MXPA06001915A - Estructura de mascara de tension para un tubo de rayos catodicos (crt) que tiene exploracion transversal - Google Patents

Abstract

Un tubo de rayos catódicos (CRT) de proporción de aspecto elevado que incluye una pantalla luminiscente (28), una máscara de abertura (30) configurada para exploración transversal, un disparador de electrones (32) y un yugo de desviación magnético (34). El disparador de electrones (32) y el yugo de desviación magnético (34) se colocan a fin de que los haces de electrón generados en el disparador (32) exploren una trama rectangular a través de la pantalla luminiscente paralela al eje menor del tubo (exploración transversal) a fin de mejorar los requisitos de corriente del yugo de desviación magnético (34).

Description

ESTRUCTURA DE MÁSCARA DE TENSIÓN PARA UN TUBO DE RAYOS CATÓDICOS (CRT) QUE TIENE EXPLORACIÓN TRANSVERSAL Referencia Cruzada Con Las Solicitudes Relacionadas Esta solicitud es una continuación-en-parte de la solicitud co-pendiente de Patente de E. U. Serie No. 09/797,229, titulada "UNA MÁSCARA DE TENSIÓN PARA UN TUBO DE RAYOS CATÓDICOS CON AMORTIGUACIÓN MEJORADA DE LA VIBRACIÓN", presentada el 1 de Marzo del 2001 , la cual se incorpora en la presente para referencia.

Campo de la Invención Esta invención se refiere en general a un tubo de rayos catódicos (CRT) y, en particular, a una máscara de tensión que tiene exploración transversal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un tubo de imágenes a color incluye un disparador de electrones para generar y dirigir tres haces de electrón hacia una pantalla del tubo. Un yugo de desviación magnética, externo, sujeta los tres haces de electrón a campos magnéticos que originan que los haces de electrón exploren de manera horizontal y vertical en una trama rectangular sobre la pantalla. La pantalla se localiza sobre la superficie interna de la placa frontal del tubo y comprende una instalación de elementos de tres diferentes sustancias luminiscentes emisoras de color. Una máscara de abertura se interpone entre el disparador de electrones y la pantalla para permitir que cada haz de electrón cebe solo los elementos luminiscentes asociados con ese haz. La máscara de abertura es una lámina delgada de metal, tal como acero o una aleación de níquel-hierro (I NVAR®), que es paralela con la superficie interna de la placa frontal del tubo. La máscara de abertura puede ya sea formarse o tensarse. Algunos tubos de rayos catódicos (CRTs) incluyen proporciones de aspecto elevado para la pantalla de observación (por ejemplo, una proporción de aspecto 16:9). Tales proporciones de aspecto elevado para la pantalla de observación requieren que el yugo de desviación magnético utilice ángulos de elevada desviación para exploración de manera vertical y horizontal en una trama rectangular a través de la pantalla del tubo. Los ángulos de elevada desviación para exploración de manera horizontal y vertical en una trama rectangular a través de la pantalla incrementan los requisitos de corriente para el yugo de desviación. Un requisito de corriente elevada para el yugo de desviación incrementa de manera indeseable la complejidad y costo de tal yugo de desviación y componentes electrónicos de chasis así como también el consumo de energía requerido para operar el tubo de rayos catódicos. Por lo tanto, existe una necesidad de un tubo de rayos catódicos que incluyan una proporción de aspecto elevado para la pantalla de observación con requisitos de corriente mejorados para el yugo de desviación magnético.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un tubo de rayos catódicos de proporción de aspecto elevado (CRT) que incluye una pantalla luminiscente, una máscara de abertura configurada para exploración transversal, un disparador de electrones y un yugo de desviación magnética. El disparador de electrones y el yugo de desviación magnética se colocan a fin de que los haces de electrón generados en el disparador exploren una trama rectangular a través de la pantalla luminiscente paralela al eje menor del tubo (exploración transversal) a fin de mejorar los requisitos de corriente para el yugo de desviación magnético. La máscara de abertura configurada para exploración transversal se interpone entre el disparador de electrones y la pantalla a fin de permitir que cada haz de electrón cebe solo los elementos luminiscentes asociados con ese haz. La máscara de abertura es una máscara tensa que tiene una porción central y porciones de borde. La porción central tiene una distribución de frecuencia central y las porciones de borde tienen distribuciones de frecuencia periféricas. La distribución de frecuencia central es mayor que las distribuciones de frecuencia periféricas. La distribución de frecuencia de las porciones de borde hacia la porción central se representa por una fórmula parabólica en la cual el rango de variación, ?, entre el valor pico para la distribución de frecuencia en la porción central y el valor mínimo para la distribución de frecuencia en las porciones de borde se encuentra en el intervalo cerrado de aproximadamente 8 Hz < ? < 12 Hz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las enseñanzas de la presente invención pueden entenderse fácilmente al considerar la siguiente descripción detallada en conjunto con los dibujos acompañantes, en los cuales: La FIG. 1 es una vista lateral, parcialmente en sección axial, de un tubo de imágenes a color, que incluye un ensamblaje de estructura de máscara de tensión, de acuerdo con la presente invención; La FIG. 2 es una vista en planta del ensamblaje de estructura de máscara de tensión de la FIG. 1 de acuerdo con un aspecto de la invención; La FIG. 3 es una gráfica que ilustra formas modales para diversas distribuciones de tensión en máscara; La FIG. 4 ilustra una gráfica de barras que muestra los rangos de tensión de la máscara, limitados por frecuencias de exploración; y La FIG. 5 es un sumario de parámetros de diseño de estructura de máscara para varios tubos de rayos catódicos (CRT) de elevada proporción de aspecto (16:9) que utilizan exploración transversal en comparación con exploración horizontal.

Para facilitar el entendimiento, se han utilizado referencias numéricas idénticas, donde es posible, para designar elementos idénticos que son comunes en las figuras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La FIG. 1 muestra un tubo de rayos catódicos 1 0 que tiene una envoltura de vidrio 12 que comprende un panel de placa frontal rectangular 14 y un cuello tubular 16 conectado por un canal rectangular 18. El túnel 18 tiene una cubierta conductora interna (no mostrada) que se extiende desde un botón de ánodo 20 hacia un cuello 16. El panel 14 comprende una placa frontal de observación 22 y un borde periférico o pared lateral 24 que se sella al canal 18 por medio de un vidrio poroso 26. Una pantalla luminiscente de tres colores 28 se forma sobre la superficie interna de la placa frontal 22. La pantalla 28 es una pantalla de líneas con las líneas luminiscentes instaladas en triadas, incluyendo cada triada una línea luminiscentes de cada uno de los tres colores. Un ensamble de máscara de tensión 30 configurado para exploración transversal se monta de manera removible en una relación de separación predeterminada respecto a la pantalla 28. Un disparador de electrones 32 (mostrado de manera esquemática con líneas punteadas en la FIG. 1 ) se monta de manera central dentro del cuello 16 a fin de generar tres haces de electrón en línea, un haz central y dos haces laterales, a lo largo de trayectorias convergentes a través de la máscara 30 hacia la pantalla 28. El tubo 10 se encuentra diseñado para utilizarse con un yugo externo de desviación magnético, tal como el yugo 34 mostrado en la inmediación de la unión de canal a cuello. Cuando se activa, el yugo 34 sujeta los tres haces a campos magnéticos que originan que los haces exploren de manera vertical y horizontal en una trama rectangular a través de la pantalla 28, con exploración transversal, a fin de mejorar los requisitos de corriente del tubo de rayos catódicos (CRT) 10. El ensamble de estructura de máscara de tensión 30 configurado para exploración transversal, mostrado con mayor detalle en la FIG. 2, se interconecta con una estructura periférica 39 que incluye dos lados largos 36, 38 y dos lados cortos 40, 42. Los dos lados largos 36, 38 del ensamble de estructura de máscara de tensión 30 son paralelos a un eje principal central, X, del tubo. La máscara de tensión incluye una porción de abertura que contiene una pluralidad de bandas de metal 44 que tienen una pluralidad de ranuras alargadas 46 entre ellas, que son paralelas al eje menor del ensamble de estructura de máscara de tensión 30. Las ranuras alargadas 46 pueden ser alternativamente paralelas al eje principal del ensamble de estructura de la máscara de tensión 30. Específicamente, la porción de abertura del ensamble de estructura de la máscara de tensión 30 ilustrada en la FIG. 2 es una barra de anclaje o sistema reforzado. La máscara de tensión 30 tiene una porción central 50, con porciones de borde de máscara 52 que son de aproximadamente 0.5 pulgadas desde el borde de los lados cortos de estructura 40, 42 y las porción de borde de máscara 51 que son de aproximadamente 1 .0 pulgadas desde el bordes de los lados largos de estructura 36, 38. Las dos porciones de borde de máscara 52 son paralelas al eje menor central del tubo 10, Y. Las dos porciones de borde de máscara 51 son paralelas al eje principal central del tubo 10, X. Las dos porciones de borde de máscara 52 se anexan a la estructura periférica 39 a lo largo de los dos lados 40, 42. La distribución de frecuencia natural a través de cualquier dimensión vertical completa (eje menor central, Y) de la máscara de tensión 30 proporciona una manera útil de comparar cualquier tubo con cualquier otro tubo, sin tomar en cuenta el tamaño. De manera eficaz, la distribución de frecuencia natural, la cual es una función de la distribución de tensión respectiva y la dimensión horizontal de la máscara de tensión 30, es una métrica universal que dicta el comportamiento microfónico de los tubos. La distribución de frecuencia natural para exploración transversal a través del eje menor central, Y, es una función substancialmente parabólica que es substancialmente uniforme y continua. La distribución de frecuencia natural comprende una distribución de frecuencia central para la porción central 50 y las distribuciones de frecuencia periféricas para las porciones de borde 51 , en donde los valores de la distribución de frecuencia central son constructivamente mayores que los valores de la distribución de frecuencia periférica. La diferencia entre el máximo de la distribución de frecuencia central y el mínimo de la distribución de frecuencia periférica es preferentemente de aproximadamente 10 Hz.

Cuando la porción central 50 se encuentra bajo mayor tensión que la porción de borde de máscara 51 , la condición es llamada una máscara "desaprobada". Una máscara "desaprobada" tiene un modo fundamental de vibración que principalmente involucra a la porción de borde 51 de la máscara 30. Los sistemas de amortiguación marginal (BDS), es decir, amortiguadores de vibración, pueden amortiguar de manera eficaz la energía vibracional debido a que los BDS se activan por vibraciones en la porción de borde 51 de la máscara 30. Cuando la porción central 50 se encuentra bajo menor tensión que la porción de borde de máscara 51 , la condición es llamada una máscara "amable". Por lo tanto, los valores de la distribución de frecuencia central son menores que los valores de la distribución de frecuencia periférica. Para una condición "amable", el amortiguamiento de las vibraciones tiende a ser escaso debido a que la máscara de vibración 30 tiene un modo fundamental dominado por el movimiento de la porción central 50 y no activa el BDS. Cuando la distribución de frecuencia natural es uniforme o plana, los valores de la distribución de frecuencia central y la distribución de frecuencia periférica son substancialmente similares. Este ejemplo es difícil de implementar. Además, un ligero cambio en la distribución de tensión originado durante la elaboración de la máscara de tensión 30 o durante la operación del tubo de rayos catódicos podría producir una "amabilidad", lo cual es indeseable. La FIG. 3 es una gráfica 300 que ¡lustra las formas modales para diversas distribuciones de tensión. La gráfica 300 se define por desplazamiento normal (eje 302) y ubicación de eje menor (eje 304). Específicamente, la gráfica 300 muestra cuál porción de la máscara de tensión 30 se excita por vibraciones para una tensión plana, "amable" o "desaprobada". La máscara de tensión 30 con una "amabilidad" (gráfica 306) muestra considerablemente más vibración en la porción central 50 que una máscara de tensión 30 con una "desaprobación" (gráfica 308). Adicionalmente, existe más vibración en la porción central 50 de una máscara de tensión 30 que tiene una distribución de tensión uniforme (gráfica 310) que para una máscara de tensión 30 que tiene una "desaprobación". Una máscara de tensión 300 que tiene una "desaprobación" tiene frecuencias resonantes que se separan más ampliamente que una máscara de tensión 30 que tiene una "amabilidad" o distribución plana. De este modo, cuando existe una vibración, la energía del primer modo de perturbación no alimenta el segundo modo, sin prolongar así el efecto vibracional. Una distribución de tensión configurada para atravesar la exploración de acuerdo con la presente invención para producir una "desaprobación" parabólica a frecuencias dentro de un rango de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz, puede representarse por: F(y) = - Byi + A Expresión 1 L2 donde f(y) representa la distribución de frecuencia sobre y (eje menor, Y), L representa una mitad de la longitud total de la máscara de tensión 30 a lo largo del eje menor, e y representa una posición de eje menor desde -L hasta +L, en donde el valor absoluto de L se normaliza a 1 . La modalidad preferida tiene las siguientes condiciones: 92 A > 88 Expresión 2 12 > B > 8 Expresión 3 12 f(ymax) - f(ym¡n) 8 Expresión 4 f(yma?) y f(ymin) representan el valor pico de la distribución de frecuencia en la porción central 50 y el valor mínimo de la distribución de frecuencia en la porción de borde 52, respectivamente. Se prefiere que al menos se mantenga un diferencial de 8 Hz entre la distribución de frecuencia en la porción central 50 y la porción de borde 52. Cuando las vibraciones de frecuencia de máscara ocurren en o cerca de una frecuencia de exploración o en o cerca un armónico, daría como resultado un efecto de latido, en donde se vuelve perceptible la modulación de baja amplitud. La FIG. 4 proporciona cierta guía en la construcción de máscaras de tensión con buen desempeño microfónico. La gráfica de barras 400 en la FIG. 4 muestra rangos de tensión limitados por frecuencias de exploración (eje 402). Específicamente, diferentes barras ocupan ciertas frecuencias de exploración con aproximadamente un margen de 20 Hz. La vibración excesiva (barra 404) ocurre en el rango de frecuencia de 0 Hz hasta aproximadamente 40 Hz. La Línea Alterna de Fase 1 H (PAL) de formato de difusión en televisión Europea de 50 Hz (barra 406) excluye el rango de frecuencia desde aproximadamente 40 Hz hasta aproximadamente 60 Hz. El formato 1 H (NTSC) de difusión en televisión Americana de 60 Hz (Barra 408) excluye el rango de frecuencia desde aproximadamente 50 Hz hasta aproximadamente 70 Hz. El formato de difusión Europeo de 100 Hz 2H PAL (barra 410) excluye el rango de frecuencia desde aproximadamente 90 Hz hasta aproximadamente 1 10 Hz. El formato de difusión Americano de 120 Hz 2H NTSC (barra 412) excluye el rango de frecuencia desde aproximadamente 1 10 Hz hasta aproximadamente 130 Hz. Para utilizar el rango de frecuencia desde aproximadamente 130 Hz hasta aproximadamente 200 Hz, se requeriría de un excesivo peso de estructura debido a que solo tal estructura podría tensar una máscara lo suficiente para alcanzar estas frecuencias mayores. La gráfica 400 muestra que existe una ventana angosta de 20 Hz (espacio 416) entre 70 Hz y 90 Hz donde las frecuencias de máscara se separan de manera adecuada de las frecuencias de exploración estándar y sus armónicos. Además, debido a que la amplitud de vibración es inversamente proporciona a la tensión de la máscara, es deseable tener una tensión de máscara en general tan elevada como sea posible. El diferencial de borde a centro de 10 Hz prescrito en la Expresión 4 proporciona una solución deseable para reducir la vibración mientras se preserva la distribución de tensión "desaprobada" necesaria. La FIG. 5 resume los parámetros de diseño de la estructura para varios tubos de rayos catódicos de proporción de aspecto elevado (16:9). Específicamente, la tensión de la máscara (psi) y la carga de la estructura (Ibf) como una función de dos frecuencias (por ejemplo, 80 Hz y 90 Hz) se proporcionan para exploración transversal en comparación con la exploración horizontal para varios tubos de rayos catódicos de diferentes tamaños. La máscara puede fabricarse, por ejemplo, de una aleación de níquel-hierro (por ejemplo, INVAR®) que tiene un grosor de aproximadamente 0.004 pulgadas. Al tener la tensión en la máscara de tensión 30 para tubos de diversos tamaños, pueden obtenerse los microfónicos deseados para la máscara. La presente invención puede lograrse prácticamente en todos los tamaños de tubos actuales (por ejemplo, W76, W86 y W97, entre otros). Más específicamente, existe una relación jerárquica entre los tubos de diverso tamaño, en donde los tubos más pequeños pueden lograr la distribución de frecuencia deseada con cargas de tensión de máscara menores en comparación con los tubos de mayor tamaño tanto para exploración transversal como también para exploración horizontal. Por ejemplo, un tubo de pantalla de cine de 30 pulgadas W76 experimenta menos tensión de máscara y carga de estructura que un tubo de pantalla de cine de 34 pulgadas W86 a frecuencias de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz. De manera similar, el tubo de pantalla de cine de 34 pulgadas W86 experimenta menos tensión de máscara y carga de estructura que un tubo de pantalla de cine de 38 pulgadas W97 a frecuencias de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz. Adicionalmente, existe una relación jerárquica entre los diversos tamaños de tubo, en donde los tubos que utilizan exploración transversal requieren de mayores cargas de tensión de máscara para lograr la distribución de frecuencia deseada que los tubos que utilizan exploración horizontal. Por ejemplo, un tubo de pantalla de cine de 30 pulgadas W76 que utiliza exploración transversal experimenta mayor tensión de máscara y carga de estructura que un tubo de pantalla de cine de 30 pulgadas W76 que utiliza exploración horizontal a frecuencias de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz. El tubo de pantalla de cine de 34 pulgadas W86 que utiliza exploración transversal experimenta mayores tensiones de máscara y carga de estructura que un tubo de pantalla de cine de 34 pulgadas W86 que utiliza exploración horizontal a frecuencias de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz. De manera similar, el tubo de pantalla de cine de 38 pulgadas W97 que utiliza exploración transversal experimenta mayor tensión de máscara y carga de estructura que un tubo de pantalla de cine de 38 pulgadas W97 que utiliza exploración horizontal a frecuencias de aproximadamente 80 Hz hasta aproximadamente 90 Hz. Ya que las modalidades que incorporan las enseñanzas de la presente invención se han mostrado y descrito en detalle, aquellos expertos en la materia pueden prever fácilmente muchas otras modalidades variadas que aún incorporan estas enseñanzas sin apartarse del espíritu de la invención.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1. Un tubo de rayos catódicos (CRT) que tiene una envoltura de vidrio definida por un panel de placa frontal y un cuello tubular, una pantalla luminiscente de tres colores formada sobre una superficie interna del panel de placa frontal y un disparador de electrones colocado en el cuello tubular y de frente a la pantalla luminiscente, caracterizado porque comprende: una máscara de tensión configurada para exploración transversal fija a una estructura periférica, en donde la máscara de tensión tiene una porción central y porciones de borde próximos a extremos opuestos de la máscara de tensión, teniendo las porciones de borde distribuciones de frecuencia periféricas y teniendo la porción central una distribución de frecuencia central, en donde la distribución de frecuencia central s mayor que las distribuciones de frecuencia periférica a fin de mejorar la amortiguación vibracional de la máscara.
2. 2. El tubo de rayos catódicos (CRT) según la reivindicación 1 , caracterizado porque la distribución de frecuencia de las porciones de borde hacia la porción central se representa por una fórmula parabólica en donde el rango de variación entre la distribución de frecuencia en la porción central y la distribución de frecuencia en las porciones de borde es de al menos 8 Hz.
3. 3. El tubo de rayos catódicos (CRT) según la reivindicación 2, caracterizado porque la distribución de frecuencia central varía desde aproximadamente 92 Hz hasta aproximadamente 88 Hz y las distribuciones de frecuencia periférica varían desde aproximadamente 76 Hz hasta aproximadamente 84 Hz.
4. 4. El tubo de rayos catódicos (CRT) según la reivindicación 2, caracterizado porque el rango de variación no es mayor de 12 Hz.
5. 5. El tubo de rayos catódicos (CRT) según la reivindicación 4, caracterizado porque el rango de variación es de aproximadamente 10 Hz.
6. 6. Una máscara de tensión para un tubo de rayos catódicos (CRT), caracterizada porque comprende: una estructura periférica; una máscara de tensión configurada para exploración transversal fija a la estructura periférica y que tiene una porción central y porciones de borde, las porciones de borde próximas a dos extremos opuestos de la máscara de tensión, teniendo la porción central una distribución de frecuencia central, teniendo las porciones de borde distribuciones de frecuencia periféricas en donde la distribución de frecuencia central es mayor que las distribuciones de frecuencia periférica y la distribución de frecuencia de las porciones de borde hacia la porción central se representa por una fórmula parabólica en donde el rango de variación ? entre un valor pico de la distribución de frecuencia en la porción central y un valor mínimo de la distribución de frecuencia en las porciones de borde se encuentra en el intervalo cerrado de aproximadamente 8 Hz < ? < 12 Hz.
7. 7. La máscara de tensión según la reivindicación 6, caracterizada porque la distribución de frecuencia central varía desde aproximadamente 92 Hz hasta aproximadamente 88 Hz y las distribuciones de frecuencia periférica varían desde aproximadamente 76 Hz hasta aproximadamente 84 Hz.
8. 8. La máscara de tensión según la reivindicación 7, caracterizada porque la distribución de frecuencia central es de aproximadamente 90 Hz y las distribuciones de frecuencia periféricas son de aproximadamente 80 Hz.
9. 9. La máscara de tensión según la reivindicación 6, caracterizada porque el rango de variación es de aproximadamente 10 Hz.
10. 10. Un método para mejorar la amortiguación vibracional en un tubo de rayos catódicos (CRT), caracterizado porque comprende: fijar una máscara de tensión configurada para exploración transversal hacia una estructura periférica, de tal manera que una porción central de la máscara de tensión tiene una distribución de frecuencia central mayor que las distribuciones de frecuencia periférica de las porciones extremas de la máscara de tensión.
11. 1 1. El método según la reivindicación 10, caracterizado porque la distribución de frecuencia de las porciones de borde a la porción central se representa por una fórmula parabólica y el rango de variación ? entre la distribución de frecuencia en la porción central y la distribución de frecuencia en las porciones de borde es de al menos 8 Hz.
12. 12. El método según la reivindicación 1 1 , caracterizado porque el rango de variación ? entre un valor pico de la distribución de frecuencia en la porción central y un valor mínimo de la distribución de frecuencia en las porciones de borde se encuentra en el intervalo cerrado de aproximadamente 8 Hz < ? < 12 Hz.
13. 13. El método según la reivindicación 12, caracterizado porque la distribución de frecuencia central varía desde aproximadamente 92 Hz hasta aproximadamente 88 Hz y las distribuciones de frecuencia periférica varían desde aproximadamente 76 Hz hasta aproximadamente 84 Hz.
14. 14. El método según la reivindicación 12, caracterizado porque el rango de variación es de aproximadamente 10 Hz.