JP2005522133A - フォーカス・マスク用のダイナミック・フォーカス電圧 - Google Patents

Abstract

ビデオ表示装置の陰極線管のテンション・フォーカス・マスク（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｆｏｃｕｓ ｍａｓｋ）用にダイナミック・フォーカス電圧発生器が備えられる。テンション・フォーカス・マスクは、間隔をおいて配置されたストランド（ｓｔｒａｎｄ）、およびストランドから離され間隔をおいて配置されたクロスワイヤ（ｃｒｏｓｓｗｉｒｅ）を備える。水平偏向周波数の同期信号を使用して、ＣＲＴスクリーン上の電子ビームの位置に従って変化するダイナミック・フォーカス電圧成分を発生する。垂直偏向周波数の同期信号を使用して、ＣＲＴスクリーン上の電子ビームの位置に従って変化するダイナミック・フォーカス電圧成分を発生する。この時間的に変動する電圧成分を直流電圧成分と合成して、ストランドとクロスワイヤとの間にダイナミック・フォーカス電圧を発生する。

Description

本発明は、一般に、カラー受像管すなわち陰極線管（ＣＲＴ）のフォーカス・マスクの導体に供給されるフォーカス（ｆｏｃｕｓ）電圧に関する。

カラー受像管は、３本の電子ビームを形成し、受像管スクリーンの方に流す電子銃を備えている。スクリーンは、受像管のフェースプレートの内面に配置され、異なる３種の発色性蛍光体エレメントの配列より成る。アパーチャ・マスクまたはシャドーマスクは、電子銃とスクリーン間に配置され、各電子ビームがそれに関連する蛍光体エレメントにのみ当たるようにする。シャドーマスクは鋼のような金属の薄板であり、受像管フェースプレートの内面とある程度平行に形成される。シャドーマスクはドーム型（ｄｏｍｅｄ）またはテンション型（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ）である。

テンション型のマスク（テンション・フォーカス・マスクと呼ばれる）は、互いに直角に交わり且つ絶縁物で隔てられる２組の導電性エレメントを含んでいる。一般に、テンション・フォーカス・マスクでは、一組の導電性垂直ライン（ストランド）はテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ：伸張、張力、張り）を受けており、ストランドの上に一組の導電性水平エレメント（クロスワイヤ）が重ねられる。クロスワイヤとストランドにそれぞれ異なる電圧が供給される。クロスワイヤに供給される電圧とストランドに供給される電圧との差であるフォーカス電圧は、フォーカス・マスクの各アパーチャ内に４極のフォーカス（ｆｏｃｕｓ：集束）レンズを作り出す。マスクのアパーチャは矩形で、隣接する垂直ストランドと水平クロスワイヤとの間に形成される。

一般に、ビームがＣＲＴの中心から端の方へ掃引するにつれて、フォーカス・マスクとスクリーン間の距離（ビームの進路に沿って測定される）は増加する。ビームの進路に沿ってマスクからスクリーンまでの間隔が変化するので、もしスクリーンの中心で必要条件を満足させるようにフォーカス電圧差が選択されると、スクリーン周辺でビームのオーバーフォーカス（ｏｖｅｒ‐ｆｏｃｕｓｉｎｇ：過集束）を生じる。例えば、２７インチのスクリーンと１１０度を有するＣＲＴの場合、スクリーンの中心で満足なビーム・スポットを生じるフォーカス電圧差は、スクリーンの端で必要とされるものから３０％だけ異なる。このようなフォーカスの差を回避することが望ましい。

本発明を実現するために、垂直レート（周波数）で変調される振幅に従って、フォーカス電圧の差を水平レートで変化させる。従って、ビームのオーバーフォーカスが防止され、有利である。

（発明の概要）
ビデオ表示装置の陰極線管（ＣＲＴ）のテンション（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ）フォーカス・マスクのための、本発明の特徴を具体化するフォーカス電圧発生器は、間隔をおいて配置された第１の複数のストランド、およびストランドから離され、間隔をおいて配置された第２の複数のクロスワイヤを備える。偏向周波数に関連する周波数の第１の信号源（ソース）が備えられる。波形発生器が第１の信号に応答して、ＣＲＴのスクリーン上の電子ビームの位置に従って変化するダイナミック・フォーカス電圧がストランドとクロスワイヤとの間に発生される。

図１は、ガラスのエンベロープ１２を備える陰極線管（ＣＲＴ）を示す。矩形のパネル１４と管状ネック１６は、矩形のファネル１８で接続される。ファネル１８は、アノード・ボタン２０からネック１６へ延長する内部の導電性コーティング（図示せず）を備える。パネル１４には、フェースプレート２２、およびガラス・フリット２６でファネル１８に密封される周辺フランジ（側壁）２４が含まれる。三色蛍光体スクリーン２８はフェースプレート２２の内面で支持される。スクリーン２８はライン・スクリーンであり、蛍光体のラインが三つ組で配置され、各三つ組は、三色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を発する蛍光体ラインを含んでいる。テンション・フォーカス・マスク３０は、スクリーンと所定の間隔をおいて取外し可能に取り付けられている。電子銃３２（破線で概略を示す）は、ネック１６内部の中央に取り付けられる。電子銃３２は、マスク３０を通りスクリーン２８に至る収束（コンバージェント）路に沿って、中央のビームと２本のサイド・ビームを形成する３本のイン‐ライン電子ビーム赤、緑、青（図示せず）を発生する。

偏向ヨーク３４は、ファネルに取り付けられる。偏向ヨーク３４は、水平周波数Ｆｈ（約１５，７２４Ｈｚ）で水平偏向電流（図示せず）を流すための水平偏向巻線、および垂直周波数Ｆｖ（６０Ｈｚ）で垂直偏向電流（図示せず）を流すための垂直偏向巻線（図示せず）を含んでいる。偏向ヨーク３４は３本のビームを磁界の影響下に置き、磁界によってビームを矩形のラスタとしてスクリーン２８の水平と垂直方向に走査させる。

偏向ヨーク３４において、高速の走査が水平方向Ｘに起こり、低速の走査が垂直方向Ｙに起こる。しかしながら、本発明は、高速走査が垂直方向Ｙに起こり、低速走査が水平方向Ｘに起こる、実施例（図示せず）にも同様に利用することができる。

図２に、テンション・マスク３０を詳細に示す。図１および図２において、同様な記号および数字は、同様な要素および機能を表示する。図２のテンション・マスク３０には２つの長辺（３６、３８）と２つの短辺（４０、４２）が含まれる。マスク３０の２つの長辺（３６、３８）は、図１の陰極線管１０の水平方向の長軸（Ｘ）と平行になる。

図２のテンション・マスク３０は二組の導体、中央の短軸ｙに平行で且つ互いに平行なストランド４４、および中央の主軸ｘに平行で且つ互いに平行なクロスワイヤ４６、を含んでいる。ストランド４４は平坦なストリップで、垂直方向に延長し、約１２ｍｉｌの幅、約２ｍｉｌの厚さ、そして０．９１ｍｍのセパレーション（ピッチ）を有する。クロスワイヤ４６は丸い横断面（直径約１ｍｉｌ）を有し、１６ｍｉｌのピッチで水平方向に延長する。ストランド４４とクロスワイヤ４６は、既知方法（図示せず）により、適当な絶縁物でＺ軸（図１）の方向に互いに隔てられる。Ｚ軸の方向におけるストランド４４とクロスワイヤ４６間のピッチは、例えば、約０．６７５インチである。このような構成の実例は、米国特許第５，６４６，４７８号、ノスカー（Ｎｏｓｋｅｒ）氏外の「電気的接続手段を有するカラー受像管用の単軸テンション・フォーカス・マスク」に示されている。

ストランド４４は、ＣＲＴ（１０）のガラスの内側表面に形成される第１の導電層（図示せず）を介して電極２０（図１）に電気的に結合される。電極２０の電圧Ｖ２０（図２）は各ストランドに供給される。同様に、クロスワイヤ４６は、ＣＲＴ（１０）のガラスの内側表面に形成される第２の導体（図示せず）を介して電極２１（図１）に電気的に結合される。電極２１の電圧Ｖ２１（図２）は各クロスワイヤ４６に供給される。このような構成の一例は、ノスカー（Ｎｏｓｋｅｒ）氏外の特許に開示されている。

例えば、米国特許第４，４６４，６０１号、スタンレー・ブルーム（Ｓｔａｎｌｅｙ Ｂｌｏｏｍ）氏の「４極集束カラー選択構造を有するＣＲＴ」において説明されているものと同様な方法で、電圧Ｖ２０とＶ２１は、各アパーチャ（例えば、アパーチャ７２）において、静電４極集束（フォーカス）レンズを形成する。各アパーチャ７２は、隣接する一対のクロスワイヤ４６と一対のストランド４４によって形成される。

図３は、図２のクロスワイヤ４６に結合されるダイナミック集束電圧Ｖ２１を発生するための、本発明を具体化する電源１００のブロック図である。高圧電源１０１は、ストランド４４に結合されるフォーカス（集束）電圧Ｖ２０を一定のレベルで発生する。図１、２、３において同様な記号および番号は同様な要素または機能を表示する。

高圧電源１０１は、従来の水平偏向回路出力段の高圧電源（図示せず）と同様な構造を有し、フライバック・トランスＴ１、整流器Ｄ１、およびフィルタ・コンデンサＣ１を含み、端子２０で発生される高電圧（例えば、３０ｋＶ）で直流（ＤＣ）電圧Ｖ２０を発生する。従来の低圧電源１０２は交流（ＡＣ）電圧（図示せず）を発生する。交流電圧は、トランスＴ２を介して整流器Ｄ２に結合され、フィルタ・コンデンサＣ２内に一定のＤＣ電圧ＶＤＣを発生する。電圧ＶＤＣは電圧Ｖ２０と加算され、トランスＴ３の巻線Ｔ３ａの端子Ｔ３ａ１に結合されて、電圧Ｖ２１のＤＣ電圧成分（直流分）を供給する。

周期的水平同期信号Ｈｓ（周期Ｈを有する）と周期的垂直同期信号Ｖｓ（周期Ｖを有する）はそれぞれ、ソース（図示せず）から入力端子１０４ａと１０３ａに結合される。信号Ｈｓ／Ｖｓのソース（信号源）は従来のもので、入来する複合ビデオ信号から信号ＨｓとＶｓを分離する同期分離回路（ビデオ・ディスプレイの）を含んでいる。分離された同期信号ＨｓとＶｓは互いにタイム・シフト（時間的に移動）される。

垂直同期信号Ｖｓは波形発生器１０３に結合される。波形発生器１０３は、信号Ｖｓから、全波整流された正弦波１０３ｂを垂直周波数Ｆｖで発生する。水平同期信号Ｈｓは波形発生器１０４に結合される。波形発生器１０４は、信号Ｈｓから、全波整流された正弦波１０４ｂを水平周波数Ｆｈで発生する。信号１０３ｂと１０４ｂは、増倍器（変調器）１０５内で増倍され、トランスＴ３を介して変成器結合され、電圧Ｖ２１の変成器結合されたダイナミック・フォーカス電圧成分ＶＤＦを発生する。トランスＴ３とＴ２は変調器１０５と電源１０２をそれぞれ高電圧Ｖ２０から分離する。ダイナミック・フォーカス電圧成分ＶＤＦは、全波整流された正弦波信号（水平周波数Ｆｈの）であって、ピーク振幅が、全波整流された正弦波のように周波数Ｆｖで変化する。

図１で、電子ビームＥＢが、スクリーン２８の縦方向の中央に位置する、走査線の横方向の中央（２００）にあるとき、電圧ＶＤＣとＶＤＦ（図３）の和のピーク値は、最大値（例えば、８５０Ｖ）になるように選択される。電子ビームＥＢが、スクリーン２８の最上部（走査ライン２０１のエッジ）、およびスクリーン２８の最下部（走査ライン２０３のエッジ）のような、スクリーンの四隅にあるとき、ＶＤＣとＶＤＦの和のピーク値（図３）は、最小値（例えば、５８０Ｖ）になる。

図１の各水平走査線において、電圧ＶＤＣとＶＤＦ（図３）の和のピーク値は、走査線の水平方向の中心点で最大値となり、走査線の右端と左端において最小値となる。このように、電子ビームＥＢ（図１）が、スクリーン２８の中心から、Ｘ軸またはＹ軸に沿って、離れるにつれて電圧Ｖ２１とＶ２０（図３）の差は減少する。一方、電子ビームＥＢが、スクリーン２８の中心方向に、Ｘ軸またはＹ軸に沿って、移動するにつれて、電圧Ｖ２１とＶ２０（図３）の差は増加する。電圧Ｖ２１とＶ２０の差は、前に述べたテンション・マスク３０（図２）の幾何学的形状によって決まる。形状の異なるテンション・マスク３０が選択されると、電圧Ｖ２１とＶ２０の差が異なることを理解すべきである。

図３に示すものと同様なダイナミック・フォーカス電圧の構成は、トランスポーズド走査（ｔｒａｎｓｐｏｓｅｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ）を行う実施例（図示せず）に利用することができる。トランスポーズド走査は、例えば、論文「トランスポーズド走査、超スリムなＣＲＴを実現する方法」（クリジン（Ｋｒｉｊｎ）氏外、ＳＩＤ２００１年６月ダイジェストで出版）に記述されている。トランスポーズド走査は、ドイル（Ｄｏｙｌｅ）氏外の米国特許第４，９８９，０９２号「走査方向のトランスポジションを使用する画像表示装置」にも記述されている。

テンション・フォーカス・マスク・アセンブリを含む、カラー受像管の、軸方向における、側面図である。 図１のテンション・フォーカス・マスク・アセンブリの斜視図である。 図１のテンション・フォーカス・マスク・アセンブリに結合されるダイナミック・フォーカス電圧を発生するための、本発明を具体化する、電源のブロック図である。

Claims (5)

1. 間隔をおいて配置された第１の複数のストランドおよび前記ストランドから離され間隔をおいて配置された第２の複数のクロスワイヤを備えるビデオ表示装置のＣＲＴ（陰極線管）のテンション形フォーカス・マスク（ｔｅｎｓｉｏｎｅｄ ｆｏｃｕｓ ｍａｓｋ）用のフォーカス電圧発生器であって、
   偏向周波数に関連する周波数の第１の信号のソース（源）と、
   前記第１の信号に応答し、前記ＣＲＴのスクリーン上の電子ビームの位置に従って変化し且つ前記ストランド（ｓｔｒａｎｄ）とクロスワイヤ（ｃｒｏｓｓｗｉｒｅ）との間に発生されるダイナミック・フォーカス電圧を発生させる波形発生器と、から成る、前記フォーカス電圧発生器。
2. 各瞬時において、前記ダイナミック・フォーカス電圧が前記ストランドの各々と前記クロスワイヤの各々との間で同じである、請求項１記載のフォーカス電圧発生器。
3. 前記ダイナミック・フォーカス電圧が直流電圧成分を含んでいる、請求項１記載のフォーカス電圧発生器。
4. 前記ダイナミック・フォーカス電圧が、水平偏向周波数に関連する周波数の電圧成分、および垂直偏向周波数に関連する周波数の電圧成分を含んでいる、請求項１記載のフォーカス電圧発生器。
5. 前記波形発生器が、水平偏向周波数または垂直偏向周波数の全波整流正弦波の発生器から成る、請求項１記載のフォーカス電圧発生器。
   
   
   
   
   

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