(57)【要約】高アスペクト比陰極線管（ＣＲＴ）は、発光スクリーン（２８）、横断走査用に構成されるアパーチャマスク（３０）、電子銃（３２）、及び磁気偏向ヨーク（３４）を含む。電子銃及び磁気偏向ヨークは、銃内で生成された電子ビームが、陰極線管の短軸に平行に発光スクリーン全体に矩形ラスタを走査（横断走査）するよう位置付けられ、それにより磁気偏向ヨークに対する電流要件が改善される。
2007521609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェースプレートパネル及び管状ネックによって画成されるガラス外囲器と、前記フェースプレートパネルの内面上に形成される３色蛍光体スクリーンと、前記管状ネック内に位置付けられ前記蛍光体スクリーンの方を向く電子銃とを有する陰極線管（ＣＲＴ）であって、
周囲フレームに取り付けられる横断走査用に構成されたテンションマスクを含み、
前記テンションマスクは、中心部と、前記テンションマスクの両端に近接する縁部とを有し、
前記縁部は、周辺周波数分布を有し、
前記中心部は、中心周波数分布を有し、
前記中心周波数分布は、前記マスクの振動減衰を向上するよう前記周辺周波数分布より大きい陰極線管（ＣＲＴ）。
【請求項２】
前記縁部から前記中心部への前記周波数分布は、放物線式によって表され、
前記中心部における前記周波数分布と、前記縁部における前記周波数分布との変化範囲は、少なくとも８Ｈｚである請求項１記載の陰極線管（ＣＲＴ）。
【請求項３】
前記中心周波数分布は、約９２Ｈｚ乃至約８８Ｈｚの範囲にあり、前記周辺周波数分布は、約７６Ｈｚ乃至約８４Ｈｚの範囲にある請求項２記載の陰極線管（ＣＲＴ）。
【請求項４】
前記変化範囲は、１２Ｈｚ以下である請求項２記載の陰極線管（ＣＲＴ）。
【請求項５】
前記変化範囲は、約１０Ｈｚである請求項４記載の陰極線管（ＣＲＴ）。
【請求項６】
陰極線管（ＣＲＴ）用のテンションマスクであって、
周囲フレームと、
前記周囲フレームに取り付けられる横断走査用に構成され、また、中心部と、前記テンションマスクの両端に近接する縁部とを有するテンションマスクと、
を含み、
前記中心部は、中心周波数分布を有し、
前記縁部は、周辺周波数分布を有し、
前記中心周波数分布は、前記周辺周波数分布より大きく、
前記縁部から前記中心部への前記周波数分布は、放物線式によって表され、
前記中心部における前記周波数分布のピーク値と、前記縁部における前記周波数分布の最小値との間の変化範囲Δは、約８Ｈｚ＜Δ＜１２Ｈｚの閉区間にあるテンションマスク。
【請求項７】
前記中心周波数分布は、約９２Ｈｚ乃至約８８Ｈｚの範囲にあり、前記周辺周波数分布は、約７６Ｈｚ乃至約８４Ｈｚの範囲にある請求項６記載のテンションマスク。
【請求項８】
前記中心周波数分布は、約９０Ｈｚであり、前記周辺周波数分布は、約８０Ｈｚである請求項７記載のテンションマスク。
【請求項９】
前記変化範囲は、約１０Ｈｚである請求項６記載のテンションマスク。
【請求項１０】
陰極線管（ＣＲＴ）における振動減衰を向上する方法であって、
横断走査用に構成されたテンションマスクを、前記テンションマスクの中心部が、前記テンションマスクの端部の周辺周波数分布より大きい中心周波数分布を有するよう周囲フレームに取り付ける段階を有する方法。
【請求項１１】
前記縁部から前記中心部への前記周波数分布は、放物線式によって表され、
前記中心部における前記周波数分布と、前記縁部における前記周波数分布との変化範囲Δは、少なくとも８Ｈｚである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記中心部における前記周波数分布のピーク値と、前記縁部における前記周波数分布の最小値との間の前記変化範囲Δは、約８Ｈｚ＜Δ＜１２Ｈｚの閉区間にある請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記中心周波数分布は、約９２Ｈｚ乃至約８８Ｈｚの範囲にあり、前記周辺周波数分布は、約７６Ｈｚ乃至約８４Ｈｚの範囲にある請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記変化範囲は、約１０Ｈｚである請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は一般的に陰極線管（ＣＲＴ）に関わり、より具体的には、横断走査を有するテンションマスクに係る。
［発明の背景］
カラー陰極線管は、陰極線管のスクリーンに向かって３つの電子ビームを発生し方向付ける電子銃を含む。外部の磁気偏向ヨークによって３つの電子ビームに磁場がかけられ、それにより、電子ビームが、スクリーン全体に亘って矩形のラスタで水平方向及び垂直方向に走査する。スクリーンは、陰極線管のフェースプレートの内面上に位置付けられ、３つの異なる色を放射する蛍光体の素子のアレイを含む。
【０００２】
アパーチャマスクが、電子銃とスクリーンとの間に配置されて、各電子ビームがそのビームに関連付けられる蛍光体素子のみに衝突することを可能にする。アパーチャマスクは、陰極線管のフェースプレートの内面と平行な、スチール又はニッケル−鉄合金（アンバー（ＩＮＶＡＲ）（商標））といった金属の薄板である。アパーチャマスクは、整形されるか又は張力がかけられる。
【０００３】
一部の陰極線管（ＣＲＴ）は、ビューイングスクリーンに対し高いアスペクト比（例えば、１６：９のアスペクト比）を含む。ビューイングスクリーンに対するこのように高いアスペクト比は、磁気偏向ヨークが、陰極線管のスクリーン全体に矩形ラスタで水平方向及び垂直方向に走査するために高い偏向角度を使用することを必要とする。スクリーン全体に矩形ラスタで水平方向及び垂直方向に走査するための高い偏向角度は、偏向ヨークの電流要件を増加する。偏向ヨークの高い電流要件は、そのような偏向ヨーク、及びシャーシ電子機器の複雑さ及び費用、並びに、陰極線管を動作するために必要な電力消費量を望ましくなく増加してしまう。
【０００４】
従って、磁気偏向ヨークに対し改善された電流要件を有する、ビューイングスクリーンに対し高いアスペクト比を含む陰極線管が必要である。
［発明の概要］
本発明は、発光スクリーン、横断走査用に構成されるアパーチャマスク、電子銃、及び磁気偏向ヨークを含む高アスペクト比陰極線管（ＣＲＴ）に係る。電子銃及び磁気偏向ヨークは、銃内で生成された電子ビームが、陰極線管の短軸に平行に発光スクリーン全体に矩形ラスタを走査（横断走査）するよう位置付けられ、それにより磁気偏向ヨークの電流要件が改善される。
【０００５】
横断走査用に構成されるアパーチャマスクは、電子銃とスクリーンとの間に配置され、それにより、各電子ビームがそのビームに関連付けられる蛍光体素子のみに当たることを可能にする。アパーチャマスクは、中心部及び縁部を有する張力がかけられたテンションマスクである。中心部は、中心周波数分布を有し、縁部は、周辺周波数分布を有する。中心周波数分布は、周辺周波数分布より大きい。縁部から中心部への周波数分布は、放物線式によって表される。ここでは、中心部における周波数分布のピーク値と縁部における周波数分布の最小値との間の変化範囲Δは、約８Ｈｚ＜Δ＜１２Ｈｚの閉区間内にある。
［詳細な説明］
本発明の教示内容は、添付図面と共に以下の詳細な説明を考慮することにより容易に理解できるであろう。
【０００６】
理解を容易にするために、図面に共通する同一の素子を示す為に可能な場合には同一の参照番号を使用した。
【０００７】
図１は、矩形のフェースプレートパネル１４と、矩形ファンネル１８によって接続される管状ネック１６を含むガラス外囲器１２を有する陰極線管１０を示す。ファンネル１８は、アノードボタン２０からネック１６に延在する内部導電性コーティング（図示せず）を有する。パネル１４は、ビューイングフェースプレート２２と、ガラスフリット２６によってファンネル１８に密閉される周囲フランジ即ち側壁２４を含む。３色蛍光体スクリーン２８は、フェースプレート２２の内面上に形成される。スクリーン２８は、３つ一組に配置された蛍光体ラインを有するラインスクリーンであり、各組は、３色のそれぞれの蛍光体ラインを含む。横断走査用に構成されるテンションマスク−フレーム組立体３０は、スクリーン２８に対して所定の空間関係で着脱可能に取り付けられる。電子銃３２（図１では破線で概略的に示す）は、３つのインライン電子ビーム、即ち、中心ビーム及び２つのサイドビームを、スクリーン２８までのマスク３０を通る集束路に沿って生成するようネック１６内に中心に取り付けられる。
【０００８】
陰極線管１０は、ファンネルからネックへの接合部の付近に示すヨーク３４といった外部の磁気偏向ヨークと共に使用されるよう設計される。作動されると、ヨーク３４は、３つのビームに磁場をかけ、それにより、ビームが、陰極線管（ＣＲＴ）１０の電流要件を改善するための横断走査と共に、スクリーン２８全体を矩形ラスタで垂直方向及び水平方向に走査する。
【０００９】
図２により詳細に示す横断走査用に構成されるテンションマスク−フレーム組立体３０は、２つの長辺３６、３８及び２つの短辺４０、４２を含む周囲フレーム３９と相互接続される。テンションマスク−フレーム組立体３０の２つの長辺３６、３８は、陰極線管の中心長軸Ｘと平行である。テンションマスクは、複数の金属ストリップを含むアパーチャ部分を含み、複数の金属ストリップは、テンションマスク−フレーム組立体３０の短軸に平行な複数の細長いスリット４６をその間に有する。或いは、細長いスリット４６は、テンションマスク−フレーム組立体３０の長軸に平行であってもよい。
【００１０】
具体的には、図２に示すテンションマスク−フレーム組立体３０のアパーチャ部分は、タイバー又はウェブ状にされたシステムである。テンションマスク３０は、フレーム短辺４０、４２の縁から約０．５インチ（１インチ＝２．５４センチメートル）であるマスク縁部５２と、フレーム長辺３６、３８の縁から約１．０インチのマスク縁部５１とを有する中心部５０を有する。２つのマスク縁部５２は、陰極線管１０の中心短軸Ｙと平行である。２つのマスク縁部５１は、陰極線管１０の中心長軸Ｘと平行である。２つのマスク縁部５２は、２つの辺４０、４２に沿って周囲フレーム３９に取り付けられる。
【００１１】
テンションマスク３０の任意の完全な垂直（中心短軸Ｙ）寸法に亘っての固有周波数分布は、サイズに関係なく、任意の陰極線管をその他の陰極線管と比較する有用な方法を与える。実際に、各張力分布とテンションマスク３０の水平方向の寸法の関数である固有周波数分布は、陰極線管のマイクロホニック挙動を左右する普遍的な測定基準である。
【００１２】
中心短軸Ｙに亘る横断走査用の固有周波数分布は、実質的に滑らかで連続的である実質的に放物線状の関数である。固有周波数分布は、中心部５０に対する中心周波数分布と、縁部５１に対する周辺周波数分布を含み、中心周波数分布の値は、周辺周波数分布の値より推定的に大きい。中心周波数分布の最大値と周辺周波数分布の最小値との間の差は、約１０Ｈｚであることが好適である。
【００１３】
中心部５０に、マスク縁部５１より大きい張力がかけられるとき、この状態は、「フラウン（ｆｒｏｗｎ：顔をしかめる）」マスクと呼ばれる。「フラウン」マスクは、マスク３０の縁部５１が主に関連する基本の振動モードを有する。境界減衰システム（ＢＤＳ）、即ち、振動ダンパは、マスク３０の縁部５１における振動によってＢＤＳがトリガされるので振動エネルギーを効果的に減衰可能である。
【００１４】
中心部５０に、マスク縁部５１より小さい張力がかけられるとき、この状態は、「スマイル（ｓｍｉｌｅ：笑顔）」マスクと呼ばれる。従って、中心周波数分布の値は、周辺周波数分布の値より小さい。「スマイル」状態については、振動の減衰は弱い傾向があり、何故なら、振動するマスク３０は中心部５０の動作によって支配される基本モードを有し、また、ＢＤＳをトリガしないからである。
【００１５】
固有周波数分布が均等である又は平坦である場合、中心周波数分布及び周辺周波数分布の値は、実質的に同様である。しかし、この例は実施するのが困難である。更に、テンションマスク３０の製造時又は陰極線管動作時に引き起こされる張力分布における僅かな変化によって、望ましくない「スマイル」を生成してしまいうる。
【００１６】
図３は、様々な張力分布についてのモデル形状を示すグラフ３００である。グラフ３００は、垂直移動量（軸３０２）と短軸位置（軸３０４）によって定義される。具体的には、グラフ３００は、平らの、「スマイル」の、又は「フラウン」の張力について、テンションマスク３０のどの部分が振動によって励起されているのかを示す。「スマイル」を有するテンションマスク３０（曲線３０６）は、「フラウン」を有するテンションマスク３０（曲線３０８）よりも中心部５０において相当に多くの振動を示す。更に、「フラウン」を有するテンションマスク３０よりも、均等な張力分布を有するテンションマスク３０（曲線３１０）の中心部５０においてより多くの振動がある。
【００１７】
「フラウン」を有するテンションマスク３０は、「スマイル」又は平らの分布を有するテンションマスク３０よりより広く間隔があけられる共鳴周波数を有する。従って、振動があるとき、第１の外乱モードからのエネルギーは、第２のモードに動力を与えず、それにより、振動効果を長引かせない。
【００１８】
約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの範囲内の周波数において放物線状「フラウン」を生成するよう本発明によって横断走査の為に構成される張力分布は、
【数１】
2007521609.tif 000003
と表しうる。ここで、ｆ（ｙ）は、ｙ（短軸Ｙ）に亘っての周波数分布を表し、Ｌは、短軸に沿ってのテンションマスク３０の全長の半分を表し、ｙは、−Ｌから＋Ｌまでの短軸位置を表す。Ｌの絶対値は、１に正規化される。好適な実施例は、以下の規定を有する。
【００１９】
【数２】
2007521609.tif 000004
ｆ（ｙｍａｘ）及びｆ（Ｙｍｉｎ）は、中心部５０における周波数分布のピーク値と、縁部５２における周波数分布の最小値をそれぞれ表す。少なくとも８Ｈｚの差が、中心部５０と縁部５２における周波数分布間に維持されることが好適である。
【００２０】
マスク周波数振動が、走査周波数において或いは走査周波数の付近で、又は、高調波において又は高調波付近で発生すると、ビーティング効果がもたらされ、低振幅変調が知覚可能となる。図４は、良好なマイクロホニック性能を有するテンションマスクを構成する際の一部のガイドを提供する。図４に示す棒グラフ４００は、走査周波数によって制限されるマスク張力範囲（軸４０２）を示す。具体的には、様々な棒は、約２０Ｈｚのクッションを有する特定の走査周波数を占有する。過剰な振動（棒４０４）は、０Ｈｚ乃至約４０Ｈｚの周波数範囲において発生する。５０Ｈｚの欧州テレビジョン放送フォーマット１Ｈフェーズ・オルタネート・ライン（ＰＡＬ）（棒４０６）は、約４０Ｈｚ乃至約６０Ｈｚの周波数範囲を除外する。６０Ｈｚのアメリカテレビジョン放送形式１Ｈ（ＮＴＳＣ）（棒４０８）は、約５０Ｈｚ乃至約７０Ｈｚの周波数範囲を除外する。１００Ｈｚ欧州放送形式２Ｈ  ＰＡＬ（棒４１０）は、約９０Ｈｚ乃至約１１０Ｈｚの周波数範囲を除外する。１２０Ｈｚアメリカ放送形式２Ｈ  ＮＴＳＣ（棒４１２）は、約１１０Ｈｚ乃至約１３０Ｈｚの周波数範囲を除外する。約１３０Ｈｚ乃至約２００Ｈｚの周波数範囲を活用するためには、過度のフレーム重量が必要となる。何故なら、このようなフレームのみが、これらの高い周波数に到達するようマスクに十分に張力がかけられるからである。グラフ４００は、マスク周波数が規格走査周波数及びその高調波から適切に分離される７０Ｈｚ乃至９０Ｈｚの狭い２０Ｈｚ窓（空間４１６）があることを示す。
【００２１】
更に、振動振幅は、マスク張力と反比例するので、マスク張力全体が可能な限り高くされることが望ましい。式４において規定した１０Ｈｚの縁から中心への差は、必要な「フラウン」張力分布を維持しながら振動を最小限にする望ましい解決策を提供する。
【００２２】
図５は、幾つかの高いアスペクト比（１６：９）を有する陰極線管についてのフレーム設計パラメータをまとめたものである。具体的には、幾つかの異なるサイズの陰極線管について水平走査と比較した、横断走査についての２つの周波数（例えば、８０Ｈｚ及び９０Ｈｚ）の関数としてのマスク応力（ｐｓｉ）とフレーム負荷（ｌｂｆ）が与えられる。マスクは、例えば、約０．００４インチの厚さを有するニッケル−鉄合金（例えば、アンバー（ＩＮＶＡＲ）（商標））から製造されうる。様々なサイズの陰極線管に対してテンションマスク３０にかかる応力を変更することによって、マスクの所望のマイクロホニックスが得られる。本発明は、全ての現行の陰極線管サイズ（例えば、特に、Ｗ７６、Ｗ８６、及びＷ９７）について実質的に実現可能である。より具体的には、様々なサイズの陰極線管において階層的な関係がある。つまり、より小さい陰極線管は、横断走査及び水平走査の両方について、より大きい陰極線管よりも小さいマスク応力負荷で所望の周波数分布を実現可能である。例えば、Ｗ７６  ３０インチシネマスクリーン管は、約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの周波数においてＷ８６  ３４インチシネマスクリーン管より小さいマスク応力及びフレーム負荷を経験する。同様に、Ｗ８６  ３４インチシネマスクリーン管は、約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの周波数においてＷ９７  ３８インチシネマスクリーン管より小さいマスク応力及びフレーム負荷を経験する。
【００２３】
更に、様々な陰極線管サイズにおいて階層的な関係がある。横断走査を使用する陰極線管は、所望の周波数分布を実現するために、水平走査を使用する陰極線管より大きいマスク応力負荷を必要とすることが可能である。例えば、横断走査を使用するＷ７６  ３０インチシネマスクリーン管は、約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの周波数において水平走査を使用するＷ７６  ３０インチシネマスクリーン管より大きいマスク応力及びフレーム負荷を経験する。横断走査を使用するＷ８６  ３４インチシネマスクリーン管は、約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの周波数において水平走査を使用するＷ８６  ３４インチシネマスクリーン管より大きいマスク応力及びフレーム負荷を経験する。同様に、横断走査を使用するＷ９７  ３８インチシネマスクリーン管は、約８０Ｈｚ乃至約９０Ｈｚの周波数において水平走査を使用するＷ９７  ３８インチシネマスクリーン管より大きいマスク応力及びフレーム負荷を経験する。
【００２４】
本発明の教示内容を組み込んだ実施例を図示し且つ詳細に説明したので、当業者は、本発明の精神から逸脱することなくこれらの教示内容を依然として組み込んだ多くの他の変更された実施例を容易に想到可能であろう。
［関連出願への相互参照］
本願は、２００１年３月１日に出願した「Ａ  ＴＥＮＳＩＯＮ  ＭＡＳＫ  ＦＯＲ  Ａ  ＣＡＴＨＯＤＥ−ＲＡＹ  ＴＵＢＥ  ＷＩＴＨ  ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＤＡＭＰＩＮＧ」なる名称の同時係属中の米国特許出願番号０９／７９７，２２９の一部係属出願である。上述の出願は、本願に参考として組み込む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のテンションマスク−マスク組立体を含むカラー陰極線管を示す部分的に断面にされた側面図である。
【図２】本発明の１つの面による図１のテンションマスク−フレーム組立体を示す平面図である。
【図３】様々なマスク張力分布についてのモデル形状を示すグラフである。
【図４】走査周波数により制限されるマスク張力範囲を示す棒グラフである。
【図５】水平走査に比較して横断走査を使用する高いアスペクト比（１６：９）を有する幾つかの陰極線管（ＣＲＴ）についてのマスクフレーム設計パラメータをまとめたものである。
【図１】
2007521609.tif 000005
【図２】
2007521609.tif 000006
【図３】
2007521609.tif 000007
【図４】
2007521609.tif 000008
【図５】
2007521609.tif 000009
【国際調査報告】
2007521609.tif 000010