СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МУАРОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАНЕ ЦВЕТНОГО КИНЕСКОПА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК H01J31/20 

Изобретение относится к области конструирования и производства цветных кинескопов для телевизоров и дисплеев ЭВМ и может быть использовано при конструировании новых и модернизации выпускаемых типов изделий.

Цветоотделительные маски в цветных кинескопах имеют в зависимости от требований к данному типу кинескопа либо горизонтальную, либо гексагональную структуру расположения круглых отверстий, либо линейчатую структуру расположения прямоугольных отверстий щелевой формы. При этом структура люминофорных покрытий на экране кинескопа точно повторяет структуру отверстий в цветоотделительной маске, причем каждому отверстию соответствуют три (круглых или прямоугольных в зависимости от типа маски) малых равновеликих участка люминофоров основных цветов свечения (зеленого, красного и синего).

Указанная дискретность структуры люминофорных покрытий может приводить к возникновению на изображении на экране кинескопа муара вследствие интерференции между этой структурой и дискретной структурой строчной развертки на экране. Этот муар проявляется в виде чередующихся полос большей и меньшей яркости, имеющих произвольную форму, на тех участках изображения, которые по характеру передаваемого изображения должны обладать равномерной яркостью. Такие искажения существенно снижают качество телевизионного изображения и затрудняют восприятие информации на экране дисплея ЭВМ. Устранение муаровых искажений возможно только путем изменения расстояний между отверстиями в цветоотделительной маске, то есть требует создания иной маски, что связано с существенными затратами средств и времени.

Известен и введен в НТД на цветные кинескопы способ выявления муаровых искажений изображения на экране кинескопа при увеличении высоты растра на определенную величину [1] который, однако, не предусматривает никаких мер по предотвращению возникновения указанных искажений.

Наиболее близок по своему назначению к предлагаемому способу метод предотвращения муаровых искажений изображения путем расчета структуры (шага отверстий) цветоотделительной маски для кинескопа с заданными размерами рабочей части экрана [2] что практически всегда требует экспериментальной проверки результатов расчета, заключающейся в развертке электронных лучей на экране кинескопа с рассчитанной по данному способу цветоотделительной маской в телевизионный растр с заданными размерами H (по высоте) и L (по ширине) и проведении контроля наличия муаровых полос на изображении.

Предлагается экспериментальный способ предотвращения муаровых искажений изображения на экране цветного кинескопа, обеспечивающий высокую оперативность и достоверность получаемых результатов при минимальном объеме материальных и временных затрат и сводящийся к следующему.

Муаровые искажения возникают при неблагоприятном соотношении расстояния по вертикали между горизонтальными рядами круглых отверстий гексагональных масок (или расстоянии по вертикали между перемычками в щелевых отверстиях линейчатых масок) "шаг маски по вертикали" и расстояния между строками развертки растра на экране кинескопа "шаг развертки".

Если у цветоделительной маски конкретного типа шаг ее структуры известен и неизменен, а число строк в растре также известно и неизменно, то шаг развертки (высота растра) легко регулируется в достаточно широких пределах путем изменения тока, протекающего через кадровые катушки отклоняющей системы кинескопа. Пусть на экране кинескопа конкретного типа при номинальной высоте растра, равной H, и номинальной ширине его, равной L, наблюдается муар при применении маски с шагом отверстий по вертикали, равным A. Путем сжатия или растяжения растра по высоте можно добиться исчезновения муара (из-за изменения шага развертки) при каком-то ином значении растра, равном H₁. Очевидно, что если соотношение величин A и H₁ обеспечивает отсутствие муара, то при номинальной высоте H растра муар будет отсутствовать при ином значении шага маски A₁.

Исследования, проведенные на кинескопах одного типоразмера (H=Const) с применением масок с различными, заранее известными шагами A_i по вертикали (i= 1.n), показали, что между шагом маски A_i и высотой растра H_i, соответствующей исчезновению муаровых полос, имеет место соотношение

где k коэффициент (0,99≅k≅1,01), величина которого зависит от погрешности при установлении H и при измерении H₁, то есть взаимосвязь между отношением шагов масок и отношением соответствующих этим шагам высот растра при исчезновении муара представляет собой уравнение равносторонней гиперболы, откуда легко находится шаг A₁ маски, исходя из известных значений величин A, H и H₁.

Очевидно, что предлагаемый способ может быть при необходимости применен для решения обратной задачи: нахождение размеров растра H₁ (по высоте) и L₁ (по ширине) и, следовательно, нахождение габаритов экрана кинескопа, при которых данный шаг A маски обеспечивает отсутствие муаровых искажений на изображении.

Если шаг A маски по полю ее рабочей части не постоянен, а меняется по заранее известному закону A f(R), где R расстояние от центра маски до любой точки на ее рабочем поле, то после достижения исчезновения муара в центре экрана вышеописанным способом, при высоте растра H₁, и при обнаружении в этом случае муара в периферийных областях экрана последовательно приводимым изменением высоты растра добиваются исчезновения муара в каждой выбранной зоне (при различных значениях R) и определяют значение A₁ в каждой зоне, получая в результате уточненный закон изменения шага маски по ее полю: A₁ f₁(R). Очевидно, что результат будет тем точнее, чем для большего ряда значений R будет определено значение A₁.

Если величина H₁ менее H (сжатие растра по высоте), то измерение H₁ не представляет трудностей; однако при H₁>H (растяжение растра по высоте) целесообразно применять предлагаемый способ при подаче на кинескоп видеосигнала телевизионной испытательной таблицы, содержащей элементы, протяженность которых h₁ по вертикали и l₁ по горизонтали в долях высоты H₁ рабочего поля таблицы известна:
h₁ aH₁(0≅a≅1); l₁ bH₁(0≅b≅1).

Такими элементами могут, например, являться расстояния между параллельными горизонтальными и вертикальными линиями испытательной таблицы 0286 [3] При этом на изображении таблицы сначала устанавливается высота растра H по протяженности h по вертикали выбранного элемента (h aH), а затем вместо размера H₁ измеряется протяженность того же элемента h₁ (h₁ aH₁) после исчезновения муара в результате изменения высоты растра (проверку отсутствия муара необходимо вести не по изображению испытательной таблицы, а на немодулированном растре, желательно при погашенных обратных ходах развертки сигнал "белое поле").

Применение испытательной таблицы необходимо при неравномерности шага строк по высоте растра, вызванной нелинейностью кадровой развертки и визуально наблюдаемой на экране. В этом случае непосредственное установление и измерение значений H и H₁ не позволяет определить искомую величину A₁; поэтому после установления заданного номинального для данного типоразмера кинескопа значения H_ном высоты растра и при обнаружении муаровых полос необходимо установить в зоне их наблюдения номинальный шаг строк путем изменения высоты растра до получения номинальной протяженности h_ном по вертикали изображения элемента испытательной таблицы, расположенного на одном горизонтальном уровне с зоной обнаружения муара (h_ном a•H_ном), и изменять высоту растра до исчезновения муара в этой зоне, после чего измерить высоту h₁ изображения того же элемента взамен измерения H₁ и определить искомый шаг маски из соотношения A₁ Ah_ном/h₁. При этом необходимо проверить отсутствие возникновения муара на других горизонтальных уровнях изображения на экране и при их обнаружении добиться тем же способом исчезновения муаровых полос.

Так как изменение шага A маски по вертикали неизбежно влечет за собой изменение ее шага B по горизонтали (A/A₁ B/B₁), а шаг маски по горизонтали однозначно ограничивает разрешающую способность кинескопа по горизонтали [4] то влияние изменившихся шагов A₁ и B₁ маски на разрешающую способность необходимо проверить: это осуществляется также путем подачи на кинескоп видеосигнала испытательной таблицы с размерами H₁ по высоте и L₁ по ширине (L₁:H₁ L: H). Эти размеры могут быть установлены как непосредственно, так и по элементам h₁ и l₁ таблицы, исходя их соотношений

Если при размерах изображения таблицы L₁xH₁ разрешающая способность не соответствует требуемому уровню, то полученное предварительно соотношение размеров A и H₁ корректируют описанным выше путем дальнейшего пропорционального изменения размеров L₁ и H₁ растра до тех пор, пока не будет обеспечена требуемая разрешающая способность при отсутствии муаровых полос на изображении.

Следует отметить, что все изложенные выше измерения проводятся при использовании существующей маски с шагом A и не требуют изготовления маски с шагом A₁ для осуществления измерений.

Погрешность предлагаемого способа достаточно мала ввиду того, что реально H>A (практически 100 мм ≅H≅600 мм, тогда как 0,15 мм≅A≅0,8 мм) и м

Использование: конструирование цветных кинескопов. Сущность изобретения: предлагаемый способ предотвращения муаровых искажений, возникающих при неблагоприятном, но и не поддающемся расчету, соотношении шага цветоотделительной маски /ЦМ/ и шага строчной развертки на экране цветного кинескопа /ЦК/, предусматривает нахождение оптимального соотношения этих шагов для ЦК любого типоразмера путем изготовления ЦК с известными размерами экрана и с ЦМ с известным шагом отверстий и последующего изменения шага строк развертки на экране ЦК до исчезновения муаровых искажений. Это позволяет на основании установленной изобретением закономерности определить оптимальный шаг отверстий в ЦМ для ЦК с данными размерами экрана или оптимальные размеры экрана ЦК для ЦМ с данным шагом отверстий, а также проверить разрешающую способность в результате изменения геометрических размеров ЦМ и ЦК. Приведены варианты проведения экспериментов при различных условиях работы. 2 с. и 4 з.п. ф-лы.

1. Способ предотвращения муаровых искажений на экране цветного кинескопа, у которого известны размеры рабочей части экрана и шаг А отверстий по вертикали в цветоделительной маске, включающий развертку электронных лучей в телевизионный растр с заданными размерами Н (по высоте) и L (по ширине) и операцию контроля наличия муаровых полос на изображении, отличающийся тем, что после операции контроля изменяют высоту растра до исчезновения муаровых полос, измеряют измененную высоту Н₁ растра и, исходя из наличия гиперболической взаимосвязи между соотношением высот растра Н:Н₁ и соотношением шагов маски А:А₁, определяют шаг маски А₁, обеспечивающий отсутствие муаровых полос при размерах рабочей части экрана Н и L. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании цветоделительной маски с шагом отверстий по вертикали, изменяющимся по полю маски по заранее известному закону А f(R), где R расстояние от центра маски до данной точки на ее рабочей части, отсутствие муаровых полос на изображении при изменении высоты растра проверяют как в центре экрана кинескопа, так и не менее чем в одной зоне, центр которой удален от центра экрана на выбираемую величину R, и по результатам измерения при необходимости уточняют закон изменения шага отверстий по полю маски путем контроля отсутствия муаровых полос в каждой выбранной зоне экрана при каждом последовательно проводимом изменении высоты растра с измерением этой высоты. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение на экране кинескопа растра высотой Н и шириной L и измерение измеренной высоты Н₁ производят по изображению на экране испытательной таблицы, содержащей элементы, протяженность которых h₁ по вертикали, а также элементы, протяженность которых l₁ по горизонтали (в долях высоты Н₁ рабочего поля таблицы) известны: h₁ аН₁, где 0≅ а ≅ 1; l₁bH₁, где 0 ≅ b ≅ 1, путем установления на изображении высоты h и длины l указанных элементов, исходя из соотношений h aH и l bH, и измерения высоты h₁, элемента после измерения высоты растра до исчезновения муаровых полос, исходя из соотношения
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при визуальном обнаружении искажений по вертикали изображений растра или испытательной таблицы на экране, вызванных нелинейностью кадровой развертки, номинальную высоту Н растра устанавливают путем обеспечения номинальной протяженности h по вертикали элемента испытательной таблицы (h aH), расположенного на одном уровне по горизонтали с зоной обнаружения муаровых полос на экране, и искомое значение высоты Н₁ растра при отсутствии нелинейных искажений изображения определяют по этому же элементу, исходя из соотношения Н₁ h₁/a. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что после установления высоты Н₁ растра установленную ранее ширину L растра изменяют до значения L₁, определяемого из соотношения Н L H₁ L₁, или по изображению испытательной таблицы путем изменения длины l ее элемента до значения l₁, исходя из соотношения проводят измерение разрешающей способности кинескопа по изображению таблицы с размерами Н₁ и L₁ и по полученным результатам, предварительно установленное соотношение шага А маски и высоты Н₁ растра при необходимости корректируют путем дальнейшего пропорционального изменения высоты и ширины растра до обеспечения требуемой разрешающей способности при отсутствии муаровых полос на изображении. 6. Способ предовращения муаровых искажений изображения на экране цветного кинескопа, у которого известны размеры рабочей части экрана и шаг А отверстий по вертикали в цветоделительной маске, включающий развертку электронных лучей в телевизионный растр с заданными размерами Н (по высоте) и L (по ширине) и операцию контроля наличия муаровых полос на изображении, отличающийся тем, что после операции контроля изменяют высоту растра до исчезновения муаровых полос, измеряют изменную высоту Н₁ растра и, исходя из соотшошения Н L H₁ L₁, непосредственно определяют размер рабочей части экрана L₁ и соответственно габариты кинескопа, при которых отсутствие муаровых полос обеспечивается применением маски с шагом А.