JPH07262933A - 第１及び第２のモアレが低減したカラー画像受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は第１及び第２のモアレのピッチを減
少し複数の規格に適合するテレビ受像機で動作する改良
形カラー画像受像管の提供を目的とする。 【構成】 本発明の改良されたカラー画像受像管１０
は、ビューイングスクリーン２２と、シャドーマスク２
４と、３本の電子ビーム２８を発生しシャドーマスクを
介してスクリーンに放射する電子銃２６とを有する。ス
クリーンは第１の方向に延在する発光体ラインよりな
る。電子ビームは第１の方向と、第１の方向及び発光体
ラインの両方に実質的に垂直な第２の方向に偏向され
る。シャドーマスクは発光体ラインに実質的に平行する
列に整列した細長いスリット状開口３６を有する。各列
の隣合う開口はマスクのタイバー３８で互いに隔離さ
れ、一つの列のタイバーは隣合う列のタイバーから第１
の方向にオフセットされる。本発明の改良点は交互の列
のタイバーは第２の方向に関し約２度の角度θをなす実
質的に直線的なライン３７にあることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は列に並べられたスリット
状の開口を有するシャドーマスクを有し、各列の上記開
口は上記マスクのタイバー(tie-bar) で隔離されている
カラー画像受像管に係り、特に、受像管の全スクリーン
に亘って第１及び第２のモアレを低減させるタイバー配
置を備えたマスクを有し、複数の規格に適合するテレビ
受像機で動作するカラー画像受像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日使用されている大多数のカラー画像
受像管は、ラインスクリーンと、スリット状の開口を含
むシャドーマスクとを有する。開口は列状に並べられ、
各列の隣合う開口はマスクのウェブ或いはタイバーによ
り互いに隔離されている。上記タイバーは、マスクが受
像管のビューイングフェースプレートの内側の外形に略
平行するドーム状の外形に成形される際にその完全な形
を維持するために、必須的にマスク内にある。一つの列
のタイバーは、直ぐ隣の列のタイバーから列の長手方向
（垂直）にオフセットさせられている。電子ビームがタ
イバーに当たるとき、タイバーは電子ビームの一部分を
阻止し、タイバーの直ぐ後側のスクリーンにシャドー部
（陰の部分）を生じさせる。

【０００３】電子ビームは開口の列に垂直な方向（水
平）に繰り返し走査されるときに、スクリーンに順次の
明と暗の水平ラインを生じさせる。かかる明と暗の水平
ラインは上記タイバーにより形成されるシャドー部と相
互に作用し、スクリーンに波形パターンを生ずる明るい
方の領域と暗い方の領域、所謂、モアレパターンを作り
出す。このパターンはスクリーンに表示される画像の可
視性の品質を著しく損なう。フーリエ解析と幾何学的考
察とによるシャドーマスク形受像管のモアレの解析によ
り、モアレの可視性は主としてモアレパターンの振幅と
ピッチとに依存することが分かる。モアレの振幅は垂直
方向のスポットのサイズとタイバーの幅とに依存する。
モアレのピッチはタイバーの配置の周期的な繰り返しと
走査線の周期の干渉に依存する。

【０００４】テレビジョン受像機で使用されるあらゆる
走査条件に対しモアレパターンを最小限に抑える間隔と
寸法を有するシャドーマスクのタイバーを選ぶことは極
めて望ましい。１モード形から複数規格適合形のテレビ
ジョン受像機への工業上の変化によって、上記の選択は
複雑化するので、複数規格適合モードのすべてに対し許
容し得るモアレが得られる何らかの妥協点に見いだすこ
とが必要である。今日使用されている２種類の走査条件
は、インターレース走査と、ノンインターレース走査で
ある。本発明の開発に考慮した上記の規格（インターレ
ース及びノンインターレース）を以下の表に示す。 表 規格 オーバースキャン 可視性ライン数 可視性ライン数 PAL/SECAM 方式 NTSC方式 ４／３ １０７％ ５３７（２６８） ４５３（２２７） ＜４／３＞ １１９％ ４８３（２４１） ＜＜４／３＞＞ １３７％ ４２０（２１０） ３５９（１８０） １６／９ ７５％ ７１６（３５８） ＜１６／９＞ ８３％ ６４７（３２４） 上記表において、４／３及び１６／９は、スクリーンの
水平対垂直のアスペクト比を表わす。オーバースキャン
のラベルが付けられた第２列目は、４／３形規格の伝送
の垂直オーバースキャン量と、１６／９形規格の伝送の
垂直アンダースキャン量とを表わす。１６／９形規格の
場合に、１６／９の比を実現するため対応するオーバー
スキャン量が水平方向にある。第３列目は標準的なＰＡ
Ｌ／ＳＥＣＡＭ方式の伝送における可視性のラインの本
数を表わし、第４列目は標準的なＮＴＳＣ方式の伝送に
おける可視性のラインの本数を表わす。例えば、６２５
本のラインと、１０７％のオーバースキャン量を有する
ＰＡＬ方式の伝送において、スクリーン上には５３７本
の可視性ラインが存在する。＜４／３＞形及び＜＜４／
３＞＞形の規格は、夫々、１１９％と１３７％の拡大の
２つのズームモードに関係する。拡大であるために、ス
クリーン上に可視化されるラインの本数は少ない。同様
にして、＜１６／９＞は１６／９形規格の拡大モードで
ある。実際のテレビジョン受像機において、テレテクス
トの伝送に想定されるモードは、ＰＡＬ方式に対し２６
８本、ＮＴＳＣ方式に対し２２７本に過ぎないが、モア
レの計算には、受像機において何らかのモアレを生成す
る不適切なインターレースが起こり得る原因となるノン
インターレースモードを考慮することも有効である。

【０００５】上記のモアレの問題を軽減する多数の方法
が提案されている。かかる方法の多くは、例えば、電子
銃及びヨークを変えることによりスクリーンの電子ビー
ムスポットの垂直方向のサイズを調整するか、或いは、
電子ビームの走査線がタイバーのシャドー部に当たる
か、又は、相互に作用する可能性を低減するためマスク
のタイバーの位置を再配置することからなる。１９８８
年６月１４日にバーテン(Barten)に発行された米国特許
第４，７５１，４２５号明細書には、タイバーが偏向の
水平方向に３乃至８度の角度を形成する直線状のライン
に置かれているマスクが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】バーテンの特許に示さ
れる如くの方法を利用して、モアレの低減は、従来、実
現されているが、上記の方法は第１のモアレのピッチの
補正に傾注し、タイバーのラインが傾斜する際に生じる
第２のモアレのピッチを考慮していない。従って、第２
のモアレのピッチを考慮する改良されたモアレの低減法
が依然として必要性である。

【０００７】上記の改良された方法は、特に、高解像度
テレビジョンに必要な新規の高品位カラー画像受像管に
対し必要である。例えば、電子銃の品質が高解像度テレ
ビジョンの要求に適合するよう改良されるにつれて、か
かる改良された銃がスクリーン上に生成する電子ビーム
スポットのサイズは小さくなる。この電子ビームスポッ
トのサイズの縮小により、スクリーンに視覚的により鮮
明な走査線が現われ、タイバーのシャドー部と相互に作
用し、モアレパターンの可視性の問題を大きくする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の改良されたカラ
ー画像受像管は、ビューイングスクリーンと、シャドー
マスクと、３本の電子ビームを発生しシャドーマスクを
介してスクリーンに放射する電子銃とを有する。上記ス
クリーンは第１の方向に延在する発光体ラインよりな
る。上記電子ビームは上記第１の方向と、第１の方向及
び発光体ラインの両方に実質的に垂直な第２の方向への
偏向を受ける。上記シャドーマスクは発光体ラインに実
質的に平行する列に並べられた細長いスリット状の開口
を有する。各列の隣合う開口は上記マスクのタイバーで
互いに隔離され、一つの列の上記タイバーは隣合う列の
タイバーから上記第１の方向にオフセットされている。
本発明の改良点は、交互の列の上記タイバーは上記第２
の方向に関し約２度の角度をなす実質的に直線的なライ
ン上にあることからなる。

【０００９】

【実施例】矩形状フェースプレートパネル１２と、矩形
状ファンネル１５により接続された管状ネック１４とか
らなるガラスエンベロープ１１を有する矩形状カラー画
像受像管１０を図１に示す。ファンネル１５は、アノー
ドボタン１６からネック１４に延在する内部伝導性被膜
（図示せず）を有する。パネル１２は、ビューイングフ
ェースプレート１８と、ガラスフリット１７でファンネ
ル１５に密封されている周辺フランジ又は側壁２０より
なる。３色発光スクリーン２２はフェースプレート１８
の内面で支持される。スクリーン２２は三つ組で配置さ
れた発光体ラインを有するライン形スクリーンであり、
各三つ組には３色の各々の発光体ラインが含まれる。多
開口形の色選択電極、又は、シャドーマスク２４は、従
来の方法により所定の離間的関係でスクリーン２２に着
脱可能式に取り付けられる。図１に点線で概略的に示す
電子銃２６は、電子ビーム２８を発生し、電子ビームを
コンバージェンスパスに沿ってマスク２４を介しスクリ
ーン２２に当てるため、ネック１４内の中心に取り付け
られる。

【００１０】図１の受像管は、ファンネルとネックの接
合部付近に示されているヨーク３０の如くの外部磁気偏
向ヨークと共に使用するよう設計されている。ヨーク３
０は作動されると、スクリーン２２に亘り矩形状ラスタ
で水平及び垂直にビームを走査させる磁界に３本のビー
ム２８をさらす。初期偏向面（偏向ゼロの場所）はヨー
ク３０の中央付近にある。フリンジ磁界であるために、
受像管の偏向区域はヨーク３０から銃２６の領域に軸方
向に延在する。簡単化のため、上記偏向区域における偏
向されたビームパスの実際の湾曲は図１に示されていな
い。

【００１１】シャドーマスク２４は、周辺フレーム３４
を更に含むマスクフレーム組立体３２の一部である。図
１に示すマスクフレーム組立体３２はフェースプレート
パネル１２内に置かれている。シャドーマスク２４は、
湾曲開口部２５と、開口部２５を取り囲む無孔境界部２
７と、境界部２７から後側に曲げられ、スクリーン２２
から離れる向きに延在する裾部２９とを有する。マスク
２４はフレーム３４の内側（図示する如く）、或いは、
上方に嵌め込まれ、裾部２９はフレーム３４に溶接され
る。

【００１２】図２及び３に詳細に示す如く、シャドーマ
スク２４は、二つの長い端と、二つの短い端とを有する
矩形状周辺部を含む。マスク２４は、マスクの中心を通
り、長い端に平行する長軸Ｘと、マスクの中心を通り、
短い端に平行する短軸Ｙとを有する。マスク２４は、短
軸Ｙに本質的に平行する列に並べられた細長いスリット
状の開口３６を含む。各列の隣合う開口３６はマスクの
タイバー３８により隔離され、列中のタイバーの間隔は
マスクの特定の位置におけるタイバーのピッチで定めら
れる。

【００１３】上述の米国特許第４，７５１，４２５号明
細書により、モアレの減少は、電子ビーム走査の水平方
向に関し３乃至８度の角度である直線状のライン上にマ
スクのタイバーを配置することにより実現し得ることが
分かる。上記のタイバーの角度は実際に第１のモアレの
ピッチを縮小する。上記第１のモアレのピッチＰ_M1は以
下の式により計算し得る：

【００１４】

【数１】

【００１５】式中、Ｐ_V は垂直マスクピッチを表わし、
ｓは走査線の間隔を表わし、θはタイバーラインの傾斜
角度を表わし、ｎは走査線のスペクトルの高周波（例え
ば、第１、第２、第３等）を表わし、ｍはマスクの垂直
ピッチのスペクトルの高周波（例えば、第１又は第２）
を表わす。タイバーラインの負の傾斜角度θは図３に示
し、タイバーラインの正の傾斜角度θは図４に示す。図
４は受像管１０のスクリーン２２の細部の図であり、マ
スク開口３６を通る電子ビームによって励起される赤−
緑−青の発光体ラインの三つ組を示す。図４の短い水平
ラインはマスク２４のタイバー３８によって生ずるシャ
ドー部である。

【００１６】図５は第１のモアレのピッチの可視性走査
線数に対するグラフであり、スクリーン上の垂直マスク
ピッチ（Ｐ_V ）が０．６８ｍｍであるマスクに対しモア
レの原因となる二つの高調波を示す。上記グラフは０度
乃至６度とラベルを付けられた７組の曲線を有する。か
かる曲線は、上述の米国特許第４，７５１，４２５号明
細書に開示される如く、タイバーの行に沿う直線状のラ
インと、ビーム偏向の水平方向との間に形成される角度
を表わす。何れの高周波においても、タイバーの行の傾
斜の増大につれて第１のモアレのピッチは減少すること
がグラフから分かる。しかし、タイバーの行の傾斜によ
り、第２のモアレと呼ばれる他の種類のモアレが生じ
る。この第２のモアレは、走査線とタイバーの整列した
対角構造との干渉により発生する。上記第２のモアレ
は、以下の関係を利用してマスクの水平及び垂直ピッチ
から決定し得る角度により特徴付けられる：

【００１７】

【数２】

【００１８】式中、±φはタイバーの傾斜角度θから
（夫々、反時計回り及び時計回りに）大きくなる第２の
タイバーの傾斜を表わし、Ｐ_V は垂直マスクピッチを表
わし、Ｐ _H は水平マスクピッチを表わす。第２のタイバ
ーの傾斜＋φ及び−φと、タイバーの傾斜角度θを図４
に示す。二つの傾斜の角度の中で小さい方は、スクリー
ンの端に非常に持続性のある第２のモアレを定め、ここ
で、スポットのサイズは焦点合わせによって縮小され
る。第２のモアレのピッチＰ_M2は以下の式によって計算
し得る：

【００１９】

【数３】

【００２０】図６は第２のモアレのピッチの可視性走査
線数に対するグラフであり、第２のモアレの原因となる
二つの高調波を示す。上記グラフは、タイバー行の偏向
の水平方向に対する傾斜角度を表わす７組の曲線を有す
る。図６から分かる如く、第２のモアレのピッチは傾斜
角度の増加につれて増大し、第１のモアレのピッチに対
する影響とは逆の影響を及ぼす。

【００２１】第２のモアレのピッチは第１のモアレのピ
ッチよりも可視性のあることが分かっている。これは、
タイバーの交互のシフトは水平走査線に沿って存在する
ため、（角度φで）対角方向のラインに沿って存在しな
いことに起因する。従って、同一の可視性の結果を得る
ためには、第２のモアレのピッチに必要とされる減少
は、第１のモアレのピッチに必要とされるよりも少な
い。タイバーの行の３乃至６度の傾斜を提案する従来の
技術とは異なり、本発明人は約２度のタイバーの傾斜で
改良された可視性の結果が得られることを見い出した。
２度の場合に、第１のモアレのピッチは３度の場合より
も大きいが、かかる角度において、第１のモアレのピッ
チは第２のモアレのピッチ程には顕著ではない。その
上、２度の場合に、第２のモアレは目の分解能の限界付
近にある。

【００２２】図７は本発明により構成されたマスクに関
して可視性の走査線数に対し第１のモアレのピッチを示
すグラフである。このグラフにおいて、垂直マスクピッ
チＰ _V は０．６３５ｍｍであり、タイバーの傾斜角度θ
は２度である。隣合う列においてマスクのタイバーは列
と列の間で実質的にＰ_V ／２だけ変化するので、第１高
周波はこのグラフには示されていない。従って、マスク
のスペクトルは垂直ピッチがＰ_V ／２であるかの如く挙
動し、１２００本を上回る可視性の走査線を許容するｓ
＝Ｐ_V ／２に対する高周波のピークが得られる。図７の
実線は第２高周波を示し、他の高周波は種々の点線で示
されている。

【００２３】図８は本発明により構成されたマスクに関
して可視性の走査線数に対し第２のモアレのピッチを示
すグラフである。このグラフにおいて、垂直マスクピッ
チＰ _V は０．６３５ｍｍであり、タイバーの傾斜角度θ
は２度である。図８の実線は第１高周波を示し、他の高
周波は種々の点線で示されている。本発明による方法
は、多数の因子を考慮して平らなマスクに対し所望のタ
イバーのピッチを計算することを含む。最初に、ある走
査線ピッチに対し、所望のタイバーシャドー部の位置
が、ビューイングスクリーンの正面の或る距離から見え
る幾つかの別個の領域で計算される。上記の所望のタイ
バーシャドー部の位置は、別個の領域の各々でのモアレ
に対し最適に近い妥協点を与える位置である。次いで、
スクリーン上の対応するタイバーシャドー部は、別個の
領域におけるビーム偏向の角度を考慮して定められる。
従って、対応するタイバーのピッチは、別個の領域の各
々でマスク−スクリーン間の間隔を考慮して、外形の成
形されたシャドーマスクに関し定められる。更に、成形
されていない平らなマスクに関しタイバーのピッチは、
マスクの形成段階で生じた伸びを差し引くことにより計
算される。上記伸びは、開口のある成形されたマスクの
別個の領域で垂直ピッチを実際に測定し、この測定値を
成形前の平らなマスクの測定値と比較することにより定
められる。この伸びの決定は何回かの反復的な段階を含
んでいてもよい。上記伸びの測定値が得られた後に、そ
の結果は「最小自乗」フィッティングにより平滑化され
る。最後に、「最小自乗」フィッティングが平らなマス
クのタイバーに対し行われる。このフィッティングの評
価により、全てのＸ，Ｙの位置に対し平らなマスクのタ
イバーの位置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用するカラー画像受像管の軸方向側
断面図である。

【図２】図１の受像管のフェースプレートパネルの背面
図である。

【図３】図１の受像管のシャドーマスクの一部分の拡大
図である。

【図４】数種類の角度関係を示す図１の受像管のスクリ
ーンの細部の部分図である。

【図５】第１のモアレのピッチの行の傾斜への依存性を
可視性の走査線数に対し示すグラフである。

【図６】第２のモアレのピッチの行の傾斜への依存性を
可視性の走査線数に対し示すグラフである。

【図７】本発明を利用する改良されたマスクの第１のモ
アレのピッチを可視性の走査線数に対し示すグラフであ
る。

【図８】本発明を利用する改良されたマスクの第２のモ
アレのピッチを可視性の走査線数に対し示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ カラー画像受像管 １２ フェースプレートパネル １４ ネック １５ ファンネル １６ アノードボタン １７ ガラスフリット １８ ビューイングフェースプレート ２０ フランジ ２２ スクリーン ２４ シャドーマスク ２５ 開口部 ２６ 電子銃 ２７ 境界部 ２８ 電子ビーム ２９ 裾部 ３０ ヨーク ３２ マスクフレーム組立体 ３４ フレーム ３６ 開口 ３８ タイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランチェスコ ディ ジアンベラルディ ノ イタリア国 ローマ 00034 コレフェロ ヴィア・ブルネレスキ ７ア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビューイングスクリーンと、シャドーマ
   スクと、３本の電子ビームを発生し該シャドーマスクを
   介して該スクリーンに放射する電子銃とを有し、該スク
   リーンは第１の方向に延在する発光体ラインよりなり、
   該電子ビームは該第１の方向と、該第１の方向及び該発
   光体ラインの両方に実質的に垂直な第２の方向への偏向
   を受け、該シャドーマスクは該発光体ラインに実質的に
   平行する列に並べられた細長いスリット状の開口を有
   し、各列の隣合う開口は上記マスクのタイバーで互いに
   隔離され、一つの列の上記タイバーは隣合う列のタイバ
   ーから該第１の方向にオフセットされているカラー画像
   受像管であって、 交互の列の該タイバーは該第２の方向に関し約２度の角
   度をなす実質的に直線的なライン上にあることを特徴と
   するカラー画像受像管。