KR940011068B1 - 칼라음극선관 디스플레이의 모아레(Moire') 간섭상쇄방법 및 장치 - Google Patents

칼라음극선관 디스플레이의 모아레(Moire') 간섭상쇄방법 및 장치 Download PDF

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이. 린달 아브라함
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선 마이크로시스템즈 인코오퍼레이티드
마이클 에이치. 모리스
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내용 없음.

Description

칼라음극선관 디스플레이의 모아레(Moire) 간섭상쇄방법 및 장치
제 1 도는 섀도우 마스크를 포함하는 음극선관(CRT) 디스플레이를 나타낸 도면.
제 2 도는 라인 단위의 상쇄(cancellation)에 사용된 동기 위상 이동지연 모듈의 블럭도.
제 3 도는 섀도우 마스크로 및 비데오 파형을 도시한 것으로, 지연된 동기신호가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우의 최종의 모아레 간섭(Moire) 간섭 패턴을 도시한 도면,
제 4 도는 위상 지연 기능을 구현하기 위해 사용된 하드웨어의 개요도.
제 4a 도는 위상지연 모듈을 구성하는, 부품의 타이밍 다이아그램.
제 5a,b,c 도는 본 발명의 몇가지 실시예를 이용한 비데오 영상내의 형광휘도의 위상을 나타낸 개요도.
본 발명은 음극선관("CRT") 디스플레이 장치상의 가시적 간섭패턴을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본발명은 교대되는 픽셀패턴으로 이루어진 특정 비데오 신호를 디스플레이하는 동안 칼라 CRT상의 Moire 간섭현상을 가시적으로 상태시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
칼라 음극선과("CRT")은 보통 3개의 전극 즉, 원색인 적, 녹 및 청색에 각각 전극을 사용하는 직시기(visual display device)로 이용된다. 대부분의 칼라 CRT에서는 각 전극의 착색된 형광체(즉 적, 녹, 청)의 매트릭스를 선택적으로 조광시키기 위해 섀도우 마스크를 이용한다. 제 1 도를 간단하게 언급하면, 형광체 코팅 스크린뒤에 섀도우 마스크가 배치된 CRT가 도시된다. 섀도우 마스크는 보통 특정 전극에 의해 발생된 전자빔이 해당 형광체 도트를 선택적으로 때릴수 있도록 다수의 구멍을 갖는 금속박편이다. 전자빔은 전자빔이 섀도우 마스크에 도달되기 전에 CRT네크부내의 자기렌즈에 의해 작은 스폿으로 집중된다. 녹색 음색으로 부터의 전자빔은 섀도우 마스크를 통과한후, 전자빔만이 대응 녹색 형광체를 때릴수 있도록 섀도우 마스크에 의해 부분적으로 흡수된다. 빔은 전형적으로 섀도우 마스크 구멍크기보다 더 큰데, 섀도우 마스크는 빔의 일부를 차단하며, 원래빔의 더 작은 섀도우를 소정의 형광체 상으로 투사한다. 인접한 섀도우 마스크 구멍사이의 도트피치 또는 간격과 그들의 대응 형광체 도트는 높은 해상도를 얻기위해서는 가능한 작아야 한다. 기계적 및 경제적인 이유로, 도프피치는 일반적으로 전형적인 고해상도 디스플레이 CRT에 대해 약 0.2mm 내지 0.3mm로 제한된다. 전자빔이 스크린을 주행할때, 섀도우 마스크는 빔이 구멍 즉, 형광체상에 충돌하든가 또는 구멍을 분리시키는 섀도우 마스크의 금속박편을 때리는가에 따라 주기적인 휘도 패턴을 야기시킨다. 전자빔의 소거율(sweep rate)은 알려져 있기 때문에, 최종의 정현파에 대한 동일 주파수가 계산될수 있고, 이는 섀도우 마스크의 공간 주파수(υspatial)로 언급된다. 섀도우 마스크 공간 주파수는 제 3 도의 파형(31)으로 나타내며, 제 3 도와 함께 더욱 상세히 설명될 것이다.
디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해, 입사 전자빔의 스폿 크기는 가능한 작게 만들어져야 한다. 전자빔 스폿크기가 감소되어 형광체 도트피치 크기에 가까워지면, 빔에 의해 실제적으로 때려지는 특정 형광체 양은 전자빔의 스폿이 의도된 형광체에 대응하는 섀도우 마스크 구멍에 얼마나 잘 배열되었는가에 대한 함수가 된다. 또한, 전자빔 스폿 형태는 빔이 CRT 스크린을 주행할때 일정하지 않다는 사실에 주목해야 한다. 특히, 빔 스폿은 원형에서 작은 각도의 평향이 발생하는 지점 즉, CRT스크린의 중심 근방에서는 더욱 편심적으로 되며, 또는 큰 각도의 편향이 발생하는 지점 즉, 스크린 주변 근방에서는 타원형으로 된다. 교대되는 온-오프 형광체(픽셀)의 비데오 패턴이 표시되는 경우, 몇몇의 픽셀은 섀도우 마스크와 정확하게 배열되며, 따라서 도트를 가로지르는 균일한 형광체 휘도를 가질수 있게 된다. 그러나, 다른 형광체는 전자빔과 섀도우 마스크 구멍 사이가 일치되지 않은 결과로 균일하지 않은 휘도를 나타내게 된다. 반복되는 패턴의 변화하는 밝은 픽셀은 또한, 픽셀 클럭 주파수의 반과 동일한 주파수 υspot를 갖는 정현파 형태를 취하는데, 여기에서 하나의 픽셀클럭 사이클은 스폿을 턴온시키며, 다음의 픽셀 클럭 사이클은 픽셀은 턴 오프시킨다. 픽셀 비데오와 전자빔 스폿 주파수는 제 3 도에서 파형(32)으로 도시되며, 제 3 도와 함께 더욱 상세히 설명될 것이다.
온-오프 패턴을 나타내는 동안 전자빔의 스폿크기가 감소될때, 모아레로 알려진 주기적인 가시 간섭패턴이 CRT를 가로질러 주사된 각 비데오 라인내에 생성된다. 모아레 간섭패턴의 주파수(
Figure kpo00001
)는 섀도우 마스크의 공간주파수
Figure kpo00002
와 전자빔 스폿의 주파수(υspot)사이의 차가 되며, 이는
Figure kpo00003
이 된다. 모아레 주파수는 제 3 도에서 파형(33)으로 도시되며, 제 3 도와 함께 더욱 상세히 설명될 것이다.
두개의 주파수(υspatial 및 υspot)가 동일하고 동위상일때, 모아레 주파수
Figure kpo00004
는 제로가 된다. 모아레 주파수가 제로가 되는 경우는 이상적인 상태이며, 각 형광체는 대응 전자빔이 주행할수 있는 대응 섀도우 마스크 구멍을 갖는다. 그러나, 실제적인 관점에서, 스폿크기는 전자빔 편향 각도와 집중(focus) 전압의 함수로 변화한다. 따라서, CRT의 수명과 스크린상의 전자빔의 위치에 따라 전자빔 스폿크기가 심각하게 변화된다. 그러므로, 이상적인 경우는 실현될수 없다. 실제적으로 공간주파수와 스폿주파수가 서로 근접하게 될수록 모아레 비트 주파수(
Figure kpo00005
)는 더욱 작게되면, 모아레간섭패턴은 더욱 가시적이고 불쾌한 상태로 될 것이다. 부가적으로 전자빔 스폿 크기가 CRT표면을 가로질러 변화되기 때문에, 개별적으로 주사된 비데오 라인은 약간 다른 모아레 간섭을 생성하게되며, 따라서, 모아레 패턴 자체는 전자빔위치의 함수로 변하게 된다. 동작의 관점에서 모아레 간섭현상은 심각한 미학적 문제를 야기시키는데, 이는 표시되는 비데오신호가 보통 발생한는 교대픽셀 패턴을포함하는 경우, 가장 양호한 전자빔 집중과 가장 높은 영상 해상도에서도 받아들이는 어려운 현저한 모아레패턴을 야기시키기 때문이다. 종래 기술의 교지로부터, 모아레 간섭문제는 3가지 방법으로 지적돼 오고 있다.
첫번째는, CRT의 효율적인 공간주파수를 증가시키는 섀도우 마스크 및 형광체 도트피치를 감소시키는 방법으로 이에 의해 모아레 비트 주파수가 증가하게 되며, 따라서 모아레 패턴은 덜 가시적으로 된다. 이는 모아레 효과를 감소시키기 위해, 높은 해상도를 가질수 있는 CRT상에 훨씬 낮은 해상도를 갖는 영상이 배열되어야 한다는 결과를 초래한다.
두번째는, 전자빔의 스폿크기가 증가되도록 전자빔을 분열시키는 방법으로 이에 의해, 형광체 휘도의 진폭이 감소되며 차례로 형광체 스폿 주파수의 진폭이 감소된다. 스폿 정현파의 진폭이 작을수록 모아레 간섭의 진폭이 감소되며, 따라서, 최종의 모아레 간섭의 가시도가 감소된다. 이 방법 역시, 단지 모아레 간섭의 적절한 감소를 위해 해상도 및 영상질을 감소시켜야 되는 결과를 초래한다.
세번째는, 교대되는 픽셀 또는 형광체 휘도 패턴을 갖는 비데오 신호를 표시하는 것을 피하고 간단히, 상기 패턴이 발생될때 최종의 모아레 간섭패턴을 허용하는 방법이다.
본 기술에서 공지된 종래의 신호 곱셈기에서, AC신호가 두개의 입력단에 인가되며, 이들 두개 신호의 합과 차로 이루어진 주파수를 갖는 신호인 대응출력이 발생된다. 예로 하나의 입력이 51MHz사인파이며, 두번째 입력이 50MHz의 사인파일때, 최종의 출력은 10MHz의 주파수와 1MHz의 주파수를 갖는 두개의 사인파가 될 것이다. 출력 파형의 위상은 직접 두개의 입력신호 위상에 관련된다. 예를들면, 두개의 입력이 45°만큼 위상 편이(shift)될때, 입, 출력의 주기가 상당히 다른 경우에 조차 출력신호 역시 45°만큼 편이될 것이다. 입력신호의 위상편이에 의해 출력신호에 시간편이 또는 시간지연형상이 도입된다. 위에서 주어진 표본의 입력주파수의 경우에, 50MHz 신호내의 45° 위상 편이는 2.5ns의 시간편이에 대응된다. 또한 45°위상 편이된 최종의 1MHz 출력신호는 12.5㎲의 시간편이에 대응되며, 40배의 시간지연증가를 나타낸다. AC곱셈기의 위상 편이 작용인 "곱셈기-효과"는 입력위상에서의 작은 차이에 대해 출력위상에서는 커다란 편이를 발생시키는 양호한 장점을 나타내는데 사용될수 있다.
언급되는 바와같이, 본 발명은 표시된 영상의 해상도 또는 휘도를 희생시킴이 없이 모아레 간섭의 문제를 극복한다.
본 발명은 비데오 수평동기신호의 위상을 교대로 편이시키므로써, 칼라 음극 선관(CRT) 디스플레이 장치상의 모아레 간섭 패턴을 가시적으로 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다. CRT상에 나타나는 비데오 영상을 전자빔에 의해 한번에 한 라인씩 CRT를 가로질러 주사된 일련의 비데오 주사라인으로 구성된다. 비데오 동기 위상지연모듈은 교대되는 주사라인에 대한 동기신호를 비데오 픽셀 클럭주기의 반까지 지연시킨다. 비데오 동기 위상 지연 모듈은 디지탈 카운터와 두개의 위상 편이기로 이루어진다. 카운터는 D형 플립플롭으로서 전자빔 소거(sweep) 제어전자장치로부터 얻어진 먼저 반전된 동기-인(In)신호에 의해 클럭된다. 플립플롭의
Figure kpo00006
출력은 데이타-입력에 연결되어 반대의 논리상태가 연속적인 클럭상태 즉 동기사이클에서 플립플롭의 입력내로 래치되도록 한다. 출력 Q 및
Figure kpo00007
는 근본적으로 1/2 주파수 동기신호 즉, 동기신호와 진폭은 같으나 주파수가 1/2인 신호로 이루어진다. Q와
Figure kpo00008
출력은 각각 각각 두개의 위상편이 지연경로중 하나에 결합된다. 각 위상편이 지연경로는 두개의 입력을 갖는 NOR게이트를 포함하는데, 이를 두개의 입력은 동기신호와
Figure kpo00009
및 Q 각각이다. 하나의 위상편이지연경로는 또한 다른 위상편이경로에 대해 입력신호를 위상 지연시키는 저항-캐패시터쌍을 포함한다. 위상편이 지연 경로의 출력은 결과적으로 합성지연동기 출력신호를 형성하기 위해 디지탈 가산기로서 작용하는 NOR 게이트내로 결합된다. 합산될때, 위상편이 지연경로는 동기신호 또는 비데오픽셀클럭주기의 반까지 지연된 즉, 180°만큼 위상편이된 동기신호를 대응하는 논리펄스를 생성한다. 하나의 지연경로는 편이 정도가 최소 0°에서 최대 180°로 변화되도록 조정된다.
특정 비데오 주사라인이 선행주사라인에 관련된 CRT 스크린을 가로질러 주사될때의 타이밍 또는 위상을 편이시키므로써, 연속적으로 주사된 라인을 형성하는 형광체는 바로 이전의 주사라인과 위상인 반대인 주기적이 휘도로 발광되도록 야기된다. 임의의 주어진 라인에 관련된 모아레 간섭 패턴은 또한, 편이되지 않은 주사라인에 관련된 위상으로 편이된다. 결과적으로, 교대로 표시되고 또 표시되지 않는 비데오 영상이 주사라인의 CRT상에 형성될때, 상기 영상에 관련된 최종의 모아레 패턴은 선행 그리고 차순의 모아레 간섭 라인과 위상이 반대인 일련의 모아레 간섭이 된다. 인간눈의 시각 지속성에 의해 개개의 반대위상을 갖는 간섭이 기능적으로합산되어 간섭상태는 순수하게 제로가 된다.
라인 단위 또는 필드 단위로 모아레 간섭패턴을 가시적으로 상쇄시키는 방법을 허용함으로써, CRT의 수평 또는 동기신호와 함께 하드웨이 구현이 이용된다. 필드단위 방법에 의해 모아레 간섭패턴이 상쇄될때, 위상편이는 전체 필드가 주사된후 발생된다. 따라서, 모아레 패턴의 상쇄를 초래하는 반대 위상의 형광체 휘도는 제 1 위상 비데오 라인이 주사된후 동일한 비데오라인, 하나의 스크린 또는 필드상에서 발생한다.
비데오 동기위상지연모듈과 동작의 방법이 언급된다. 다음의 설명에서 특정번호, 시간, 신호타이밍, 구성등은 본 발명의 전반적인 이해를 도모하기 위해 제공된다. 그러나 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 본 발명은 이들 특정한 세부사항없이도 명백하게 실행될수 있다. 다른예에서 본 발명이 불필요하게 불명료하게 되지 않도록 블럭다이아그램 형태로 잘 알려진 회로 및 장치가 도시된다.
제 2 도는 참조하면, 본 발명을 구성하는 위상지연모듈의 개요들의 나타낸 블럭 다이아그램이 도시된다.
동기-인 신호(5)는 음극선관(CRT) 전자빔을 제어하는 소거제어회로(도시되지 않음)로 부터 위상지연모듈에 제공된다. 양호한 실시예에서 합성동기 또는 수평동기신호는 동기-인 신호(5)로서 사용된다. 동기-인 신호(5)는 수평 및 수직카운터(10), 제 1 지연경로(11) 및 제 2 지연경로(12)에 결합된다. 수평 및 수직 카운터(10)는 두개의 출력 즉 선택라인(10a)과 선택라인(10b)을 갖는데, 이들 출력은 각각 제 1 지연경로(11)와 제 2 지연경로(12)에 결합된다. 선택라인(10a)과 선택라인(10b) 지연경로가 어느 주어진 시간에 역할을 수행할 것인가를 결정한다. 양호한 실시예에서, 선택라인(10a)과 선택라인(10b)은 둘중의 하나만이 임의의 시간에 동작할수 있도록 교대로 선택된다. 결과적으로 제 1 지연 경로(11) 또는 제 2 지연경로(12)중 하나가 지연기능을 제어하고, 따라서 출력신호의 위상을 제어한다. 제 1 지연경로(11)와 제 2 지연경로(12) 각각은 하나의 출력을 갖는데, 이는 각각 가산기(13)에 결합된다. 가산기(13)에서, 서로에 대해 지연된 신호 즉, 교대의 펄스신호는 단일 지연동기 아웃(OUT) 신호(15)를 생성하기 위해 결합된다. 지연양은 제 1 지연경로(11)에 대한 제 2 지연경로(12)에 의해 야기된 위상 지연에 의해 결정된다.
제 3 도에 대해, 섀도우 마스크 및 비데오에 대한 대표적인 파형은 물론 정상적인 동기신호와 지연동기신호를 갖는 모아레 간섭 패턴이 도시된다. 다음 설명을 위해, 전자빔 스폿(Spot) 강도는 사각형의 디지탈 파형으로 도시되는데, 상기 전자빔은 "온(on)" 또는 "오프(off)" 상태가 된다. 유사하게, 전자에 의해 발광된 형광체의 강도 역시 "온" 또는 "오프"로 표시되며, 최종의 모아레 간섭패턴은 "밝음" 또는 "흐름"으로 표시된다. 실제적으로 전자빔내의 전자강도와 개개의 형광체상의 충돌하는 전자강도는 가우시안 분포를 가지며, 따라서 연관된 형광체 휘도와 최종의 모아레 간섭 또는 가우시안 응답을 갖게된다. 그러나, 가우시안 분포는 섀도우 마스크의 부분적인 차단에 의해 성형된다. 따라서, 구형파 근사치가 모아레 간섭문제의 그래픽적인 설명을 위해서는 정확하게 된다. 파형(31)에 있어서, 섀도우 마스크 구멍은 CRT 스크린을 가로지르는 주기 Pspartral로 반복된다. "고(high)"영역은 섀도우 마스크내의 구멍을 나타내며, "저(low)"영역은 섀도우 마스크를 형성하는 금속 박편을 나타낸다.
상술된 바와같이, 섀도우 마스크 공간 주파수는 전자빔을 주사하므로써 발광된 구멍과 동일 주파수이다. 파형(32)에서, 전자빔을 턴온, 턴-오프하는 온-오프 픽셀 비데오 신호가 도시된다. 파형(32)에 도시된 픽셀 비데오 신호는 파형(31)과 비슷하나, 주기 μspot가 약간 다른 주기는 섀도우 마스크 구멍보다 더 크지만 섀도우 마스크 공간 주파수 υspatial과 매우 비슷한 전자빔 스폿크기를 나타낸다. "고"영역은 전자빔이 "온"이고 따라서, "온" 상태임을 나타내며 "저" 영역은 전자빔이 "오프"이고 따라서 픽셀이 "오프" 상태임을 나타낸다. 다른 주기성 때문에, 때때로 픽셀 비데오 신호는 섀도우 마스크의 구멍에 잘 정렬될때도 있고 잘 정렬되지 않는 때도 있게된다. 형광체 도트의 실제적인 휘도는 픽셀 비데오 "온" 펄스동안 섀도우 마스크개구를 통과하는 전자에 의해 유도된다.
두개의 주기, 따라서 주파수가 서로 틀린 결과로, 몇몇의 형광체는 다른 형광체보다 더 높은 전자빔 강도에 의해 발광된다. 따라서 모아레 간섭 패턴은 파형(33)에서 도시된 바와같이, 전자빔에 의해 주사된 형광체 라인상에 생성된다. 파형(33)에서, 모아레 패턴 역시 섀도우 마스크 개구와 픽셀 비데오 신호와 마찬가지로 주기적이나, 훨씬 더 긴 주기
Figure kpo00010
를 갖는다. 실제적으로 모아레 주기
Figure kpo00011
는 섀도우 마스크 주기 Pspatial보다 7배가 더 길다.
본 발명의 근본취지는 현재의 비데오 주사라인에 대한 온-오프 픽셀 비데오 신호가 선행 비데오 라인에 대해 위상 편이를 일으키게 된다면, 현재 주사라인에 대한 모아레 패턴 역시 위상편이 된다는 점을 관측하는데 있다. 파형(34)에서 파형(32)의 픽셀 비데오신호에 대해 180°편이된 픽셀 비데오 신호가 도시된다. 파형(34)이 파형(31)으로 도시된 주기 Pspatial를 갖는 섀도우 마스크상에 영향을 미칠때, "위상-편이"된 모아레 패턴이 발생되는데, 이는 파형(35)으로 도시된다. 파형(35)의 위상편이된 모아레 간섭은 파형(33)과 동일한 주기
Figure kpo00012
를 가지나, 180° 위상 편이되어 나타난다. 파형(35)에서, 모아레 간섭은 파형(33)에서 모아레 간섭이 "흐림"으로 나타난 직후 바로 "밝음"으로 표시된다. 가시적으로 함께 "평균화"될때, 파형(34) (35)은 섀도우 마스크와 동일한 주기 Pspatial를 갖는 균일한 파형으로 된다. 인간눈에 있어서의 시각의 지속성과 형광체 도트의 발광성에 기인하여, CRT를 가로질러 주사된 비데오 라인은 전행 및 차순의 주사라인과 함께 보여진다 그러므로, 눈은 가시적으로 반대 위상의 모아레 간섭 파형을 평균하여, 간섭은 "가시적으로"상쇄된다. 주기적인 모아레 간섭이 주사된 각 라인내에 계속 존재한다해도, 본 발명은 유사하게 위상조정된 간섭패턴을 CRT상의 모든 다른 주사라인에 구속된다. 전형적인 CRT는 완전한 스크린 영상을 형성하기 위해 24,000라인 이상으로 주사되기 때문에, 모아레 간섭은 120번 이상 위상이 역전된다. 그러므로, 큰 영역을 갖는 영상에서 눈은 선행 및 차순의 주사라인의 반대위상을 갖는 모아레 간섭과 하나의 주사라인의 국한된 모아레 간섭을 구별할 수 없게 된다.
종래의 CRT에서, 스크린상의 비데오위치는 두가지 방법으로 이동될수 있다. 위치 비데오 신호가 지연되거나 기준으로 사용되는 디지탈 동기신호가 지연될 수 있다. 양호한 실시예에서, 디지탈 동기신호가 교대로 지연된다.
제 4 도를 참조하면, 위상지연모듈로 이루어진 하드웨어부품의 개요도가 도시된다. 제 4 도에서, 입력 비데오 동기-인(In) (19)은 CRT(도시되지 않음)의 편향코일을 제어하는 회로로부터 얻어진다. 동기-인(19)은 동기-인(19)을 반전시키는 NOR게이트(20)의 두개의 입력을 통과하여 반전된 동기-인(19a)이 형성된다. 반전된 동기-인(19a)은 2-분할 카운터(23)의 클럭입력에 연결된다. 양호한 실시예에서 카운터는 D-형 플립플롭으로 구성되며,
Figure kpo00013
출력은 데이타 입력에 결합된다. 게이트(20)에 의해 제공된 클럭입력의 모든 선단(leading edge)전이위치에서 카운터(23)를 구성하는 플립플롭은 논리 "고"와 논리 "저" 상태사이에서 토글된다. 그러므로, 카운터(23)로 부터의 출력 파형은 1/2주파수에서 입력 파형이 될것이다. 또한, 카운터(23)를 구성하는 플립플롭이 두개의 출력 Q,,
Figure kpo00014
를 갖기 때문에, 카운터(23)는 두개의 교대 라인을 제공하는 기능을 하는데, 그중의 하나는 임의의 주어진 시간에서 논리상태 "고"를 나타낸다. 기본적으로 카운터(23)는 상기 제 2 도와 함께 언급된 선택라인(10a)과 선택라인(10b)에 대응하는 한쌍의 선택라인을 제공한다.
카운터(23)에 이어, 두개의 입력을 갖는 NOR게이트(24) (25)쌍은 각각 카운터(23)로부터의 두개의 출력중 하나를 수신한다. 특히, 게이트(24) (25)는 종래 형태인 7402워드 NOR칩상의 4개의 게이트중 2개로서, 게이트(24)의 입력중 하나는 카운터(23)로부터의
Figure kpo00015
출력을 수신하며, 게이트(25)의 입력중 하나는 Q출력을 수신하도록 결합된다. 각 게이트(24) (25)의 남은 입력은 편향 전자부품으로부터의 "지연된"동기-인 신호(19b)를 수신하도록 결합된다. "지연된" 동기-인 신호(19b)는 저항(21)과 캐패시터(22)로 이루어진 RC필터를 통해 동기신호가 통과되므로써 얻어지는데, RC필터에서, RC결합의 시정수는 카운터(23)로 이루어진 플립플롭이 스위치하는데 충분한 시간을 갖도록 동기-인을 지연시킨다.
본 실시예에서 저항(21)에 대해 120Ω의 저항이 사용되며, 캐패시터(22)에 대해 220㎌의 캐패시터가 사용된다.
상술된 바와같이, 게이트(24) (25)는 둘중의 하나가 임의의 주어진 시간에 카운터(23)에 의해 "선택"되도록 구성된다. 이와같은 결과는 두개의 입력을 갖는 NOR게이트의 논리적인 동작으로부터 얻어지는데, 논리상태 "고"의 출력은 두개의 입력외 모두 논리상태 "저"일 경우에만 얻어지며, 논리상태 "저"의 출력은 그외 다른 모든 경우 즉, 입력이 저/고, 고/저, 또는 고/고 인 경우에 얻어진다. 따라서, 게이트(24) (25) 모두는 출력이 카운터(23)이 모든 다른 클럭사이클인 모든 다른 동기-인 신호(19)만을 각 게이트로부터 얻어지도록 동작한다. 게이트(25)에 이어, 가변 지연 RC회로(26)가 가변 저항(26a)과 캐패시터(26b)에 의해 형성된다. 가변 저항(26a)과 캐패시터(26b)는 함께 게이트(25)의 출력신호가 선택된 저항치에 따라 게이트(24)의 출력에 대해 지연되도록 한다. 양호한 실시예에서, RC 지연회로(26)를 형성하는 가변저항(26a)에 대해 1㏀의 정격저항이 선택되며, 캐패시터(22b)에 대해 33pF의 캐패시턴스가 선택된다. 부가적으로 저항(27a)과 캐패시터(27b)에 의해 구성되는 고정지연결합부(27)는 본 발명을 구현시키기 위해 사용된 특정 하드웨어에 따라 게이트(24)의 출력을 지연시키는데 이용된다.
본 발명은 위상지연모듈에 대한 실험결과는 저항(27a)에 대해 100Ω, 캐패시터(27b)에 대해 22pF의 수치가 이상적인 결과를 얻을 수 있는 것으로 나타낸다. 마지막으로, 게이트(24) (25)로부터 지연된 출력은 두개의 입력을 갖는 NOR 게이트(28)에 의해 형성된 가산기의 입력에 결합된다. 게이트(28)는 교대로 선택된 게이트(24) (25)로부터의 출력을 결합하거나 "가산"하는 기능을 한다. 게이트(28)의 출력은 하나의 단일 지연동기 아웃(OUT)파형(29)을 형성한다. 지연동기아웃(29)은 그후 CRT 편향 코일용 주사제어 전자부품을 구동시키는데 이용된다.
제 4a 도를 간단히 살펴보면, 위상지연모듈의 여러가지 부품부분에 대한 타이밍 다이아그램이 도시된다.
제 4a 도에서, 동기입력 파형을 구형파로 도시된다. 게이트(20)에 이어, 동기신호가 반전되어 카운터(23)의 클럭 입력신호를 형성하게 된다. 카운터(23)가 선단 전이 위치에서만 토글되기 때문에, 카운터의 출력 Q 및
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는 클럭 입력신호 주파수의 반이된다. 또한, 게이트(24) (25)만이 두개의 입력이 논리상태 "저"일때 출력을 생성하기 때문에, 게이트(25) (24)의 출력은 각각 클럭입력의 모든 다른 포지티브 진행전이위치에서만 동작하는 것으로 간주된다. 게이트(28)에 의해 구현된 가산기는 게이트(24) (25)의 출력을 단일 지연동기 아웃신호로 합한다. RC 지연회로(26)의 효과를 잠시 고려하지 않는다면 결합된 지연동기아웃신호는 위상 지연 모듈에 대한 입력을 형성하는 동기-인 신호와 동일하다.
RC 지연회로(26)를 고려하는 경우, 게이트(25)의 출력은 RC 시정수 양만큼 게이트(24)의 출력에 대해 지연된다. 이 결과, 게이트(25)로부터의 출력파형은 게이트(24)의 지연되지 않은 출력파형 보다 더 늦게 가산기 게이트(28)의 입력에 도달된다. 또한 게이트(24) (25)가 교대적으로만 출력을 발생하기 때문에, 가산기 게이트(28)로부터의 합산된 출력은 보간 콘블루션된 개개 파형으로 이루어진다. 게이트(25)로부터의 출력은 RC 지연결합부(26)의 작용에 의해 게이트(24)로부터의 출력에 대해 지연되며, 게이트(28)로부터의 합산된 지연동기아웃출력은 비균일하게 이간된 펄스로된 파형을 형성한다. 그러므로, 지연된 동기 아웃은 전자빔이 균일한 간격은 아니지만 교대로 위상편이된 간격으로, CRT 표면을 가로질러 제거되도록 한다.
제 5a 도를 간단히 살펴보면, 연속적으로 주사된 비데오 라인이 도시된다. 제 5a 도에서, 제 1 실시예에 의해 구현된 라인당 모아레 제 상쇄과정이 도시되는데 교대로 주사된 라인의 위상은 180° 만큼 편이된다. 라인 N은 구형의 픽셀 비데오신호에 의해 발광되어질 임의의 수평 비데오 주사라인이 된다. 라인 N+1은 주사된 바로 다음의 비데오 라인이 된다. 연속적인 필드, 또는 "스크린풀(screenfuls)"이 필드축을 따라 종이내에서 투시도로 도시된다. 라인 N+1은 비데오 라인 N에 대해 위상이 반대이거나 180°면이 된다는 점에 주목해야 한다.
상술된 바와같이 이와같은 결과는 주사된 비데오 라인내에 형성된 임의의 국한된 모아레 간섭패턴은 위상-지연된 지연동기아웃이 차순으로 주사라인으로 하여금 편이된 또는 반대위상을 갖는 모아레를 생성하도록 하기 때문에, 단지 하나의 주사라인만으로 제한된다. 가시적으로 모아레 간섭현상은 시각 지속석의 특성, 즉, 균일하고 변하지 않는 강도를 갖는 영상내로 교대되는 주사된 라인의 위상을 "통합"시키거나 "평균"시키는, 특성에 기인하여 사라지게 된다. 모아레 상쇄현상이 교대되는 비데오 패턴이 정확하게
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픽셀 또는 180°만큼 편이될때 가장 양호하게 이루어진다해도 위상편이가 적게되는 경우에 조차 심각한 양의 모아레 상쇄현상이 존재하게 된다. 라인당 픽셀 비데오의 위상을 편이시킴으로써, 수평 라인 N상의 모아레 간섭 위상은 0°가 되며, 수평 라인 N+1의 위상은 180°가 된다. 두개의 비데오 주사라인이 물리적으로 근접한 유사성을 갖기 때문에 인간의 눈은 두개의 간섭패턴을 함께 평균한다. 평균처리는 수학적으로 두개의 파형 W1=øsin(ω1t)과 W2=ø2sin(ω2t)의 합으로 표현된다. 즉,
W합=øsin(ω1t)+ø2sin(ω2t)
이 된다.
W2가 W1과 동일한 주파수 ω를 가지며 W1과 위상만 반대인 진폭을 갖는 경우,
ω2=ω1, ø2=-ø1이며 따라서,
W합=sin(ω1t)+(-sin(ω1t)) 또는
w합=0
이 된다.
상술한 내용에서는 본 발명을 구성하는 위상지연모듈에 대한 입력동기-인이 수평동기신호로 가정된다. 그러나 CRT장치는 전형적으로 수평 및 수직 동기신호를 공급한다. 대안의 제 2 실시예로서, 수직동기신호가 위상지연모듈에 대한 입력이 되는 경우 CRT 스크린은 전자빔이 픽셀주기의
Figure kpo00018
만큼 위상 지연되어 주사된 CRT 스크린과 영상의 상측으로 다시 이동된후, 하나의 위상내의 상측에서 하측까지 주사될 것이다. 그와같은 필드단위의 구현에 있어서, 수직필드 M내의 모든 수평라인의 위상은 0°가 되며, 수직 필드 M+1내의 모든 수평라인의 위상은 180°가 된다.
제 5b 도를 간단히 살펴보면, 제 2 실시예에 의해 구현된 필드 단위 상쇄가 도시된다. 제 5b 도에서, 연속적인 비데오 라인은 동일 위상 비데오 신호를 가지나, 연속적인 필드는 반대위상을 갖는다. 연속적인 필드는 종이내의 투사축내에 도시된다. 시각의 지속성은 순차적인 수직필드내의 동일한 수평라인의 교대로 위상조정된 모아레 패턴을 평균하여 합이 제로인 간섭을 나타내게 한다. 180° 이하의 위상편이는 모아레 간섭현상이 적게 감소되는 결과를 초래한다.
세번째 구현에 있어서, 픽셀 비데오의 위상은 라인단위 그리고 필드 단위 모두의 경우에 교대적으로 반전된다. 이와같이 제 3 실시예에 있어서, 수평 라인 N상의 모아레 간섭 위상은 수직 필드 M내에서 0°가 되며, 수직필드 M+1 내에서는 180°가 된다. 역으로, 수평라인 N+1에 대한 픽셀 비데오 신호의 위상은 수직필드 M내에서 180°가 되며, 수직필드 M+1내에서는 0°가 된다. 이와같은 실시예에서, 모아레 간섭의 시각적인 제거는 교대되는 모아레 간섭의 근접한 유사성과 인간눈으로 하여금 어떠한 가시적인 간섭현상도 볼수 없도록 하는 순차 필드 사이의 시각적 지속성에 의해 다시 수행된다. 이와같은 실시예는 또한 픽셀 비데오의 교대위상의 수직필드 사이에서 편이되기 때문에 표시된 비데오내에서 가시적인 편이는 존재하지 않는다는 장점을 갖는다. 제 5c 도에 도시된 바와같이 라인단위와 필드단위 결합에 의한 상쇄효과는 반대의 위상을 갖는 비데오가 모든 필드 또는 스크린의 모든 다른 라인을 주사하는 결과를 발생하는데, 여기에서 각 주사라인은 먼저 하나의 필드를 주사한 동일한 라인의 위상에 대해 교대적으로 위상편이 된다.
제 4 실시예에서 있어서, 픽셀 비데오와 위상과 최종의 모아레 간섭은 단일라인내의 완전한 180° 보다 오히려 더욱 점진적인 방법으로 편이된다. 대신에 위상은 각 주사된 라인내에서 작은 단계씩 편이되는데 이에 의해 다수의 라인에 걸쳐 가시적인 상쇄효과를 얻게 된다. 이와같은 방법은 상쇄되어질 모아레 패턴이 큰 영역에 걸쳐 분포된 비교적 저주파 현상을 나타내기 때문에 효율적이 된다. 제 4 실시예에서의 각 라인에 대한 위상 편이는 픽셀주기의 극히 일부이기 때문에 라인당 비데오 편이가 다른 실시예보다 훨씬 적다는 부가적인 장점을 갖는다.
섀도우 마스크 CRT의 별개의 장점 즉, 임의의 강도변화가 선행구멍에 대응하는 선행 형광체 도트내에서 발생하도록 전자빔이 선행구멍으로부터 인접구멍으로 이동되어야 되기 때문에 비데오 위치내의 작은 이동은 보이지 않다는 점이 실행가에 의해 인지될 것이다. 그러므로, 빔위치내의 작은 이동은 검출되지 않을 것이다.
결과적으로 본 발명에 연관된 픽셀 비데오 위치내의 임의의 에러는 크게 감소되며, 모아레 간섭패턴을 야기시키는 동일한 근원으로부터 이득이 얻어지게 된다.
상술된 내용은 모아레 간섭상쇄회로 및 연관된 상쇄방법에 대한 4개의 실시예에 대해 언급될 것이다. 본 기술분야에 숙련된 사람에 의해 본 발명의 정신과 영역을 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명의 재료 및 소자배열에 대한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 점이 예측된다.

Claims (36)

  1. 칼라음극선관("CRT") 스크린상에 표시된 다수의 비데오 주사라인을 포함하는 비데오영상내의 모아레 간섭을 가시적으로 감소시키기 위한 회로에 있어서; 상기 CRT 내의 전자층로부터 발생된 전자빔의 주사를 제어하는 비데오 동기신호를 수신하기 위해 상기 CRT에 결합된 수신 수단; 각 비데오 주사라인의 위상이 바로전의 각 비데오 주사라인의 위상에 대해 편이되도록 상기 비데오 동기 신호의 위상을 편이시키기 위해 상기 수신수단에 결합된 위상편이수단으로 구성되며; 상기 회로구성에 의해 상기 모아레 간섭이 가시적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 교대 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상이 상기 비데오 주사라인의 스크린풀로 이루어진 필드를 더 포함하며, 교대필드내의 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 교대필드내의 교대 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이 모아레 간섭상쇄회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수신수단이 D-형 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 D-형 플립플롭이 반대위상을 갖는 두개의 선택신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 위상편이수단이 제1 및 제 2NOR게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 위상편이수단이 저항-캐패시터쌍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄회로.
  9. 칼라음극선관(CRT) 스크린상에 표시된 다수의 비데오 주사라인을, 포함하는 비데오 영상내 모아레 간섭을 가시적으로 감소시키기 위한 방법에 있어서; CRT로부터 위상을 갖는 비데오 동신호를 수신하는 단계; 각 비데오주사라인의 위상이 바로전의 각 비데오 주사라인의 위상에 대해 편이되도록 상기 비데오 동기신호의 위상을 교대로 편이시키는 단계로 이루어지며, 상기 방법에 의해 상기 모아레 간섭이 가시적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 연속적인 비데오 주사라인의 위상이 교대로 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 영상이 상기 비데오 주사라인의 스크린풀로 이루어진 필드를 더 포함하며, 연속적인 필드내의 상기 비데오 주사라인의 위상이 교대로 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 연속필드내의 연속 비데오 주사라인의 위상이 교대로 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관 디스플레이의 모아레 간섭상쇄방법.
  13. 칼라음극선관(CRT) 스크린을 가로질러 주사된 일련의 비데오라인을 교대로 위상지연시키기 위한 위상지연회로에 있어서; 픽셀 비데오동기신호를 수신하여 제 1 및 제 2 선택신호 출력을 교대로 발생시키도록 결합된 카운터수단; 상기 제 1 및 제 2 선택신호를 수신하고, 상기 픽셀 비데오 동기신호를 수신하여 각각 위상을 갖는 제 1 및 제 2 지연성분을 발생하도록 결합되며, 상기 제 1 지연성분에 대해 상기 제 2 지연성분의 위상을 편이시키는 지연수단; 상기 지연수단으로부터 상기 제 1 및 제 2 지연성분을 수신하여, 이들 제 1 및 제 2 지연성분을 합산하고, CRT에 연결된 픽셀 비데오 동기신호가 교대로 위상 지연된 출력을 생성하는 가산기 수단등으로 구성되며, 상기 교대로 위상지연된 픽셀 비데오 동기신호에 의해 CRT가 교대로 위상 지연된 스크린을 가로질러 상기 일련의 비데오 라인을 주사하도록 하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 교대로 위상지연된 일련의 비데오라인이 모아레 패턴을 형성하는 교대로 위상지연된 모아레 간섭으로 이루어진 영상을 발생하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 교대로 위상지연된 모아레 간섭이 상기 영상내에 어떠한 가시적인 모아레 패턴도 갖지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  16. 제 13 항에 있어서, 교대 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적으로 편이되는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 영상이 상기 비데오 주사라인의 스크린풀로 이루어진 필드를 더 포함하며, 교대필드내의 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적인 편이되는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  18. 제 13 항에 있어서, 교대필드내의 교대 비데오 주사라인의 위상이 0°에서 180°로 가변적인 편이되는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 카운터수단이 D-형 플립플롭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 D-형 플립플롭이 반대위상을 갖는 두개의 선택신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 지연수단이 제 1 및 제 2 NOR게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 지연수단이 저항-캐패시터쌍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 저항-캐패시터쌍이 상기 제 1 지연성분에 대해 상기 제 2 지연성분의 위상을 지연시키는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  24. 칼라음극선관 전자총 소거제어회로에 대한 비데오 동기신호를 교대로 지연시키기 위한 위상지연회로에 있어서, 상기 위상지연회로가 상기 비데오 동기신호를 수신하며 제 1 및 제 2 출력을 가지며, 제 1 및 제 2 선택신호출력을 교대로 발생시키도록 결합된 카운터; 상기 카운터로부터 상기 제 1 선택신호를 수신하며, 상기 픽셀 비데오 동기 신호를 수신하며, 제 1 지연성분출력을 발생시키도록 결합된 제 1 동기지연경로; 상기 카운터로부터 상기 제 2 선택신호를 수신하며, 상기 픽셀 비데오 동기 신호를 수신하며, 상기 제 1 성분에 대해 위상지연된 제 2 지연성분출력을 발생시키도록 결합된 제 2 동기지연회로; 상기 제 1 및 제 2 동기지연경로로부터 제 1 및 제 2 지연성분을 수신하며, 상기 제 1 및 제 2 지연성분을 합산하며, 상기 전자총소거 제어회로에 결합된 교대로 위상지연된 픽셀 비데오 동기신호출력을 발생하도록 결합된 가산기로 구성되며, 상기 교대로 위상 지연된 비데오 동기신호에 의해 전자총 소거제어가 교대로 위상지연된 CRT를 가로질러 전자총을 소거하도록 하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 교대로 위상지연된 픽셀 비데오동기신호가 교대로 위상지연된 비데오 라인을 발생하며 또한 모아레 패턴을 형성하는 교대로 위상지연된 모아레 간섭으로 이루어진 영상을 발생하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  26. 제 24 항에 있어서, 교대로 위상지연된 비데오 동기신호가 상기 모아레패턴의 가시적인 상쇄를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  27. 제 24 항에 있어서, 카운터가 D-형 플립플롭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  28. 제 24 항에 있어서, 제 1 동기지연경로가 NOR게이트로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  29. 제 24 항에 있어서, 제 2 동기지연경로가 NOR게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  30. 제 29 항에 있어서, 제 2 동기지연경로가 저항-캐패시터 지연회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연회로.
  31. 제 24 항에 있어서, 상기 가산기가 NOR게이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
  32. 전자총 소거 제어회로에 대한 픽셀 비데오 동기신호를 교대로 지연시킴으로써 칼라음극선관(CRT) 스크린을 가로질러 주사된 일련의 비데오 주사라인을 교대로 위상지연시키기 위한 방법에 있어서, 동기-인입력신호로부터 논리 "고"상태 및 논리 "저"상태로 가지는 제 1 및 제 2 선택신호 즉, 제 1 선택신호는 상기 제 2 선택신호의 위상과 반대인 2개의 신호를 발생하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 선택신호가 각각 논리 "저"상태일때, 제 1 및 제 2 지연경로를 교대로 선택하는 단계; 상기 선택신호에 의해 선택될때, 상기 제 1 및 제 2 지연경로내에 제 1 및 제 2 지연성분을 발생하는 단계; 상기 제1 및 제 2 지연성분을 합산하여 전자총 소거 제어회로가 CRT 스크린을 가로질러 전자총 주사를 교대로 지연시키도록 교대로 지연된 픽셀 비데오 동기-아웃 신호를 형성하는 단계로 이루어지며, 상기 교대로 지연된 주사동작이 교대로 위상조정된 일련의 비데오 라인으로 이루어진 영상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 일련의 비데오라인이 위상을 가지며, 모아레 패턴으로 구성된 모아레 간섭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 교대로 위상지연된 일련의 비데오라인내에 포함된 각 비데오라인이 모아레 패턴을 형성하는 교대로 위상지연된 모아레 간섭으로 이루어진 영상을 발생하는 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
  35. 제 32 항에 있어서, 상기 교대로 위상지연된 모아레 간섭이 어떤 가시적인 모아레 패턴도 가지지 않는 상기 영상을 이루는 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
  36. 제 33 항에 있어서, 시각의 지속성에 의해, 상기 교대로 위상지연된 모아레 간섭이 상기 CRT의 관측자에게 상기 모아레 패턴의 가시적인 상쇄를 초래하는 것을 특징으로 하는 위상지연방법.
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