에서의 -Y 방향)으로 주사를 행한다. 따라서, 도 13에 나타낸 것과 같은 화소의 배열이면, 원래의 영상 신호에 따른 주사를 행한 경우에는, 좌표(1, 1)의 화소 주사가 좌표(3, 4)의 화소 주사보다 "나중"에 행해지게 된다. 그러나, DSP 회로(55-1, 57-1)에 의한 보정/연산 처리를 행한 후의 영상 신호에 따른 주사를 행한 경우에는, 원래의 영상 신호에서의 좌표(1, 1)의 화소 주사가 원래의 영상 신호에서의 좌표(3, 4)의 화소 주사보다 "먼저" 행해지게 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는 2차원적인 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 보정용 데이터에 따라 재배열하여, 결과적으로, 원래의 1차원적인 영상 신호를 화소 단위로 시간적 또한 공간적으로 변화시키는 보정/연산 처리가 행해진다.
그런데, 전술한 보정/연산에 사용하는 이동량(Fd, Gd)의 값을 정수값에 한정하는 경우에는, 전술한 것과 같은 화소값의 이동이라고 하는 단순한 조작을 보정/연산으로서 실시하는 것만으로 된다. 그러나, 정수값이라고 하는 한정 아래 연산을 행하여 보정한 화상은 직선의 화상이 들쭉날쭉한 모양으로 되는 이른바 재기(jaggy)가 발생하거나, 문자 화상의 굵기가 불균일하게 되어 부자연스럽게 보인다고 하는 것과 같은 문제점이 발생하는 경우가 많다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 이동량(Fd, Gd)의 값을 실수(實數)까지 확장하여 가공(架空) 화소에서의 R값을 추정한 다음 사용하는 방법이 고려된다.
다음에, 도 14를 참조하여 보정/연산의 제2 방법에 대하여 설명한다. 이것은 이동량(Fd, Gd)이 실수라고 했을 때의 보정/연산 방법이다. 도 14는 좌표(Xd, Yd)에서의 보정용 데이터, 즉, 이동량(Fd, Gd)이 각각 실수로 주어졌을 때, 연산 후의 화소의 R값(Hd)을 구하는 모양을 나타낸 것이다. 연산 전의 참조해야 할 화소의 좌표(Ud, Vd)는 이하의 수학식 1에 의해 표현된다.
(Ud, Vd) = (Xd - Fd, Yd - Gd)
여기에서, (Fd, Gd) = (1.5, 2.2)이라고 하면, 화소는 정수의 좌표 위치에만 있으므로, 좌표(Ud, Vd)에서의 화소는 존재하지 않는다. 그래서, 제2 방법에서는, 좌표(Ud, Vd)에서의 화소의 R값을 좌표(Ud, Vd) 근방의 4개의 화소로부터 선형 보간(線形補間)으로 추정하여 연산을 행한다. 도 14에서는, 점선으로 나타낸 부분이 이 4개의 화소를 나타내고 있다. 여기에서, 좌표값(Ud, Vd)의 각각의 소수부를 각각 절하(切下)하여 얻어진 정수를 각각 값 U0, V0로 하고, U1 = U0 + 1, V1 = V0 +1로 하면, 좌표(U0, V0), (U1, V0), (U0, V1), (U1, V1)에서의 화소가 좌표(Ud, Vd) 근방의 4화소라고 하는 것이 된다. 여기에서, 좌표(U0, V0), (U1, V0), (U0, V1), (U1, V1)에서의 각각이 화소의 R값을 차례로 H00, H10, H01, H11로 하면, 구해야 할 좌표(Ud, Vd)에서의 화소의 R값(Hd)은 이하의 수학식 2로 표현된다.
Hd = (U1, Ud) ×(V1 - Vd) ×H00 +
(Ud, U0) ×(V1 - Vd) ×H10 +
(U1, Ud) ×(Vd - V0) ×H01 +
(Ud, U0) ×(Vd - V0) ×H11
여기까지 설명한 제2 보정 방법에 대하여 상세히 고찰하면, 이동량(Fd, Gd)의 각 값의 정수부에 의해, R값의 추정에 사용되는 화소값(H00, H10, H01, H11)이 선택 결정되어 있다. 또, 소수부에 의해, 수학식 2에서 각 화소값에 걸려있는 계수(예를 들면, H00의 계수는 (U1 - Ud) ×(V1 - Vd)가 결정되어 있다.
그리고, 전술한 예에서는, 좌표(Ud, Vd)에서의 화소의 R값을 근방의 4점에서의 화소값으로부터의 선형 보간이라고 하는 방법에 의해 추정했지만, 이 추정 방법은 이것에 한정되는 것이 아니라, 그 밖의 연산 방법을 사용하여 행하여도 괜찮다. 또, 상기에서는, 보정용 데이터를 연산 전의 화소값을 참조하기 위한 상대적인 좌표의 차로 해석하고, 가공의 좌표(Ud, Vd)에서의 화소값(Hd)을 추정한 다음 보정 후의 좌표(Xd, Yd)로 이동을 실행하는 예에 대하여 나타냈다. 그러나, 거꾸로, 보정용 데이터를 연산 전의 화소값(Hd)이 이동하는 양이라고 해석하고, 이동량(Fd, Gd)에 의한 이동을 실행한 후에 연산 후의 화소값(Hd)을, 그 이동 후의 좌표 위치의 근방 4점에서의 화소값으로 할당하는 계산 방법도 고려된다.
그런데, 보정용 데이터로서의 이동량(Fd, Gd)은 각 화소의 RGB 3색에 대하여 따로따로 정의된다. 따라서, 전 화소분에 대하여 보정용 데이터를 설정하면, 그 총 데이터량은 무시할 수 없을 만큼 큰 것으로 되어, 보정용 데이터를 격납하기 위한 대용량의 메모리가 필요하게 되므로 장치의 코스트 업의 요인이 된다. 또, 촬상 장치(64)를 포함하는 도시하지 않은 보정용 데이터 작성 장치측에서, 음극선관의 화상 왜곡량이나 미스컨버전스량을 전 화소에 대하여 측정하고, 그 보정용 데이터를 계산하여 음극선관측에 주는 데 걸리는 작업 시간도 상당히 길어져 버린다. 한편, 음극선관의 화상 왜곡량이나 미스컨버전스량은 서로 거리가 가까운 장소에 위치하는 화소에서는 화소 간에 그다지 큰 변동은 없다. 그래서, 그것을 이용하여 전 화면 영역을 몇개의 영역으로 분할하고, 각 분할 영역의 대표적인 화소에만 보정용 데이터를 주고, 그 이외의 화소에서의 보정용 데이터는 대표적인 화소의 보정용 데이터로부터 추정한다고 하는 방법이 고려된다. 이 방법은 보정용 데이터의 총량을 삭감하는 동시에, 작업 시간을 단축하는 데 유효하다.
다음에, 보정/연산의 제3 방법으로서, 이 대표적인 화소에만 보정용 데이터를 주어 보정/연산을 행하는 방법에 대하여 설명한다. 그리고, 분할 영역 내의 화소 이동은 대표적인 화소의 이동량에 의해 결정되므로, 이하에서는, 이들 대표적인 화소가 있는 장소를 "제어점"이라고 하기로 한다.
도 15는 보정/연산의 제3 방법에 사용되는 보정용 기준 화상의 일례를 나타내고 있다. 도 15에서는, 예를 들면, 가로 640화소 ×세로 480화소를 가로 8블록,세로 6블록으로 분할한 2차원 격자형의 화상예를 나타내고 있다. 전술한 제어점은, 예를 들면, 이와 같은 화상에서의 각 격자점에 설정된다. 텔레비전 화상 등의 경우에는, 음극선관의 관면(14)에 실제로 표시되는 화면 사이즈보다 큰 사이즈의 화상 정보가 공급되어 있어, 오버스캔(over-scan)이라고 하는 영역이 존재한다. 이 때문에, 도시한 것과 같이, 통상, DSP 회로 상의 화상 영역(90)은 오버스캔의 영역을 고려하여, 음극선관의 유효 화면 영역(91)보다 크게 설정되어 있다. DSP 회로 상에서는, 다수의 제어점(92)은 인접하는 분할 영역의 제어점도 겸하도록 설정되어 있다. 도 15의 예에서는, 제어점(92)의 전수(全數)는 가로 7 ×세로 5 = 35개뿐이다.이와 같이, 대표적인 제어점(92)을 보정용 데이터로서 주는 방법에 의하면, 전 화소에 대하여 보정용 데이터를 주는 방법보다 보정용 데이터의 데이터량이 대폭 삭감되어, 보정용 데이터 메모리(60)의 용량을 작게 할 수 있다. 또, 용량뿐만 아니라, 동시에 화상의 보정에 걸리는 작업 시간도 대폭 삭감된다.
그리고, 제어점에 대해서는, 도시한 것과 같이 반드시 격자형으로 설정할 필요는 없고, 격자형 이외의 다른 임의의 위치에 설정하도록 해도 된다.
다음에, 도 16 및 도 17을 참조하여, 도 15에 나타낸 것과 같이, 제어점이 격자형으로 설정되어 있을 때에, 각 분할 영역 내의 임의의 화소에서의 이동량을 구하는 방법을 설명한다. 도 16은 이동량을 내삽보간(內揷補間)에 의해 구하는 방법을 설명하기 위한 것이며, 도 17은 이동량을 외삽보간(外揷補間)에 의해 구하는 방법을 설명하기 위한 것이다. 여기에서, 내삽 보간(內揷補間)이란 복수의 제어점 내부에 위치하는 임의의 화소에서의 이동량을 보간하는 방법을 말하며, 외삽 보간(外揷補間)이란 복수의 제어점 외부에 위치하는 임의의 화소에서의 이동량을 보간하는 방법을 말한다. 그리고, 모든 화소에 대하여, 외삽 보간에 의해 구하는 것도 가능하지만, 외삽 보간은 화면의 주위 영역(도 15에 나타낸 해칭(hatching) 영역)의 화소에 대하여 구하는 경우에만 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 일반적으로는, 전 화상 영역의 외측 프레임을 포함하는 화면 주위의 분할 영역에서는 외삽 보간을, 그 이외에서는 내삽 보간을 사용하게 되지만, 어느쪽 보간의 경우에도 실질적으로 동일 연산 방법으로 표현할 수 있다. 이들의 도면에서, 4개 제어점의 좌표를 (X0, Y0), (X1, Y0), (X0, Y1), (X1, Y1)로 하고, 각각의 보정용 데이터에 상당하는 이동량이 (F00, G00), (F10, G10), (F01, G01), (F11, G11)이었다고 한다. 이 때, 임의의 좌표(Xd, Yd)의 화소에서의 이동량(Fd, Gd)은 다음의 수학식 3, 4에 의해 구할 수 있다. 이들의 연산식은 내삽 보간 및 외삽 보간에 공통으로 사용할 수 있다.
Fd = {(X1 - Xd) ×(Y1 - Yd) ×F00 +
(Xd - X0) ×(Y1 - Yd) ×F10 +
(X1 - Xd) ×(Yd - Y0) ×F01 +
(Xd - X0) ×(Yd - Y0) ×F11} / {(X1 - X0) ×(Y1 - Y0)}
Gd = {(X1 - Xd) ×(Y1 - Yd) ×G00 +
(Xd - X0) ×(Y1 - Yd) ×G10 +
(X1 - Xd) ×(Yd - Y0) ×G01 +
(Xd - X0) ×(Yd - Y0) ×G11} / {(X1 - X0) ×(Y1 - Y0)}
그리고, 이들 수학식 3, 4에서 나타낸 연산도 역시 선형 보간에 의한 추정 방식이지만, 추정 방법은 선형 보간에 한정되지 않고, 그 밖의 연산 방법을 사용하여 행하여도 괜찮다.
이상 설명한 것과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 1차원적으로 입력된 영상 신호를 이산화된 2차원의 화상 데이터로 변환하여, 화상 표시를 행하였을 때에, 각 전자 빔에 의해 형성되는 복수의 주사 화면이 모두 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록, 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 각 캐소드마다 시간적 또한 공간적으로 변화시켜 보정한 후, 그 보정 후의 화상 데이터를 재차 표시용의 영상 신호로 변환하여 출력하는 제어를 행하도록 했으므로, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)과의 각 전자 빔에 의해 형성되는 모든 주사 화면을 모두 위치적으로 적정하게 보정하여, 합성시킬 수 있다. 이 때, 화상 데이터의 보정을 각 전자 빔용 데이터에 대하여 모두 독립하여 행하는 동시에, 화소의 배열 상태를 세로 방향과 가로 방향의 양 방향으로 보정하도록 했으므로, 각 주사 화면을 화소 단위로 임의의 방향으로 보정할 수 있어, 편향 요크 등에 의해 전자적으로 화상을 조정하는 방법보다 화상 왜곡이나 미스컨버전스를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 형태에 의하면, 멀티빔 전자총을 사용한 화상 표시를 양호하게 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 의하면, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로 동시에 형광면 상의 동일 위치의 주사를 행하고, 전체로서 1프레임(비월 주사의 경우에는, 1필드)의 화면을 형성하도록 했으므로, 각 컬러에 대하여 1개의 전자 빔에 의해 주사를 행하는 종래의 음극선관과 비교하여, 휘도의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 종래의 전자총을 사용하여 휘도의 향상을 도모하려고 하면, 1개의 캐소드로부터 방출되는 전자 빔의 양이 많아져 포커스의 열화가 발생할 우려가 있지만, 본 실시 형태에 의하면, 1개의 캐소드로부터 방출되는 전자 빔의 양을 적게 할 수 있으므로, 포커스를 열화시키지 않고, 휘도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 종래의 음극선관과 비교하여, 1개의 캐소드에 가하는 전압을 낮게 억제할 수 있으므로, 저소비 전력화를 도모하는 것도 가능하게 된다.
[제2 실시 형태]
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 상기 제1 실시 형태에서의 구성 요소와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 적당히 설명을 생략한다.
상기 제1 실시 형태에서는, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로, 동시에 형광면 상의 동일 위치의 화면 주사가 행해지도록 했지만, 본 실시 형태는 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로 각각 상이한 위치의 화면 주사를 행하여, 전체로서 1프레임 또는 1필드의 화상이 표시되도록 한 것이다.
도 18 (A)~도 18 (J)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 음극선관에서의 화면 주사의 개략을 화상의 보정 처리와 관련시켜 모식적으로 나타낸 것이다. 그리고, 이하에서는, 주로 순차 주사 방식에 의해 화상을 표시하는 경우에 대하여 설명한다.
본 음극선관에서는, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로, 각각 상이한 위치의 주사를 1수평 주사 단위로 교대로 행하고, 전체로서 순차 주사가 행해지도록 하고 있다. 이 때, 1프레임의 화면 주사(도 18 (A))는, 예를 들면, 상단의 전자 빔군(1b)에 의한 홀수 필드의 화면 주사(도 18 (B))와, 하단의 전자 빔군(1a)에 의한 짝수 필드의 화면 주사(도 18 (C))로 나누어 행해진다. 다만, 비월 주사 방식과는 달리, 홀수 필드의 주사와 짝수 필드의 주사를 2회의 수직 주사로 나누어 행하는 것이 아니라, 전체로서 1회의 수직 주사로 행한다. 시간적으로는, 맨처음 상단의 전자 빔군(1b)에 의해, 홀수 필드의 첫번째 수평 주사가 행해지고, 다음에, 하단의 전자 빔군(1a)에 의해, 짝수 필드의 첫번째 수평 주사가 행해진다. 이하, 차례로 상단의 전자 빔군(1b)에 의해, 홀수 필드의 i번째(i는 정수(interger)) 수평 주사가 행해진 후, 하단의 전자 빔군(1a)에 의해, 짝수 필드의 i번째(i는 정수) 수평 주사가 행해진다. 이와 같이 하여, 각 필드의 주사가 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)에 의해 교대로 행해진다.
본 음극선관에서의 화상의 보정 처리는 제1 실시 형태와 동일한 방법으로 행해진다. 즉, 상단용 화상 데이터에 대한 제어는 DSP 회로(55-1), 프레임 메모리(56-1), DSP 회로(57-1), 프레임 메모리(58-1) 및 D/A 변환기(59-1)에 의해 행해진다. 하단용 화상 데이터에 대한 제어는 DSP 회로(55-2), 프레임 메모리(56-2), DSP 회로(57-2), 프레임 메모리(58-2) 및 D/A 변환기(59-2)에 의해 행해진다. 이 때, 프레임 메모리(53)는 1프레임의 화상 데이터를 홀수 필드의 데이터와 짝수 필드의 데이터로 분할하고, 홀수 필드의 데이터를 상단용 화상 데이터로서 DSP 회로(55-1)에 출력한다. 또, 프레임 메모리(53)는 짝수 필드의 데이터를 하단용 화상 데이터로서 DSP 회로(55-2)에 출력한다.
도 18 (D)는 화상의 보정 처리가 행해지지 않은 경우에 상단의 전자 빔군(1b)에 의해 형성되는 관면 상의 표시 화상의 일례를 나타내고 있다. 한편, 도 18 (E)은 화상의 보정 처리가 행해지지 않은 경우에 하단의 전자 빔군(1a)에 의해 형성되는 관면 상의 표시 화상의 일례를 나타내고 있다. 화상의 보정 처리를 행하지 않은 경우에는, 직사각형상의 화상이 음극선관의 특성에 의해, 예를 들면, 도 18 (D), (E)에 나타낸 표시 화상(81b, 81a)과 같이 일그러진 상태로 표시된다.
DSP 회로(55-1, 57-1)는 도 18 (D)에 나타낸 표시 화상(81b)의 왜곡과는 역방향으로 변형되는 화상의 보정 처리를 상단용 화상 데이터에 대하여 행한다. 도 18 (F)에 나타낸 화상(82b)은 DSP 회로(55-1, 57-1)에 의해, 보정 처리가 행해진 후의 화상 데이터의 상태를 표시한다. 도 18 (F)에서, 점선으로 나타낸 화상(80b)은 보정/연산이 행해지기 전의 화상 데이터의 상태를 표시한다. 화상의 보정 처리가 행해진 화상 데이터에 따른 주사를 상단의 전자 빔군(1b)에 의해 행함으로써, 결과적으로 이상적인 형상의 화상(83b)(도 18 (H))이 관면(14)에 표시된다.
한편, DSP 회로(55-2, 57-2)는 도 18 (E)에 나타낸 표시 화상(81a)의 왜곡과는 역방향으로 변형되는 화상의 보정 처리를 하단용 화상 데이터에 대하여 행한다. 도 18 (G)에 나타낸 화상(82a)은 DSP 회로(55-2, 57-2)에 의해, 보정 처리가 행해진 후의 화상 데이터의 상태를 표시한다. 도 18 (G)에서, 점선으로 나타낸 화상(80a)은 보정/연산이 행해지기 전의 화상 데이터의 상태를 표시한다. 화상의보정 처리가 행해진 화상 데이터에 따른 주사를 하단의 전자 빔군(1a)에 의해 행함으로써, 결과적으로 이상적인 형상의 화상(83a)(도 18 (I))이 관면(14)에 표시된다.
이상과 같이 하여 위치적으로 적정하게 보정된 상단의 전자 빔군(1b)에 의한 주사 화면과 하단의 전자 빔군(1a)에 의한 주사 화면을 합성하면, 그 합성 화상(83)은 위치적으로 적정하게 합성되어 표시된다.
그리고, 이상에서는, 순차 주사 방식에 의해 화상을 표시하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태는 비월 주사 방식에 의해 화상을 표시하는 경우에도 적용된다. 비월 주사의 경우에도, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)으로 각각 상이한 위치의 주사를 1수평 주사 단위로 교대로 행한다. 이 때, 예를 들면, 1필드의 화상을 다시 2분할하고, 각 전자 빔군에 의해, 1/2 필드의 주사가 행해지도록 한다. 1/2 필드의 주사는 2회의 수직 주사로 나누어 행하는 것이 아니라, 전체로서 1회의 수직 주사로 행한다.
이상 설명한 것과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 상단의 전자 빔군(1b)과 하단의 전자 빔군(1a)에 의해, 동일 프레임(순차 주사의 경우) 또는 동일 필드(비월 주사의 경우) 내에서 각각 상이한 위치의 화면 주사를 행하고, 전체로서 1프레임 또는 1필드의 화상을 합성 표시하도록 했으므로, 종래와 비교하여 반분의 주사 주파수로 순차 주사 방식 또는 비월 주사 방식의 화상 표시를 행할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되지 않고 여러가지의 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 상기 각 실시 형태에서는, 컬러 표시 가능한 음극선관에 대하여 설명했지만, 본 발명은 모노크롬 표시를 행하는 음극선관에도 적용하는 것이 가능하다. 또, 상기 실시 형태에서는, 각 컬러마다 2개의 캐소드를 가지며, 합계 6개의 캐소드를 가진 전자총에 대하여 설명했지만, 본 발명은 각 컬러별로 3개 이상의 캐소드를 가진 전자총에 대해서도 적용하는 것이 가능하다. 또, 상기 각 실시 형태에서는, 전자총의 구조로서 복수의 캐소드군이 상하 방향으로 병렬하여 형성되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 복수의 캐소드군이 다른 방향(예를 들면, 수평 방향)으로 병렬하여 형성되어 있는 구조의 전자총을 사용하는 경우에도 적용 가능하다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 영상 신호(DIN)로서 NTSC 방식의 아날로그 콤포짓 신호를 사용하는 예에 대하여 설명했지만, 영상 신호(DIN)는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 영상 신호(DIN)로서, RGB 아날로그 신호를 사용해도 된다. 이 경우에는, 콤포짓/RGB 변환기(51)(도 6)를 통하지 않고 RGB 신호가 얻어진다. 또, 영상 신호(DIN)로서, 디지털 텔레비전으로 사용되는 디지털 신호를 입력하도록 해도 된다. 이 경우에는, A/D 변환기(52)(도 6)를 통하지 않고 직접 디지털 신호를 얻을 수 있다. 그리고, 어느 영상 신호를 사용한 경우에도, 도 6에 나타낸 회로예에서, 프레임 메모리(53) 이후의 회로는 거의 동일한 회로 구성으로 괜찮다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 상단, 하단의 전자 빔군에 의해 동일 또는 상이한 위치의 주사를 행하여, 각 전자 빔군으로 동일 프레임(또는 동일 필드)의 화면 주사를 행하도록 했지만, 1프레임(비월 주사의 경우에는, 1필드)마다 교대로 상이한 캐소드군으로부터 전자 빔을 방사하고, 1프레임(또는, 1필드)마다 상이한 전자 빔군에 의해 화면 주사를 행하도록 해도 된다.
또, 상기 각 실시 형태에서는, 도 1 (A)에 나타낸 것과 같이, 전자 빔에 의한 라인 주사를 수평 방향으로 행하고, 필드 주사를 상으로부터 하로 행하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 도 19에 나타낸 것과 같이, 전자 빔에 의한 라인 주사를 상으로부터 하로 향해 행하고, 필드 주사를 수평 방향으로 행하는, 이른바 세로 주사 방식의 음극선관에도 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 전자총의 구조 상, 복수의 캐소드군이 수평 방향으로 병렬하여 형성되어 있는 구조인 것이 바람직하다.
이상의 설명에 따라, 본 발명의 여러가지의 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 다음의 특허 청구의 범위 내에서 전술한 상세한 설명에서의 양상 이외의 양상으로 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.
이상 설명한 것과 같이, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항 기재의 음극선관 또는 청구항 8 기재의 화상 제어 장치에 의하면, 1차원적으로 입력된 영상 신호를 이상화된 2차원의 화상 데이터로 변환하고, 화상 표시부에 화상 표시를 행하였을 때에, 복수의 주사 화면이 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 보정용 데이터 기억 수단에 기억된 보정용 데이터에 따라, 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 각 캐소드마다 시간적 또한 공간적으로 변화시켜 보정한 후, 그 보정 후의 화상 데이터를 재차 표시용 영상 신호로 변환하여 출력하는 제어를 행하도록 했으므로, 멀티빔 전자총을 사용한 화상 표시를 양호하게 행할 수 있다고 하는 효과가 있다.
특히, 청구항 2 기재의 음극선관에 의하면, 복수의 캐소드군으로부터 방사된 복수의 전자 빔군에 의해, 동시에 동일 위치의 화면 주사를 행하도록 했으므로, 종래의 음극선관과 비교하여 휘도의 향상을 도모할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또, 1개의 캐소드에 가하는 전압을 낮게 억제할 수 있으므로, 저소비 전략화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또, 특히, 청구항 3 기재의 음극선관에 의하면, 복수의 캐소드군으로부터 방사된 복수의 전자 빔군에 의해, 동일 프레임 또는 동일 필드 내에서, 각각 상이한 위치의 화면 주사를 행하여, 전체로서 1프레임 또는 1필드의 화상을 합성 표시하도록 했으므로, 각 전자 빔의 주사 주파수를 낮게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 컬러용 캐소드를 포함하는 캐소드군(群)을 복수 가지고, 상기 각 캐소드로부터 영상 신호에 따른 전자 빔을 방사(放射)하는 전자총;
    상기 전자총의 각 캐소드로부터 방사된 복수의 전자 빔에 의해 복수의 주사(走査) 화면이 형성되고, 상기 복수의 주사 화면이 전체적으로 합성됨으로써 단일 화면이 형성되는 화상 표시부;
    상기 화상 표시부에 표시된 화상에 따라 얻어진, 화상의 표시 상태를 보정하기 위한 보정용 데이터를 기억하는 기억 수단;
    1차원적으로 입력된 영상 신호를 이산화(離散化)된 2차원의 화상 데이터로 변환하는 변환 수단; 및
    상기 화상 표시부에 화상 표시를 행하였을 때, 상기 복수의 주사 화면이 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 상기 기억 수단에 기억된 보정용 데이터에 따라, 상기 변환 수단에 의해 변환된 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 각 캐소드마다 시간적 및 공간적으로 변화시켜 보정하고, 상기 보정된 화상 데이터를 재차 표시용의 영상 신호로 변환한 후 출력하는 제어를 행하는 위치 제어 수단
    을 포함하는 음극선관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 캐소드군으로부터 방사된 복수의 전자 빔군에 의해, 동시에 동일 위치의 화면 주사를 행하여 전체로서 1프레임 또는 1필드의 화상이 표시되는 음극선관.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 캐소드군으로부터 방사된 복수의 전자 빔군에 의해, 동일 프레임 또는 동일 필드 내에서 각각 상이한 위치의 화면 주사를 행하여, 전체로서 1프레임 또는 1필드의 화상이 합성 표시되는 음극선관.
  4. 제1항에 있어서,
    1프레임 또는 1필드마다 상이한 전자 빔군에 의해 교대로 화면 주사가 행해지는 음극선관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전자총에는 적(赤)용, 녹(綠)용 및 청(靑)용의 3개 컬러용 캐소드를 포함하여 형성된 캐소드군이 상하 또는 수평 방향으로 2개 병렬하여 형성되어 있는 음극 선관.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어 수단은,
    상기 보정용 데이터에 따라 상기 복수의 주사 화면이 가로 방향에서 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 상기 화상 데이터에서의 화소의 배열을 가로 방향으로 보정하는 연산을 행하는 제1 연산 수단; 및
    상기 보정용 데이터에 따라 상기 복수의 주사 화면이 세로 방향에서 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 상기 화상 데이터에서의 화소의 배열을 세로 방향으로 보정하는 연산을 행하는 제2 연산 수단
    을 포함하는 음극선관.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위치 제어 수단은,
    상기 제1 연산 수단으로부터 출력된 화상 데이터를 가로 방향으로 차례로 기억하고, 기억된 화상 데이터를 세로 방향으로 판독하여, 화상 데이터를 90°변환한 상태에서 상기 제2 연산 수단으로 출력하는 제1 화상 데이터 기억 수단; 및
    상기 제2 연산 수단으로부터 출력된 화상 데이터를 기억하고, 상기 화상 데이터를 상기 제1 화상 데이터 기억 수단에서의 화상의 변환과는 역방향으로 90°변환한 상태에서 출력하는 제2 화상 데이터 기억 수단
    을 포함하는 음극선관.
  8. 적어도 하나의 컬러용 캐소드를 포함하는 캐소드군을 복수 가지고, 상기 각 캐소드로부터 영상 신호에 따른 전자 빔을 방사하는 전자총과, 상기 전자총의 각캐소드로부터 방사된 복수의 전자 빔에 의해 복수의 주사 화면이 형성되고, 상기 복수의 주사 화면이 전체적으로 합성됨으로써 단일 화면이 형성되는 화상 표시부를 구비하는 음극선관에서의 화상의 표시 제어를 행하는 화상 제어 장치로서,
    상기 화상 표시부에 표시된 화상에 따라 얻어진, 화상의 표시 상태를 보정하기 위한 보정용 데이터를 기억하는 기억 수단;
    1차원적으로 입력된 영상 신호를 이산화된 2차원의 화상 데이터로 변환하는 변환 수단; 및
    상기 화상 표시부에 화상 표시를 행하였을 때, 상기 복수의 주사 화면이 위치적으로 적정하게 합성되어 표시되도록 상기 기억 수단에 기억된 보정용 데이터에 따라, 상기 변환 수단에 의해 변환된 2차원의 화상 데이터에서의 화소의 배열 상태를 각 캐소드마다 시간적 또한 공간적으로 변화시켜 보정하고, 상기 보정된 화상 데이터를 재차 표시용의 영상 신호로 변환한 후 출력하는 제어를 행하는 위치 제어 수단
    을 포함하는 화상 제어 장치.
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