KR20040099385A - 포커스 마스크용 다이나믹 포커스 전압 - Google Patents

Abstract

다이나믹 포커스 전압 발생기는 비디오 디스플레이의 음극선관의 텐션 포커스 마스크용으로 제공된다. 텐션 포커스 마스크는 개별적으로 이격된 스트랜드와, 이 스트랜드로부터 분리되어 개별적으로 이격된 크로스와이어를 포함한다. 수평 편향 주파수에서의 동기 신호는 음극선관의 스크린상의 전자 빔의 위치에 따라 변하는 다이나믹 포커스 전압 성분을 발생하는데 사용된다. 수직 편향 주파수에서의 동기 신호는 음극선관의 스크린상의 전자 빔의 위치에 따라 변하는 다이나믹 포커스 전압 성분을 발생하는데 사용된다. 시간에 따라 변하는 전압 성분은 스트랜드와 크로스와이어 사이의 다이나믹 포커스 전압을 생성하기 위해 직류 전압 성분과 결합된다.

Description

포커스 마스크용 다이나믹 포커스 전압{DYNAMIC FOCUS VOLTAGE FOR A FOCUS MASK}

컬러 수상관은 튜브의 스크린에 3개의 전자 빔을 형성하여 조사하는 전자총을 포함한다. 스크린은 튜브의 면판(faceplate)의 내부면상에 배치되고, 3개의 서로 다른 컬러 방출 형광체의 소자 어레이로 구성된다. 개구 마스크 또는 섀도 마스크(shadow mask)는 전자총과 스크린 사이에 배치되어, 각 전자 빔이 그 빔과 결합된 형광체 소자에만 부딪치게 한다. 섀도 마스크는 강철과 같은 얇은 금속 시트이고, 이는 튜브 면판의 내부 표면과 어느정도 평행한 형태로 되어 있다. 섀도 마스크는 반구형이거나 팽창된 형태일 수 있다.

텐션 포커스 마스크(tension focus mask)로 불리는 텐션 마스크의 형태는 2개의 도전 소자 세트를 포함하고, 이들은 서로 직교하고, 절연체에 의해 분리되어 있다. 일반적으로 텐션 포커스 마스크에서 도전 라인 또는 스트랜드(strand)의 수직 세트는 팽창된 상태에 있고, 수평 도전 소자 세트는 스트랜드 위에 놓여 있는 크로스와이어(crosswire)로 종종 알려져 있다. 서로 다른 전압이 크로스와이어 세트와 스트랜드 세트에 각각 인가된다. 크로스와이어에 인가된 전압과 스트랜드에 인가된 전압 사이의 차이인 포커스 전압은 포커스 마스크의 각 개구에서 4중극 포커싱 렌즈를 생성한다. 마스크 개구는 직사각형이고, 인접 수직 스트랜드와 인접 수평 크로스와이어 사이에서 형성된다.

일반적으로, 포커스 마스크와 스크린 사이의 거리는, CRT의 중심으로부터 에지 방향으로 빔이 지나가면서 빔의 경로가 증가하는 것에 따라서 측정된다. 빔 경로에 따라 변하는 마스크 대 스크린 사이의 간격은, 포커스 전압의 차이가 스크린 중심에서의 요구 조건을 충족하도록 선택되면, 스크린의 주변에서는 빔의 오버-포커싱을 초래할 것이다. 예를 들어, 110 등급의 27인치 스크린의 CRT에서, 스크린 중심에서 수용될 수 있는 빔 스폿을 생성하는 포커스 전압의 차이는 스크린 에지에서 요구되는 것과 30%정도 다를 것이다. 포커싱에서는 상술한 차이를 피하는 것이 바람직하다.

본 발명의 새로운 특징을 달성함에 있어서, 포커스 전압의 차이는 수직 비율로 조정되는 진폭과 함께 수평 비율로 변화하도록 되어 있다. 따라서, 유익하게 빔의 오버포커싱이 방지된다.

본 발명은 2002년 4월 4일에 출원된 가출원 번호 60/369,920호를 우선권 주장하는 출원이다.

본 발명은 일반적으로 컬러 수상관(color picture tube) 또는 음극선관(CRT)의 포커스 마스크의 도전체에 포커스 전압을 인가하는 것에 관련된다.

도 1은 텐션 포커스 마스크 어셈블리를 포함하는 컬러 수상관의 축 섹션을 부분적으로 도시하는 측면도.

도 2는 도 1의 텐션 포커스 마스크 어셈블리의 사시도.

도 3은 도 1의 텐션 포커스 마스크 어셈블리에 접속된 다이나믹 포커스 전압을 발생하는 본 발명의 새로운 특징을 구현하는 전원 장치의 블록도.

본 발명의 특징을 구현하는 포커스 전압 발생기는, 비디오 디스플레이 장치의 음극선관의 텐션 포커스 마스크에 대해서, 제1의 다수의 개별적으로 이격된 스트랜드와, 이 스트랜드로부터 분리된 제2의 다수의 개별적으로 이격된 크로스와이어를 포함한다. 편향 주파수와 관련된 주파수에서의 제1 신호의 소스가 제공된다. 파형 발생기는 음극선관의 스크린상의 전자 빔의 위치에 따라 변하고, 스트랜드와 크로스와이어 사이에서 발전되는(developed) 다이나믹 포커스 전압을 발생하기 위해 제1 신호에 응답한다.

도 1은 유리 엔벨롭(glass envelope;12)을 갖는 음극선관(10)을 도시한다. 직각 패널(14) 및 튜브형 넥(16)은 직각 퓨널(18)로 연결된다. 퓨널(18)은 내부가 도전 코팅(도시 생략)되어 있으며, 이는 양극 버튼(anode button;20)에서 넥(16)까지 연장되어 있다. 패널(14)은 유리 프릿(26)으로 퓨널(18)에 밀봉된 주변 플랜지 또는 측벽(24)과 뷰잉 면판(viewing faceplate;22)을 포함한다. 3색의 형광 스크린(28)은 면판(22)의 내부 표면으로 수행된다. 스크린(28)은 3개 1조로 배치된 형광선으로 된 선 스크린(line screen)이고, 각각의 3개 1조는, 적-발광, 녹-발광, 청-발광 형광선 R, G 및 B 3색의 각 형광선을 포함한다. 텐션 포커스 마스크(30)는 스크린(28)에 소정 간격으로 이격되어 제거가능하게 장착되어 있다. 점선으로 개략적으로 도시된 전자총(32)은 넥(16)의 내부 중앙에 장착된다. 총(32)은 3개의 인-라인 전자 빔, 적, 녹, 청(도시 생략)을 생성하고, 이들은 마스크(30)를 통해 스크린(28)까지의 수렴 경로를 따라 중심 빔과 2개의 측면 빔을 형성한다.

편향 요크(34)는 퓨널에 장착된다. 편향 요크(34)는, 수평 주파수 Fh, 예를 들어, 약 15,724Hz에서 수평 편향 전류(도시 생략)를 도전시키는 수평 편향 와인딩(horizontal deflection winding)(도시 생략)과, 수직 주파수 Fv, 예를 들어, 60Hz에서 수직 편향 전류(도시 생략)를 도전시키는 수직 편향 와인딩(도시 생략)을 포함한다. 편향 요크(34)는, 빔이 스크린(28)을 통해 직사각형의 래스터에서 수평 및 수직으로 스캔하도록 하는 자기장에 3개의 빔을 주사한다.

편향 요크(34)에서, 고속 스캐닝은 수평 방향 X에서 발생하고, 저속 스캐닝은 수직 방향 Y에서 발생한다. 그러나, 본 발명은 수직 방향 Y에서 고속 스캐닝이 발생하고, 수평 방향 X에서 저속 스캐닝이 발생하는 실시예(도시 생략)에 대해서도 동일하게 적용가능하다.

텐션 마스크(30)는 도 2에서 보다 상세하게 도시된다. 도 1 및 도 2의 동일한 기호 및 번호는 동일한 아이템 또는 기능을 나타낸다. 도 2의 텐션 마스크(30)는 2개의 긴 측면(36, 38)과, 2개의 짧은 측면(40, 42)을 포함한다. 마스크(30)의 2개의 긴 측면(36, 38)은 도 1의 튜브(10)의 수평 주축(major axis) X와 평행하다.

도 2의 텐션 마스크(30)는 2개의 도전 세트를 포함하고, 이는 중심 단축(minor axis) y와 서로 평행한 스트랜드(44)와, 중심 장축 x와 서로 평행한 크로스와이어(46)이다. 스트랜드(44)는 수직적으로 확장하는 플랫 스트립이고, 이는 약 12 밀(mil)의 폭과 약 2 밀의 두께를 가지며, 0.91mm의 거리 또는 간격을 갖는다. 크로스와이어(46)는 라운드 크로스부를 가지며, 약 1 밀의 직경을 가지고, 16 밀의 거리 또는 간격으로 수평적으로 확장되어 있다. 스트랜드(44)와 크로스와이어(46)는, 도시되지는 않았지만 공지된 방식으로 적절한 절연체에 의해 도 1의 Z 축 방향에서 서로 분리되어 있다. Z 축 방향에서 스트랜드(44)와 크로스와이어(46) 사이의 거리는, 예를 들어 0.675 인치 정도이다. 이러한 구성의 한 예가 Nosker 등의 "전기적 접속 수단을 갖는 컬러 CRT용 단축 텐션 포커스 마스크(Nosker 등, 특허)"라는 제목의 미국 특허 번호 5,646,478호에 개시되어 있다.

스트랜드(44)는, CRT(10)의 유리 내부 표면상에 형성된 제1 도전층(도시 생략)을 통해 도 1의 전극(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 도 2의 전극 20의 전압 V20은 각 스트랜드(44)에 인가된다. 유사하게, 크로스와이어(46)는 CRT(10)의 유리 내부 표면상에 형성된 제2 도전체(도시 생략)를 통해 도 1의 전극(21)에 전기적으로 접속되어 있다. 도 2의 전극 21의 전압 V21은 각 크로스와이어(46)에 인가된다. 이러한 구성의 예가 Nosker 등의 특허에 개시되어 있다.

예를 들어, Stanley Bloom의 "4중극-포커싱 컬러-선택 구조의 CRT"라는 제목의 미국 특허 번호 4,464,601호에서 설명된 것과 유사한 방식으로, 전압 V20 및 V21은, 예를 들어, 개구(72)와 같은 각 개구에서 정전기 4중극-포커스 렌즈를 형성한다. 각 개구(72)는 인접한 한 쌍의 크로스와이어(46)와, 인접한 한 쌍의 스트랜드(44)에 의해 경계가 지워진다.

도 3은 도 2의 크로스와이어(46)에 접속된 다이나믹 포커스 전압 V21을 생성하는, 본 발명의 새로운 특징을 구현하는 전원 장치(100)의 블록도이다. 고전압 전원 장치(101)는 도 2의 스트랜드(44)에 접속된 일정한 레벨의 포커스 전압 V20을 발생한다. 도 1, 2, 및 3의 동일한 기호 및 번호는 동일한 아이템 또는 기능을 나타낸다.

고전압 전원 장치(101)는, 종래의 수평 편향 회로의 출력 단계의 구성(도시 생략)과 유사한 구성을 가지며, 예를 들어, 단자 20에서 발전되는 30kV의 고전압에서 직류(DC) 전압 V20을 생성하기 위한 필터 커패시터 C1, 정류기 D1, 및 귀선(flyback) 변성기 T1을 포함한다. 종래의 저전압 전원 장치(102)는 교류(AC) 전압을 생성하고, 이는 필터 커패시터 C2에서 일정한 DC 전압 VDC를 발전하기 위해 변성기 T2를 통해 정류기 D2와 변성기 결합(transformer-coupled)되어 있다. 전압 VDC는 전압 V20과 합산되어, 변성기 T3의 와인딩 T3a의 단자 T3a1로 연결되어, 전압 V21의 DC 전압 성분을 제공한다.

주기 H 및 V를 갖는 주기적 수평 동기 신호 Hs 및 주기적 수직 동기 신호 Vs는 각각, 소스(도시 생략)로부터 입력 단자(104a, 103a)에 각각 접속된다. 신호 Hs 및 Vs의 소스(도시 생략)는 종래와 같을 수 있고, 들어오는 합성 비디오 신호로부터 신호 Hs 및 Vs를 분리하는 비디오 디스플레이의 동기 분리기를 포함할 수 있다. 분리된 동기 신호 Hs 및 Vs는 서로에 대해 타임 시프트될 수 있다.

신호 Vs는 파형 발생기(103)에 접속된다. 발생기(103)는, 수직 주파수 Fv와 동일한 주파수에서 신호 Vs로부터 완전파(full-wave)로 정류된 사인파(103b)를 발생한다. 신호 Hs는 파형 발생기(104)와 접속된다. 발생기(104)는, 수평 주파수 Fh와 동일한 주파수에서 신호 Hs로부터 완전파로 정류된 사인파(104b)를 발생한다. 신호 103b 및 104b는, 계수기 또는 변조기(105)에서 계수되고, 전압 V21의 변성기 결합된 다이나믹 포커스 전압 성분 VDF를 생성하도록 변성기 T3을 통해 변성기 결합된다. 변성기 T3 및 T2는 고전압 V20으로부터 각각 변조기(105)와 전원 장치(102)를 분리한다. 다이나믹 포커스 전압 성분 VDF는, 완전파로 정류된 사인파 방식으로 주파수 Fv에서 변화하는 피크 진폭을 갖는 수평 주파수 Fh에서 완전파로 정류된 사인파 신호이다.

도 1의 전자 빔 EB가 도 1의 주사선(200)의 수평 중심에 있을 때, 즉, 스크린(28)의 수직 중심에 있을 때, 도 3의 전압 VDC 및 VDF의 합산된 피크값은 최대값, 예를 들어, 850V가 되도록 선택된다. 반면에, 전자 빔 EB가, 스크린(28)의 상부에 있는 도 1의 주사선(201)의 에지, 및 스크린(28)의 하부에 있는 주사선(203)의 에지와 같은 스크린(28)의 4개의 코너 중의 하나에 있을 때, 도 3의 전압 VDC 및 VDF의 합산된 피크값은 최소값, 예를 들어, 580V가 된다.

예를 들어, 도 1의 주사선(200)과 같은 각 수평선에서, 도 3의 전압 VDC 및 VDF의 합산된 피크값은 도 1의 주사선(200)의 수평 중심점(도시 생략)에서 최대값이 되고, 주사선(200)의 우측 및 좌측 말단(도시 생략) 각각에서 최소값이 된다. 이러한 방식으로, 도 3의 전압 V21과 V20 사이의 차이는, X 축 방향 또는 Y 축 방향에서 도 1의 전자 빔 EB가 스크린(28)의 중심으로부터 멀리 이동함에 따라 감소된다. 반면에, 도 3의 전압 V21과 V20 사이의 차이는, X 축 방향 또는 Y 축 방향에서 도 1의 전자 빔 EB가 스크린(28)의 중심쪽으로 이동함에 따라 증가한다. 전압 V21과 V20 사이의 차이는 상술한 도 2의 텐션 마스크(30)의 지오메트리에 의해 결정된다. 텐션 마스크(30)의 다른 지오메트리가 선택되면, 전압 V21과 V20 사이의 차이는 달라질 것은 자명하다.

도 3에서 도시된 것과 유사한 다이나믹 포커스 전압 구성은 전치 스캐닝(transposed scanning)이 구현되는 실시예(도시 생략)에서도 사용될 수 있다. 전치 스캐닝은, 예를 들어, 2001년 6월 SID 다이제스트에서 발표된 Krijn 등의 "전치 스캐닝: 슈퍼 슬림 CRT를 실현하는 방법"이라는 제목의 기사에서 기술되어 있다. 전치 스캐닝은 또한 Doyle 등의 "스캔 방향 전치를 사용하는 화상 디스플레이 장치"라는 제목의 미국 특허 출원 번호 4,989,092호에도 개시되어 있다.

Claims (5)

1. 제1의 다수의 개별적으로 이격된 스트랜드(strand) 및 상기 스트랜드로부터 분리된 제2의 다수의 개별적으로 이격된 크로스와이어(crosswire)를 포함하는 비디오 디스플레이 장치의 음극선관의 텐션 포커스 마스크(tensioned focus mask)용 포커스 전압 발생기에 있어서,

   편향 주파수와 관련된 주파수에서의 제1 신호의 소스; 및

   상기 음극선관의 스크린상의 전자 빔의 위치에 따라 변하고, 상기 스트랜드와 상기 크로스와이어 사이에서 발전되는(developed) 다이나믹 포커스 전압을 발생하기 위해 상기 제1 신호에 응답하는 파형 발생기

   를 포함하는 포커스 전압 발생기.
2. 제1항에 있어서, 매번, 상기 다이나믹 포커스 전압이 상기 스트랜드와 상기 크로스와이어 각각의 사이에서 동일한 포커스 전압 발생기.
3. 제1항에 있어서, 상기 다이나믹 포커스 전압은 직류 전압 성분을 포함하는 포커스 전압 발생기.
4. 제1항에 있어서, 상기 다이나믹 포커스 전압은 수평 편향 주파수와 관련된 주파수에서의 전압 성분, 및 수직 편향 주파수와 관련된 주파수에서의 전압 성분을포함하는 포커스 전압 발생기.
5. 제1항에 있어서, 상기 파형 발생기는 수평 편향 주파수 및 수직 편향 주파수 중 하나에서 완전파(full-wave)로 정류된 사인파 발생기를 포함하는 포커스 전압 발생기.