KR900001505B1 - 컬러 수상장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러 수상장치

제1는 본 발명의 한 실시예의 컬러 수상장치를 나타낸 개략 사시도.

제2도는 배면도.

제3도 및 제4도는 제1도의 A-A 및 B-B에 따르는 개략 단면도.

제5도는 제1도의 실시예의 컬러 수상장치의 각부로의 신호를 나타낸 타임챠드.

제6도는 제1도의 실시예의 컬러 수상장치에 적용된 전자총부를 나타낸 개략 사시도.

제7a도, 7b도 및 제8도는 본 발명을 설명하기 위한 전자총의 드라이브 특성도.

제9도는 본 발명의 다른 실시예의 컬러 수상장치의 각부로의 신호를 나타낸 타임챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컬러 수상장치 2 : 스크린

6-1, 6-2, 6-3, 6-4 : 전자총 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 : 주편향요크

8-1, 8-2, 8-3, 8-4 : 보조편향요크 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 : 소영역

본 발명은 컬러수상장치에 관한 것이며, 특히 스크린부를 여러개의 소 영역으로 불할 주사되는 컬러 수상장치에 관한 것이다.

근래에는 고품위 방송용 또는 이것에 따르는 대화면이 있는 고해상도 컬러 수상관이 필요하기 때문에 여러모로 검토가 되고 있다. 컬러 수상관을 고해상도화 하는 방법의 하나로서 스크린면에서의 전자 비임 스폿트 지름을 줄이지 않으면 안된다.

이것에 대해서 종래로부터 전자총 전극구조의 개량 또는 전자총 자체의 대형 대구경화, 신장화등이 도모되어 왔으나 아직 충분하지 않았다.

이것은 전자총과 스크린 면까지의 거리가 대형관으로 되는데 따라서 거리가 멀어지게되어 전자 렌즈 배율이 과도하게 커지는 것이 최대의 요인이다.

즉, 고행사도화를 실현하기 위해서는 전자총과 스크린 사이의 거리를 단축시키는 것이 중요하다.

또한, 이 경우 광각 편향에 의한 방법은 화면의 중앙과 주변의 배율차의 증대를 초래하기 때문에 좋지않다.

이로 인해서 종래로부터 독립된 소형의 컬러 수상관을 수직 및 수평방향으로 여러개 배치해서 고해상도인 대화면을 표시하는 방법이 일본 특개소 48-90428호 공보, 일본 특개소 49-21019호 공보, 일본 실개소 53-117130호 공보등에 제안되어있다.

이와 같은 종류의 방법은 옥외등의 분할 수가 많은 거대한 화면 표시에는 유효하지만 표시화면의 치수가 40인치 정도의 중(中) 규모 대화면 표시의 경우 각 영역마다 화면의 접합부가 눈에 띄어서 보기흉한 화면을 재생하는 것은 명백하다.

더욱이, 컴퓨터를 이용한 설계(CAD) 용도형 표시 단말기로써 사용하였을 경우, 표시화면에 접합부가 있다는 것은 치명적 결함으로 된다는 것은 물론이다.

그래서 수평방향으로 배치된 여러개의 독립된 수상관의 스크린부를 일체화된 구조로 일본 실공소 39-25641호 공보, 일본특공소 42-4928호 공보, 일본 특개소 50-17167호 공보등에 제안되어 있다.

이와 같이 일체화 스크린 구조로된 멀티 네크(multi-neck) 방식의 컬러 수상 장치에서는 전술한 독립된 컬러 수상관을 연이어 늘어 놓은 수상관과 수상관의 접합부는 없어져서 제법 보기 좋은 화면을 제공할 수 있게 된다.

그러나, 반대로 분할된 주사 영역이 매우 가깝게 서로 인접하게 되므로 휘도, 콘트라스트, 색상등의 약간의 차이도 눈에 띄게된다.

일반적으로 인간이 화상을 평가할 때 절대 평가는 어려우나 상대평가는 매우 민감하게 평가할 수 있으므로 매우 근접되어 두장의 화상을 배치하게되면 그 색상등의 상대적인 차이는 민감하게 눈에 띄게된다.

이것때문에 각 소영역 상호간의 휘도, 콘트라스트, 색상 등을 완전히 일치시켜야 하며, 조정의 복잡성이나 조정수의 많음은 실용상 매우 큰 피해로 되어 일체화 스크린 구조로된 멀티네크 방식의 컬러 수상 장치에서는 치명적인 결점으로 된다.

이와 같이 스크린부를 일체화한 분할주사하는 수상장치에 있어서, 컬러 표시를 할 경우에는 색 선택을 새도우마스크에 의해서 행하는 방식의 수상장치가 색선택이 간단하고 확실해서 인덱스(index) 방식같이 보통과는 다른 높은 주파수로 색전환을 할 필요가 없는등의 잇점 때문에 실용성은 크다.

그러나, 현재 넓게 사용되고 있는 새도우 마스크 방식의 컬러 수상장치는 스크린위에 도포된 R.G.B의 형광체에 대응한 3개의 전자 비임을 방사하기 위한 3개의 전자총이 하나의 네크내에 배치되어 있어서, 이들 3개의 전자총의 전류방사특성(드라이브 특성)은 제조상의 차이로 고르지 않게되므로 이와 같은 컬러 수상장치를 여러개 배열해서 스크린부를 일체화한 구조의 컬러 수상장치에서는 각 분할 영역간의 휘도, 콘트라스트,색상등을 완전히 일치시킬려면 방대한 수의 조정이 필요하게 되어 실용상 큰 문제가 있다.

본 발명은 전술한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 스크린부를 여러개의 소 영역으로 분할 주사되는 컬러 수상장치에 있어서, 각 소 영역의 휘도, 콘트라스트 색상등의 조정법을 간단히 하고, 또한 조정수를 감소시켜 실용성이 많은 컬러 수상장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 스크린부를 여러개의 소 영역으로 분할 주사하는 새도우 마스크 방식의 컬러 수상장치에 있어서 각 소 영역을 분할 주사하는 전자비임의 수를 한 개로 하고 이 한 개의 전자비임을 편향 주사하기 위한 주편향장치의 편향 중심면에서 실질적으로 여러개의 전자 비임으로 만들어 색전환을 하고 전술한 목적을 달성하게 되는 것이다.

이하 도면을 참조로 하면서 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명을 실시한 컬러 수상장치의 사시도이며, 제2도는 배면도, 제3도는 제1도의 A-A단면도, 제4도는 제1도의 B-B단면도이다. 제1도, 제2도 내지 제4도에서 컬러 수상장치 (1)는 스크린면(2)이있는 페이스플레이트(face plate) (3)와 이 페이스 플레이트(3)의 옆 벽부의 퍼넬(funnel)(4)을 거쳐서 연결된 다수의 네크(5-1), (5-2), (5-3), (5-4)와 이 네크내의 내장된 각각 한 개의 전자비임(15)을 방사하는 한 개의 전자총(6-1), (6-2), (6-3), (6-4)과 전술한 네크로부터 퍼넬에 걸쳐서의 외벽에 장착된 각 주 편향요크(7-1), (7-2), (7-3), (7-4)와 보조 편향요크(8-1), (8-2), (8-3), (8-4)와 전술한 스크린(2)에 소정의 간격으로 대립 설치된 다수의 구멍(aperture)(9)이 있는 새도우 마스크(10)와 이것을 지지하는 프레임(11)으로된 마스크부(12)와 전술한 스크린(2)위에 형성된 세개의 형광체 줄무늬 R.G.B를 한 그룹으로 하는 메탈벡된 여러개의 형광체(13)로 구성되어 있다.

마스크는 각 전자총에 대응해서 비임을 통과시키는 구멍이 있는 소유효 영역(10a)과 이들 소유효 영역 사이에 있는 비임을 통과시키는 비유효 영역(10b)으로 되어있다.

전자총부(6)에 배치되어 있는 각 전자총(6-1), (6-2), (6-3), (6-4)은 각각 한 개의 전자비임(15)을 방사하고 이들의 각 전자비임(15)은 각각 수평 편향장치(7a) 및 수직편향장치(7b)에 접속된 주편향요크(7-1), (7-2), (7-3), (7-4)에 의해서 스크린(2)위의 일정한 영역을 일정한 주기 T_H,T_V로 수평 및 수직 편향주사를 한다.

이때, 여러회의 수평편향으로 1회의 수직 편향을 하며 이 수직편향 주기에 동기하여 전술한 주 편향요크로 인한 편향 중심면에서 실질적으로 일정한 간격 떨어진 세개의 전자비임(15-R), (15-G), (15-B)으로 되도록 소 편향장치(8a)에 접속된 전술한 각 보조편향 요크(8-1), (8-2), (8-3), (8-4)에 의해서 각각 소 편향을 하고 또한 영상신호 전환장치(20)에 의해서 전자 비임에 입력되는 영상 신호의 종류를 바꾼다.

이와 같은 소편향을 받은 실질적인 세개의 전자비임(15-R), (15-G), (15-B)은 각각 일정한 각도에서 새도우 마스크(10)로 입사하며 구멍(9)를 거쳐서 선택되며 스크린 위에 있는 소정의 형광체를 충격, 발광시킨다.

따라서 스크린 (2)은 소 영역(16-1), (16-2), (16-3), (16-4)으로 분할되어 각 전자총(6-1), (6-2), (6-3), (6-4)으로 부터의 전자비임에 의해서 분할 주사된다.

소 영역(16-1), (16-2), (16-3), (16-4)을 주사할때의 타임차아트를 제5도에 표시하였다.

제5도에서 각각 (a)는 주 편향 요크의 수직편향전류 i_v, (b)는 수평편향 전류 i_H, (c)는 보조 편향 요크의 전환전류 i_sg, (d)는 전자총에 입력하는 영상 신호 S video를 표시하는 것이다.

단 (16-2), (16-3), (16-4)의 영역의 주 편향 요크의 수직 및 편향 전류는 (16-1)과 동일함으로 생략하여 표시하지 않았다.

제5도로 알 수 있듯이 1회의 수직 편향으로 모든 소 영역이 동일한 색을 재생하는 일은 없다.

또한 이와 같은 시스템에서는 소 편향된 실질적으로 세개의 전자 비임은 서로의 간격을 넓히도록 발산하고 있으므로 스크린위의 R.G.B의 래스터(raster)는 수평방향으로 어긋나고 만다.

이로인해서 각 영상신호의 출력타이밍을 조정하여 두거나, 또는 수평편향을 적당하게 조정한다.

또한 본 실시예에서는 각 전자총(6)은 제6도와 같이 한 개의 전자비임(15)을 발생하기 위한 히이터(66)를 내장하는 음극(67)과 이 음극(67)에서 발생된 전자비임을 제어, 가속, 집속시키기 위한 제1그리드 G_1s(61),제2그리드 G₂(63),제3그리드 G₃(63), 제4그리드 G₄(64) 및 이들의 전극을 지지하는 절연 지지봉(65)으로 되어있다.

계속해서 G₁(61)과 G₂(62)는 근접배치된 중앙부에 비임 통과 구멍이 있는 평판형 전극이며 G₃는 G₂에 근접 배치된 원통형 전극이며, G₄는 G₃에 근접배치된 원통형 전극이며 그 옆벽부에는 발브 스페이서(68)가 부착되어 있어서 내부 도전막(69)가 접촉되어 양극 고전압 E_b가 인가되도록 되어있다.

이상의 전극 구성으로 음극을 약 100V의 커트오프(cut off)전위로 유지하며 이것에 영상 신호를 입력하고 G₁은 접지전위, G₂를 약 500KV, G₃는 약 2-4KV의 집속전위로 하며 G₄를 양극 고전압의 약 10-15KV로 한다.

이와 같은 전위 구성에 따라서 음극으로 부터는 영상 신호의 크기에 따른 양, 즉 드라이브 전압에 대한 전자비임이 방사되어 G₃와 G₄에 형성되는 주 전자렌즈를 통과해서 스크린위에 집속된다.

이와 같은 전자총의 음극전압(E_K)과 이때 방사되는 전자비임양(I_K)(드라이브특성)은 예를들면 제7a도와 같이된다.

제7a도에 있어서 I_K=0로 되는 E_K가 커트오프 C_OE_K이며, E_K=0일때의 전류가 최대전류 MI_K이다.

일반적으로 어떤색 온도의 백색을 표시하려면 3색의 형광체의 발광능률에 따라서 다르나 설명을 간단히 하기 위해서 필요한 백색을 표시하려면 세개의 전자비임(15-R), (15-G), (15-B)의 전류량을 동일하게 하면 된다.

따라서, 한 개의 전자총을 사용하여 색전환을 하는 본 발명의 경우에는 제7a도에 표시한 바와 같이 동일한 드라이브 전압 E(R), E(G), E(B)를 인가하면 동일한 비임전류 I(R), I(G), I(B)를 얻을 수 있게되어 각각의 분할 영역에 있어서의 백색 바란스 조정은 불필요하게 된다.

본 발명에 있어서는 삼색의 영상신호를 재생하는데 한 개의 전자총을 사용하기 때문에 드라이브 특성이 똑같은 세개의 전자총을 사용하는 것과 동일하며, 전술한대로 할 수 있게 된다.

그 다음은 각각의 분할 영역의 휘도를 합치면 좋게 된다. 그러므로, 하나의 방법으로써 G₂의 전위를 조정하여 제8도와 같이 네 개의 전자총(6-1), (6-2), (6-3), (6-4)의 드라이브 특성의 MI_K를 합해서 각 커트오프 전압으로 각각 동일한 비임전류로 되도록 각 전자총으로 인가되는 드라이브전압 E(1), E(2), E(3), E(4)를 조정하면 된다.

이와 같이하면 네 개의 전자총의 각 중간 드라이브 전압에 대한 비임전류(중간휘도)는 동일하게 되며, 네 개의 전자총의 각 최대 드라이브 전압에 대한 최대휘도(최대전류 MI_K)도 동일하게 된다.

또한 네 개의 전자총의 커트오프 전압은 각각 개별적으로 조정되어 있으므로 최소 휘도(흑 레벨)도 동일하게 된다.

따라서 네 개의 영역(16-1), (16-2), (16-3), (16-4)은 각각 최소 휘도로부터 중간휘도, 최대휘도까지의 모든 휘도가 일치하는 동시에 각 휘도의 백색 바란스도 완전히 동일한 것으로 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 각 소 영역을 편향 주사하기 위한 전자총은 각각 한 개이므로 휘도 및 백색 바란스 조정은 매우 용이하게 된다.

이것은 하나하나의 소 영역의 백색 바란스 조정이 용이하다는 것 이상으로 다른 소 영역간의 상대적 또는 절대적인 휘도 및 백색 바란스 종정이 매우 용이하다는 것이다.

이것에 대해서 현재 널리 사용되고 있는 컬러 수상관과 같이 세개의 전자총이 있는 새도우 마사크 방식의 컬러 수상관을 병렬로 나란히 늘어놓은 스크린부를 일체적 구조로한 컬러 수상장치에서는 여러개의 소 영역의 휘도 및 백색 바란스를 완전히 일치시키는 것은 매우 곤란하다.

일반적으로 세개의 전자총은 각각 드라이브 특성이 다르므로 예를 들면 우선 세개의 전자총의 커트오프를 맞춘다.

이때 드라이브 특성은 제7도(b)와 같이 되므로 동일한 비임 전류를 얻기 위해서는 각각의 전자총의 드리이브 전압 E(R), E(G), E(B)는 어떠한 비율로 바꾸지 않으면 안된다.

이것은 그다지 곤란한 것은 아니다.

이와 같이 해서 어떤 세개의 전자총을 조합할때의 드라이브 전압 E(R), E(G), E(B)의 비율은 결정되지만, 다른 조합의 세개의 전자총에 대해서는 드라이브 특성의 차이가 나는 정도가 다르므로, 이 비율은 동일하지 않게 변화된다.

따라서 제1의 소 영역의 백색 바란스를 조정하였을 때의 세개의 전자총의 드라이브 전압의 비율과 제2의 소 영역의 백색 바란스를 조정하였을 때의 비율은 달라져있다.

이 상태에서 두 개의 소 영역의 휘도를 합치지 않으면 안되나 제1의 소 영역의 한 개의 전자총의 드라이브 특성 또는 드라이브 전압을 바꾸어서 전류량을 바꾸게 되면 그 영역의 백색 바란스가 무너지므로 다른 두 개의 전자총의 드라이브 특성 또는 드라이브 전압을 바꾸어서 전류량을 바꾸지 않으면 안된다.

이와 같이 해서 백색 바란스를 조정하여도 그때의 휘도(3개의 전자총의 전 전류량)와 제2의 소 영역의 휘도가 알맞게 일치한다고 할 수 없다.

즉 휘도와 백색 바란스의 조정은 항상 교대교대로 조금씩 조정할 필요가 있다.

이와 같이 하나하나의 소 영역의 백색 바란스 조정은 그다지 곤란하지 않더라도, 이들의 각 소 영역을 비교하면서 각 소 영역의 휘도 및 백색 바란스를 완전히 일치시키는 것은 매우 복잡하며 상당히 곤란하게 된다.

전술한 실시예에서는 스크린부를 세로 2분할, 가로 2분할 하고 있으나 본 발명은 이것에 국한되지 않고 세로 n분할 가로 m분할(n,m은 정수)로 하여도 좋은 것은 물론이다.

또한 전술한 실시예에서는 각각의 소 영역을 편향하는 주 편향장치나 한 개의 전자비임을 실질적으로 세개로 하기 위한 보조 편향장치를 코일로 구성하여 전자(電磁)편향으로 하고 있으나, 본 발명은 이것에 국한되지 않고 정전(靜電)편향으로 하여도 좋은 것은 물론이다.

또한, 전술한 실시예에서는 각 전자총은 네크에 내장되고 이 네크의 외주에 주 편향장치나 보조 편향장치를 배치하고 있으나 본 발명은 이것에 국한되지 않고 주 편향장치나 보조 편향장치를 외곽 용기내에 내장할 수도 있다.

또한 전술한 실시예에서는 커트오프 전압을 음극전압으로 하고 있으나 본 발명은 이것에 국한되지 않고 G₁및 G₂전위라도 좋으며 또한 드라이브 신호도 G₁및 G₂중 어느 것으로 입력하여도 좋다.

또한 전술한 실시예에서는 주 편향장치로 인한 수직 편향주기와, 보조 편향장치로 인한 소 편향주기를 일치시키고 있으나 본 발명은 이것에 국한되지 않고 수평 편향 주기와 소 편향주기를 일치시켜도 좋다.

이때에는 1회의 수평편향으로 한색의 화상을 재생하게 되므로 3색의 화상을 재생하려면 3회의 수평편향이 필요하게 된다.

따라서 수직편향으로 하등의 조작도 하지 않을 때에는 세개의 수평 편향선은 수직방향으로 엇갈리게 된다.

따라서 이 수직방향의 세계 세개의 수평 편향선의 엇갈림(소위 통상의 세개의 전자총으로 인 컬러 수상관의 경우에서 말하는 커버전스(convergence)를 보정하는 장치가 필요하게 된다.

이것은 한 개의 전자비임을 실질적으로 세개의 전자비임으로 하기위한 보조편향 코일과 같은 제2의 보조편향 코일에 의해서 수평편향주기와 동기 시켜서 수직방향으로 소 편향의 보정을 함으로서 용이하게 할 수가 있다.

이때의 하나의 소 영역부의 타임 차아트를 제5도와 비교해서 제9도에 표시하였다.

제9도에 있어서 (a)는 주 편향 요크의 수직 편향 전류 i_v, (b)는 수평 편향 전류 i_w, (c)는 보조 편향 코일의 전환 전류 i_sg, (d)는 전자총에 입력되는 영상신호 S video,그리고 (e)는 제2의 보조편향 코일로 인한 수직방향 보정을 위한 보정전류 i_c이다.

이 경우에도 각 소 영역을 주사하는 전자비임은 한 개로 컬러 화상을 재생할 수 있어서 전술한 실시예와 동일하게 각 소 영역간의 백색 바란스를 용이하게 맞출 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 발명에 의하면 스크린부는 일체화 구조이며 이 스크린부가 여러개의 소 영역으로 분할 주사되는 새도우 마스크 방식의 컬러 수상장치에 있어서 각 소 영역을 주사하는 전자총을 하나로 하고, 이 전자총으로부터 발사되는 하나의 전자비임을 소 편향해서 실질적으로 여러개의 전자비임으로 함으로써 각 소 영역 상호간의 휘도, 콘트라스트, 색상 등을 매우 용이하게 조정할 수 있게 되어 실용성이 풍부한 컬러 수상장치를 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 컬러수상장치에 있어서는 새도우 마스크를 사용해서 색선택을 하게되므로 새도우 마스크를 사용하지 않는 방식에 비해서 색선택은 용이하고 확실하며 또한 색전환주기를 수평 또는 수직의 주 편향주기와 맞출 수 있으므로 색전환 주파수가 매우 크게되는 일없이 현재의 전자회로로 충분히 실용화 할 수 있어서 실용성은 매우 높다.

Claims (5)

1. 적어도 스크린부, 마스크부, 전자총부로된 컬러 수상관으로서 전술한 전자총부는 여러개의 소전자 총부로 분리해서 배치되며 전술한 스크린부는 전술한 소전자총부로부터의 전자비임에 의해서 여러개의 소 영역으로 분할 주사되는 컬러 수상장치에 있어서, 전술한 각 소전자총부는 각각 하나의 전자비임을 발생하는 한 개의 전자총으로 되고 각각 전술한 전자총의 근처에는 전술한 한 개의 전자비임을 전술한 소 영역으로 분할 주사하기 위한 주 편향장치와 전술한 주 편향장치의 편향 중심면에서 전술한 한개의 전자비임을 실질적으로 여러개의 전자비임을 만들기 위한 소 편향장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 수상장치.
2. 제1항에 있어서, 전술한 각 소영역은 각각 전술한 소 편향장치로 인한 소 편향주기와 전술한 주 편향장치로 인한 수직 편향주기가 동기해 있으며 또한 전술한 각 전자총에 입력되는 영상신호와 전술한 소 편향장치로 인한 편향주기가 동기해서 여러종류로 변화되는 것을 특징으로 하는 컬러 수상장치.
3. 제1항에 있어서, 전술한 각 소 영역은 각각 전술한 소 편향장치로 인한 소 편향주기와 전술한 주 편향장치로 인한 수평방향 편향주기가 동기되어 있으며 또한 전술한 각 전자총으로 입력되는 영상 신호가 전술한 소 편향장치로 인한 편향주기와 동기해서 여러 종류로 변화하는 것을 특징으로 하는 컬러 수상장치.
4. 제3항에 있어서, 전술한 소 편향장치로 인한 소 편향주기와 동기해서 전술한 소 편향과 다른 방향으로 소 편향되는 그밖의 소 편향장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 수상장치.
5. 제1항에 있어서, 전술한 마스크부는 전술한 여러개의 소 전자총부에 대응해서 여러개의 소 유효영역으로 분할되어 있으며 각 소 유효영역에는 소정의 피치로 다수의 비임 통과 구멍이 있으며 인접된 소 유효 영역간에는 전자비임을 통과시키지 않는 비 유효 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 수상장치.

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