KR100296195B1 - 마스크 개구 컬럼 간격이 있는 새도우 마스크를 구비한 칼라 수상관 - Google Patents

마스크 개구 컬럼 간격이 있는 새도우 마스크를 구비한 칼라 수상관 Download PDF

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Abstract

본 발명의 칼라 수상관(10)은 뷰잉 스크린(22)과 일정한 간격을 두고 내부에 탑재된 새도우 마스크(24)를 구비하고 있다. 새도우 마스크는 2개의 긴 측면과 2개의 짧은 측면으로 이루어진 장방형 외주면을 가지고 있다. 또한, 이 새도우 마스크에는 마스크의 중심을 통과하며 상기 장방형 외주면의 긴 측면과 평행한 장축(X)과, 마스크의 중심을 통과하며 상기 장방형 외주면의 짧은 측면과 평행한 단축(Y)이 있다. 상기 새도우 마스크는 상기 단축과 평행하고 그 내부의 테두리의 종단에 있는 컬럼(37)의 형태로 배열된 슬릿형 개구(36)를 포함한 개구 어레이(35)를 구비하고 있다. 본 발명에 따른 칼라 수상관에 의하면, 상기 장축과 평행한 컬럼 대 컬럼 간격(aH)은 상기 새도우 마스크의 적어도 일부분에서 의사 반복 변화(pseudo-cyclic variation)를 포함하고, 상기 의사 반복 변화 내에서의 완전한 사이클은 9개의 연속 컬럼 이하의 컬럼 사이의 컬럼 대 컬럼 간격 내에서 발생하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 개구 컬럼 간격이 있는 새도우 마스크를 구비한 칼라 수상관{COLOR PICTURE TUBE WITH SHADOW MASK HAVING IMPROVED MASK APERTURE COLUMN SPACING}
본 발명은 컬럼의 형태로 배열되어 각 컬럼내에서 마스크의 내부에 지지봉 (tie bar)에 의해 분리되는 슬릿형 개구가 있는 새도우 마스크를 구비한 칼라 수상관에 관한 것으로서, 특히, 가시도의 반사(aliasing), 즉 가시도의 열화를 저감하기 위해 개구 컬럼의 간격을 새도우 마스크의 양단에서 변경할 수 있는 칼라 수상관에 관한 것이다.
근래, 가장 널리 사용되고 있는 주요 칼라 수상관들은 라인 스크린과, 슬릿형 개구를 갖는 새도우 마스크를 구비하고 있다. 이 슬릿형 개구는 컬럼의 형태로 배열되고, 각 컬럼에 인접한 개구는 새도우 마스크의 내부에 웨브(web) 또는 지지봉(tie bar)에 의해 서로 분리되어 있다. 새도우 마스크의 수직 피치(av)를 한정하는 상기 지지봉은 수상관이 수상관의 뷰잉 면판 내부의 외형을 다소 평행하게 하는 돔형(dome-shape)의 외형으로 형성되는 경우에 새도우 마스크 내에서 그 외형의 보전을 유지하기 위해서 필연적으로 사용되고 있다. 이러한 형태의 초기의 수상관에 있어서는, 장축, 즉 수평 피치(aH)를 따라 인접한 개구 컬럼 중심선 사이의 분리가 새도우 마스크의 중심부에서 에지부까지 일정하게 유지되고 있었으나, 나중의 일부 수상기에 있어서는 곡률이 증가된 새도우 마스크 및 1979년 1월 23일자로 모렐(A. M. Morrell)씨 에게 특허 허여된 미국 특허 제4,136,300호에 개시된 바와 같은 개구 컬럼 피치의 변화를 갖는 새도우 마스크를 포함하고 있다. 상기한 나중의 수상기에 있어서는, 인접한 개구 컬럼의 중심선간의 피치가 새도우 마스크의 중심부로부터 에지부로 점차 증가되고 있었다. 이와 같은 피치의 증가는 단축에서의 거리의 제곱과 같이 통상적으로 장축을 따라 변화되고 있다. 나중의 수상기에 있어서는 1986년 4월 15일자로 마스터톤(W. D. Masterton)씨 에게 허여된 미국 특허 제4,583,022호에 개시된 바와 같은 단축으로부터의 거리의 4제곱과 같이 장축을 따라 변화되는 새도우 마스크 개구의 컬럼 대 컬럼 피치가 사용되고 있다.
이와 같은 종래의 칼라 수상관에 있어서는 동작중에 비디오 반사(video aliasing)가 발생될 수 있다고 하는 문제가 있었다. 비디오 반사는 비디오 신호가 고주파수를 포함할 때 통상적으로 발생되는 비디오 화상 내에서의 아티팩트 (artifact), 결함 또는 왜곡을 의미한다. 이러한 비디오 반사는 아날로그 및 디지탈 비디오 신호의 양쪽의 신호 모두에서 발생될 수 있다. 아날로그 비디오 반사는 고휘도 주파수와 수상관의 새도우 마스크의 수평 주기성으로 인한 수평 공간 주파수 사이에서 발생될 수 있는 것과 같은 2개의 주파수간의 간섭에 의해 통상 발생된다. 이러한 반사는 물결 무늬(moire) 또는 오늬 무늬(herringbone)의 패턴으로 나타날 수 있다. 디지탈 비디오 반사는 디지탈 신호의 충분하지 않은 샘플링 또는 필터링 불량에 의해 초래될 수 있고, 대각선상의 들쭉날쭉한 에지 및 세부 화상내의 변동과 같이 나타나고 있다.
비디오 시스템에 있어서, 이와 같은 반사는 화상이 샘플링 비율에 대한 나이퀴스트 범위 이상으로 주파수 성분을 포함하도록 샘플링될 때 나타날 수 있다. 나이퀴스트 주파수(fN)는 새도우 마스크를 이론적으로 나타낼 수 있는 최대 주파수를 의미한다. 이와 같은 반사 문제를 해소하기 위한 초기의 방법으로는 수상관의 나이퀴스트 주파수를 증가시켜서 수평 스크린 피치를 감소시키는 방법이 사용되고 있었으나, 이 방법을 이용하면, 고비용 및 생성에 제한이 따르게 되는 결점이 있었다. 또다른 해결 방법으로는 낮은 전류로 큰 전자 빔 스폿을 갖는 전자총을 설계하는 방법이 사용되었으나, 이 방법에 따른 큰 전자 빔 스폿에 의해서는 수상관의 해상도가 수용할 수 없을 정도로 저하될 수 있다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 비디오 반사 문제를 해결할 수 있는 새도우 마스크를 구비한 칼라 수상관을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 칼라 수상관의 축방향으로 절취된 측단면도.
도 2는 도 1의 칼라 수상관의 마스크 프레임 어셈블리의 정면도.
도3은 도 1의 칼라 수상관의 새도우 마스크의 일부분의 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 칼라 수상관
22 : 뷰잉 스크린
24 : 새도우 마스크
25 : 곡면형 개구부
35 : 개구 어레이
36 : 슬릿형 개구
37 : 컬럼
38 : 지지봉(tie bar)
본 발명에 따른 개선된 칼라 수상관은 뷰잉 스크린과 일정한 간격을 두고 내부에 탑재된 새도우 마스크를 구비하고 있다. 새도우 마스크는 2개의 긴 측면과 2개의 짧은 측면으로 이루어진 장방형 외주면을 가지고 있다. 또한, 이 새도우 마스크내에는 마스크의 중심을 통과하며 상기 장방형 외주면의 긴 측면과 평행한 장축과, 마스크의 중심을 통과하며 상기 장방형 외주면의 짧은 측면과 평행한 단축 (Y)이 있다. 상기 새도우 마스크는 상기 단축과 평행하고 그 내부의 테두리의 종단에 있는 컬럼의 형태로 배열된 슬릿형 개구를 포함한 개구 어레이를 구비하고 있다. 본 발명에 따른 칼라 수상관은, 상기 장축과 평행한 컬럼 대 컬럼 간격이 새도우 마스크의 적어도 일부분에서 의사 반복 변화를 포함하고, 상기 의사 반복 변화 내에서의 완전한 사이클은 9개의 연속 컬럼 이하의 컬럼 사이의 컬럼 대 컬럼 간격 내에서 발생하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 장방형 면판 패널(12) 및 장방형 퍼넬(15)에 의해 접속된 관형네크(14)로 이루어진 유리 엔벌로프(11)를 구비한 칼라 수상관(10)을 도시하고 있다. 장방형 퍼넬(15)은 애노드 버튼(16)에서 관형 네크(14)로 연장시키는 내부 전도성 코팅층(도시 생략)을 포함하고 있다. 장방형 면판 패널(12)은 뷰잉 면판(18)과, 유리 프릿(17)에 의해 장방형 퍼넬(15)에 밀봉되는 주변 플랜지, 즉 측벽(20)을 포함하고 있다. 뷰잉 면판(18)의 내부면에는 3색 형광 스크린이 지지되어 있다. 이 3색 형광 스크린(22)은 3색의 형광 라인을 각각 갖는 3개 한조(triad)로 배열된 형광 라인으로 이루어진 라인 스크린이다. 다중 개구의 색 선택 전극, 즉 새도우 마스크(24)는 스크린(22)에 대해 소정 간격을 두고 종래의 수단에 의해 착탈가능하게 장착되어 있다. 도 1에 점선으로 개략적으로 도시된 전자총(26)은 3개의 전자 빔을 생성해서 새도우 마스크(24)의 집속 경로를 따라 스크린(22)을 향해 지향되도록 관형 네크(14)의 내부 중심에 장착되어 있다.
도 1의 칼라 수상관은 퍼넬 대 네크 접속부의 부근에 도시된 외부 자기 편향 요크(30)에 이용될 수 있도록 설계되어 있다. 동작시에, 편향 요크(30)는 3개의 전자 빔(28)이 스크린(22) 상의 장방형 래스터에 수평 및 수직으로 주사되도록 하는 자계에 영향을 받게된다. 편향의 개시 평면은 상기 편향 요크(30)의 중간에 위치하게 된다. 프린지 필드(fringe field)에 의하여 칼라 수상관의 편향 구역은 편향 요크(30)로부터 전자총(26)의 영역으로 연장된다. 도시의 간소화를 위해, 도 1에서는 편향 구역에서의 편향된 빔 경로의 실제의 곡률은 도시 생략 하였다.
새도우 마스크(24)는 주변 프레임(34)을 포함하는 마스크 프레임 어셈블리(32)의 일부분이다. 마스크 프레임 어셈블리(32)는 도 1의 면판 패널(12)의 내부 및 도 2의 정면에 위치 설정되어 있다. 새도우 마스크(24)는 곡면형 개구부(25)와, 이 곡면형 개구부(25)를 둘러싸는 무개구 에지부(27) 및 상기 무개구 에지부(27)로부터 이면으로 구부러져 스크린(22)에서 멀어지도록 연장하는 스커트부 (29)를 포함한다. 상기 새도우 마스크(24)는 주변 프레임(34)의 내부에 삽입되어, 스커트부(29)가 주변 프레임에 용접되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 새도우 마스크(24)는 마스크의 중심을 통과하여 장방형 외주면의 긴 측면과 평행한 장축(X)과, 마스크의 중심을 통과하여 장방형 외주면의 짧은 측면과 평행한 단축(Y)을 가지고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 새도우 마스크(24)는 단축(Y)과 평행한 컬럼(37)의 형태로 배열된 슬릿형 개구(36)의 개구 어레이(35)를 구비하고 있다. 각 컬럼의 인접 개구(36)는 마스크의 내부에서 지지봉(38)에 의해 분리되어 있는데, 즉 마스크의 특정 위치에서 지지봉 피치, 즉 수직 피치(aV)로서 정의되는 컬럼내의 인접한 지지봉(38)의 중심 사이의 간격으로 분리되어 있다.
양호한 실시예에 있어서, 장축(X)과 평행하게 이격된 컬럼 대 컬럼 간격, 즉 수평 피치(aH)는 마스크의 중심으로부터 마스크의 2개의 짧은 측면의 각각으로의 '의사 반복 변화'를 포함한다. 의사 반복 변화는 일정하지 않은 방식으로 실제의 주기 변화로부터 다소 편향될 수 있는 변화를 의미한다. 완전한 사이클은 특정 간격 패턴을 포함한다. 양호한 실시예에 있어서, 의사 반복 변화내에서의 완전한 사이클은 9개의 연속 컬럼 이하의 컬럼 사이의 컬럼 대 컬럼 간격으로 발생한다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 다섯가지의 실시예로서 예시하고 있다. 각 실시예에 있어서, p 의 값은 지정된 영역 내에서 장축과 평행한 평균 컬럼 대 컬럼 간격이고, x 의 값은 p 의 20% 이하이다. 20% 를 초과하는 x 의 값으로는 스크린 라인 간격 변화가 너무 눈에 띄게된다. 제1 실시예에 있어서, 컬럼 대 컬럼 간격, 즉 수평 피치(aH)의 의사 주기 변화는 p, p-x, p, p+x, p, p-x, p. p+x, p 등의 패턴으로 수행된다. 제2 실시예에 있어서, 컬럼 대 컬럼 간격의 의사 주기 변화는 p, p-x, p, p+x, p 의 패턴으로 수행된다. 제4 실시예에 있어서, 컬럼 대 컬럼 간격의 의사 주기 변화는 p-x, p+x, p-x, p+x, p-x, p+x 등의 패턴으로 수행된다. 제5 실시예에 있어서, 컬럼 대 컬럼 간격의 의사 주기 변화는 p, p, p+x, p+x, p, p, p-x, p-x, p, p, p+x, p+x, p, p, p-x, p-x, p, p 등의 패턴으로 수행된다. 전술한 모든 실시예에 있어서, 의사 주기 변화는 마스크의 각각의 짧은 측면과 중심 사이의 마스크의 최소한 일부분을 통해서 연장한다. 바람직하게, 의사 주기 변화는 그 중심에서 마스크의 각각의 짧은 측면으로 연장한다. 전술한 식의 x 의 값은 2개의 제한된 값들 사이에서 모든 사이클을 변경시키거나 또는 새도우 마스크 전체에 걸쳐서 일정하게 유지될 수 있는 불규칙하게 분포된 변수로 구성할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 변화하는 개구 컬럼 간격의 기술에 의해 수평 방향으로 불규칙하게 스크린 화소를 분포시킴으로써, 반사 스펙트럼 에너지를 넓게 확산시킬 수 있다. 반사 스펙트럼 에너지의 확산에 의해 인간의 눈으로 식별할 수 있는 반사 아티팩트의 양을 크게 저감할 수 있게 된다. 전술한 식에서 14%의 차이를 대략50% 의 반사 개선을 실현할 수 있다.

Claims (8)

  1. 뷰잉 스크린(22)과 일정한 간격을 두고 내부에 탑재된 새도우 마스크(24)를 구비하고, 상기 새도우 마스크는 2개의 긴 측면과 2개의 짧은 측면으로 이루어지고 마스크의 중심을 통과하며 상기 긴 측면과 평행한 장축(X) 및 마스크의 중심을 통과하며 상기 짧은 측면과 평행한 단축(Y)이 있는 장방형 외주면을 가지며, 상기 새도우 마스크는 상기 단축과 평행한 컬럼(37)의 형태로 배열된 슬릿형 개구(36)를 포함하는 개구 어레이(35)를 구비한 칼라 수상관(10)에 있어서,
    상기 장축(X)의 방향으로의 컬럼 대 컬럼의 간격(aH)은 상기 새도우 마스크 (24)의 적어도 일부분에서 의사 반복 변화를 포함하고, 상기 의사 반복 변화 내에서의 완전한 사이클은 9개의 연속 컬럼(37) 이하의 컬럼 사이의 컬럼 대 컬럼 간격 내에서 발생하는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 대 컬럼 간격(aH)의 의사 반복 변화는 p, p-x, p, p+x, p, p-x, p. p+x, p 등의 패턴으로 수행(p 의 값은 지정된 영역 내에서 장축(X)과 평행한 평균 컬럼 대 컬럼 간격이고, x 의 값은 p 의 20% 이하이다)되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 대 컬럼 간격(aH)의 의사 반복 변화는 p-x,p+x, p-x, p+x, p-x, p+x 등의 패턴으로 수행(p 의 값은 지정된 영역 내에서 장축 방향에서의 평균 컬럼 대 컬럼 간격이고, x 의 값은 p 의 20% 이하이다)되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 대 컬럼 간격(aH)의 의사 반복 변화는 p, p-x, p, p+x, p 의 패턴으로 수행(p 의 값은 지정된 영역 내에서 장축(X)과 평행한 평균 컬럼 대 컬럼 간격이고, x 의 값은 p 의 20% 이하이다)되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 대 컬럼 간격(aH)의 의사 반복 변화는 p, p, p+x, p+x, p, p, p-x, p-x, p, p, p+x, p+x, p, p, p-x, p-x, p, p 등의 패턴으로 수행(p 의 값은 지정된 영역 내에서 장축과 평행한 평균 컬럼 대 컬럼 간격이고, x 의 값은 p 의 20% 이하이다)되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서, x 의 값은 모든 사이클을 변경시키는 2개의 제한된 값들 사이에서 불규칙하게 분포된 변수인 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서, x의 값은 또는 새도우 마스크(24)전체에 걸쳐서 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  8. 뷰잉 스크린(22)과 일정한 간격을 두고 내부에 탑재된 새도우 마스크(24)를 구비하고, 상기 새도우 마스크는 2개의 긴 측면과 2개의 짧은 측면으로 이루어지고 마스크의 중심을 통과하며 상기 긴 측면과 평행한 장축(X) 및 마스크의 중심을 통과하며 상기 짧은 측면과 평행한 단축(Y)이 있는 장방형 외주면을 가지며, 상기 새도우 마스크는 상기 단축과 평행한 컬럼(37)의 형태로 배열된 슬릿형 개구(36)를 포함하는 개구 어레이(35)를 구비한 칼라 수상관(10)에 있어서,
    상기 장축(X)과 평행한 컬럼 대 컬럼의 간격(aH)은 상기 새도우 마스크(24)의 중심부에서 상기 새도우 마스크의 2개의 짧은 측면의 각각으로의 의사 반복 변화를 포함하고, 상기 의사 반복 변화 내에서의 완전한 사이클은 9개의 연속 컬럼(37) 이하의 컬럼 사이의 컬럼 대 컬럼 간격 내에서 발생하는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
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