NL8902529A

NL8902529A - Colour CRT system having reduced horizontal spot growth - has magnetic field generator between gun and deflection unit to induce under-convergence of two outer electron beams

Info

Publication number: NL8902529A
Application number: NL8902529A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1991-05-01

Abstract

The element (14) which causes underconvergence is disposed between the beam-forming part of the electron gun and the deflection unit. The element exerts, on each outer electron beam, a force having a component in the plane of the electron beams directed transversely to the axis of the respective outer beam (20,22) and remote from the central electron beam (21). The deflection unit is constructed so as to generate deflection fields causing overconvergence which compensates the underconvergence of the element (14). The element has a magnetisable annular core (15) and four coils (16-19) arranged to form a four-pole magnetic field.

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.N.V. Philips' Incandescent lamp factories in Eindhoven.

Kleurenbeeldbuissysteem met gereduceerde spotgroei (DAF-Q).Color picture tube system with reduced spot growth (DAF-Q).

De uitvinding heeft betrekking op een kleurenbeeldbuissysteem met.The invention relates to a color picture tube system with.

a) een een hals, een conus en een beeldvenster omvattende geëvacueerde omhulling, b) in de hals een elektronenkanon met een bundelvormend deel voor het opwekken van een centrale en twee buitenste met hun assen in één vlak gelegen elektronenbundels, en met een eerste en een tweede elektro-desysteem, die samen in bedrijf een hoofdlens vormen, en verbindbaar zijn met middelen voor het toevoeren van een bekrachtigingsspanning, c) in het elektronenkanon een astigmatisch element voor het astigmatisch beïnvloeden van de elektronenbundels, en d) een afbuigeenheid voor het opwekken van lijn- en beeldafbuigvelden voor het afbuigen van de elektronenbundels.a) a neck, a cone and a picture window comprising an evacuated envelope, b) an electron gun in the neck with a beam-forming part for generating a central and two outer electron beams lying in one plane, and with a first and a second electrodes, which together form a main lens in operation, and are connectable to means for applying an excitation voltage, c) in the electron gun an astigmatic element for astigmatically influencing the electron beams, and d) a deflection unit for generating line and image deflection fields for deflecting the electron beams.

Conventionele kleurenbeeldbuizen zijn voorzien van een zeif-convergerende afbuigeenheid die in bedrijf zulke horizontale en vertikale magnetische afbuigvelden opwekt dat de drie door het elektro-ne.nkanon opgewekte en door de hoofdlens op het beeldscherm gefocus-seerde elektronenbundels over het gehele beeldvenster convergeren. Hierdoor treedt echter een vertikale overfocussering van de elektronenbundels op het beeldvenster op. Dit kan gedeeltelijk door middel van een statisch astigmatisch element in het kanon worden gecompenseerd. Voor toepassingen waarin steeds hogere eisen aan de scherpte wordt gesteld bijvoorbeeld voor high resolution kleurenbeeldbuizen is dit soms niet voldoende. In EP-A-0231964 wordt een constructie voor een elektronenkanon (z.g. DAF-kanon) beschreven waardoor, door het Dynamisch koppelen van de sterkte van het Astigmatische element aan de sterkte van de afbuigvelden een nagenoeg volledige correctie van de vertikale overFocussering mogelijk is.Conventional color picture tubes are provided with a self-converging deflection unit which in operation generates such horizontal and vertical magnetic deflection fields that the three electron beams generated by the electron gun and focused by the main lens on the screen converge over the entire display window. However, this causes vertical over-focusing of the electron beams on the image window. This can be partially compensated for by means of a static astigmatic element in the gun. For applications in which increasing demands are placed on sharpness, for example for high-resolution color picture tubes, this is sometimes not sufficient. In EP-A-0231964 a construction for an electron gun (so-called DAF gun) is described which, by dynamically coupling the strength of the Astigmatic element to the strength of the deflection fields, enables an almost complete correction of the vertical over-focusing.

De horizontale spotgrootte neemt bij afbuiging echter ook met een bepaalde spotvergrotingsfactor toe, die voor 110u kleurenbeeld-buissystemen meer dan twee kan bedragen. De spot blijft wel in horizontale richting over het hele beeldscherm in focus of nagenoeg in focus. Deze horizontale spotvergrotingsfactor wordt in de bekende constructie niet of slechts in geringe mate verminderd. Door de steeds hogere eisen die aan de scherpte van de afbeelding worden gesteld, met name bij high resolution kleurenbeeldbuizen of bij gebruik van kleurenbeeldbuizen voor high definition televisie is het ook van belang de horizontale spotvergrotingsfactor te verminderen. Het is onder meer een doel van de uitvinding een kleurenbeeldbuis van de in de eerste alinea vermelde soort te verschaffen, waarbij de horizontale spotvergrotingsfactor bij afbuiging verminderd is.However, the horizontal spot size also increases with a certain spot magnification factor when deflected, which can be more than two for 110u color image tube systems. The spot remains in horizontal direction over the entire screen in focus or almost in focus. This horizontal spot enlargement factor is not or only slightly reduced in the known construction. Due to the increasing demands placed on image sharpness, especially with high resolution color picture tubes or when using color picture tubes for high definition television, it is also important to reduce the horizontal spot magnification factor. It is, inter alia, an object of the invention to provide a color display tube of the type mentioned in the first paragraph, wherein the horizontal spot magnification factor upon deflection is reduced.

Hiertoe is een kleurenbeeldbuis volgens de uitvinding gekenmerkt doordat tussen het bundelvormend deel van het elektronenkanon en de afbuigeenheid een onder-convergentie veroorzakend element is aangebracht dat op elke buitenste elektronenbundel een kracht uitoefent die een component .in het vlak van de elektronenbundels, dwars op de as van de betreffende buitenste elektronenbundel en van de centrale elektronenbundel af gericht bezit en dat de afbuigeenheid zodanig geconstrueerd is dat hij afbuigvelden opwekt die een over-convergentie veroorzaken die de genoemde onder-convergentie compenseert.To this end, a color display tube according to the invention is characterized in that between the beam-forming part of the electron gun and the deflection unit an under-convergence-causing element is applied which exerts on each outer electron beam a force which is a component in the plane of the electron beams, transverse to the axis away from the respective outer electron beam and away from the central electron beam and that the deflection unit is constructed to generate deflection fields which cause over-convergence which compensates for said under-convergence.

De uitvinding berust op het volgende:The invention is based on the following:

In het onder-convergentie veroorzakend element ondervinden in bedrijf de buitenste elektronenbundels een kracht die deze elektronenbundels van de centrale elektronenbundel af afbuigt. Tevens is het afbuigsysteem zodanig ten opzichte van een conventioneel zelf-convergerend afbuigsysteem veranderd dat het kleurenbeeldbuissysteem als geheel toch "zelf-convergerend" is. D.w.z. dat de zelf-convergentie eis voor de afbuigeenheid is losgelaten waardoor deze op zichzelf over-convergentie van de elektronenbundels op het beeldvenster veroorzaakt, De verandering van de afbuigeenheid houdt in dat tenminste het magnetische lijnafbuigveld een minder sterk astigmatisch karakter bezit. Dat wil zeggen dat het veld een zwakke zespool veldcomponent, of zelfs helemaal geen zespool veldcomponent bevat. Bij een vermindering van het astigmatisch karakter van de afbuigvelden worden de buitenste elektronenbundels door de afbuigvelden meer naar de centrale elektronenbundel toegebogen. De beide door de uitvinding geïntroduceerde effecten op de convergentie van de elektronenbundels compenseren elkaar. Het doel van de uitvinding wordt bereikt doordat het minder sterke astigmatische karakter van tenminste het lijnafbuigveld een verkleining van de horizontale spotvergrotingsfactor tot gevolg heeft.In the under-convergence-causing element, the outer electron beams experience a force which deflects these electron beams away from the central electron beam. Also, the deflection system has been changed from a conventional self-converging deflection system such that the color image tube system as a whole is still "self-converging". I.e. that the self-convergence requirement for the deflection unit has been released, which in itself causes over-convergence of the electron beams on the display window. The change of the deflection unit means that at least the magnetic line deflection field has a less astigmatic character. That is, the field contains a weak six-pole field component, or even no six-pole field component at all. When the astigmatic character of the deflection fields is reduced, the outer electron beams are bent more towards the central electron beam by the deflection fields. The two effects on the convergence of the electron beams introduced by the invention compensate for each other. The object of the invention is achieved in that the less strong astigmatic character of at least the line deflection field results in a reduction of the horizontal spot magnification factor.

Het inzicht waarop de vinding berust is tweeledig.The insight on which the invention is based is twofold.

Ten eerste is dat het inzicht dat de spotgroei minder wordt naarmate de plaats waar de elektronenbundels uit elkaar worden gedreven verder van het scherm af ligt. Daarom wordt tenminste de zelfconvergerende lijnafbuigspoel vervangen door een lijnafbuigspoel die een zekere mate van over-convergentie van de buitenbundels introduceert en worden de bundels aan de kanonkant van de spoel uit elkaar gedreven. Hiervoor is een 45° magnetisch 4-pool veld in de praktijk zeer geschikt. De stroom voor het aandrijven van deze 4-pool kan met voordeel een parabool functie met de frequentie van de lijnspoel hebben.The first is that the insight that the spot growth decreases as the place where the electron beams are scattered further away from the screen. Therefore, at least the self-converging line deflection coil is replaced by a line deflection coil which introduces a degree of over-convergence of the outer beams and the beams on the gun side of the coil are drifted apart. A 45 ° magnetic 4-pole field is very suitable for this in practice. The current for driving this 4 pole can advantageously have a parabola function with the frequency of the line coil.

Het. tweede inzicht waarop de vinding berust is dat dipool deflectie velden, bij wat voor een praktisch kanon dan ook, minder goed focusseerbaar zijn dan de huidige zelf-convergerende velden bij gebruik van een "DAF" kanon tenminste. De voorgestelde oplossing biedt de voordelen van een dipool afbuigveld ten aanzien van de reductie van de horizonale spotvergrotingsfactor zonder het nadeel van een minder goede focusseerbaarheid. Dit wordt gerealiseerd doordat, het onder-convergentie veroorzakende element, zorgt, voor een veld ter plaatse van de (buitenste) elektronenbundels waarvan de sterkte in een vlak dwars op de elektronenbundels geleidelijk verandert, juist zoals bij het veld van een zelf-convergerende afbuigeenheid. Door deze geleidelijke veldovergang (die in het bijzonder met behulp van een 4-pool veld gerealiseerd wordt) is de focusseerbaarheid goed. Bij een sprongsgewijze veldgradiënt tussen de bundels is de focusseerbaarheid slechter.It. the second insight on which the invention is based is that dipole deflection fields, for whatever practical cannon, are less readily focusable than the current self-converging fields when using a "DAF" cannon at least. The proposed solution offers the advantages of a dipole deflection field with respect to the reduction of the horizontal spot magnification factor without the disadvantage of less good focusability. This is accomplished in that the element causing the under-convergence creates a field at the location of the (outer) electron beams whose strength gradually changes in a plane transverse to the electron beams, just as in the field of a self-converging deflection unit. Due to this gradual field transition (which is realized in particular with the aid of a 4-pole field), the focusability is good. In the case of a jumped field gradient between the beams, the focusability is poorer.

Zoals hiervoor besproken is tenminste de lijnafbuigspoel zodanig geconstrueerd dat hij bij bekrachtiging een dipoolveld met een voor zelf-convergentie te zwakke zespool veldcomponent, of met een zelfs geheel afwezige zespool veldcomponent, produceert. Eventueel kan het geproduceerde dipoolveld hogere harmonische veldcomponenten (b.v. 10 pool component, 14 pool component) bevatten voor het reduceren van y-convergentie fouten. (Dit zijn fouten van b.v. het. type yx of yx). In het algemeen heeft een afbuigspoel die aangepast is om een dergelijk afbuigveld te produceren echter een electrische schakeling nodig om noord-zuid rasterfouten te corrigeren.As discussed above, at least the line deflection coil is constructed such that, upon energization, it produces a dipole field with a six-pole field component too weak for self-convergence, or with a six-pole field component which is even completely absent. Optionally, the dipole field produced may contain higher harmonic field components (e.g., 10 pole component, 14 pole component) to reduce γ convergence errors. (These are errors of e.g. the type yx or yx). Generally, however, a deflection coil adapted to produce such a deflection field requires electrical circuitry to correct north-south grid errors.

Voor het reduceren van y-convergentie fouten kan het beeldbuissysteem volgens de uitvinding op alternatieve wijze voorzien zijn van met de buisas coaxiale middelen die aangepast zijn voor het opwekken van een 90° magnetisch 4-poolveld. Het ontwerp van de afbuigspoel kan dan zodanig zijn dat géén electrische schakeling voor het corrigeren van noord-zuid rasterfouten nodig is. Het voordeel van dit concept ligt in het feit dat voor de aansturing van de middelen voor het opwekken van het 90° magnetische 4-poolveld met kleine electrische signalen kan worden volstaan die b.v. van de beeldafbuigstroom afgeleid kunnen worden. Dit naar analogie van de aansturing van de middelen voor het opwekken van een 45° magnetisch 4-poolveld, die aangestuurd kunnen worden met kleine electrische signalen die b.v. van de lijnafbuigstroom afgeleid kunnen worden. In tegenstelling hiermee zijn voor het aansturen van een noord-zuid rastercorrectie schakeling sterke dynamische signalen nodig, wat de correctie gecompliceerd maakt.To reduce γ convergence errors, the picture tube system of the invention may alternatively include tube axis coaxial means adapted to generate a 90 ° magnetic 4 pole field. The design of the deflection coil can then be such that no electrical circuit is required to correct north-south grid errors. The advantage of this concept lies in the fact that for controlling the means for generating the 90 ° magnetic 4-pole field, it is sufficient to use small electrical signals, e.g. can be derived from the image deflection current. This is analogous to the control of the means for generating a 45 ° magnetic 4-pole field, which can be controlled with small electrical signals, e.g. can be derived from the line deflection current. In contrast, driving a north-south raster correction circuit requires strong dynamic signals, making the correction complicated.

De middelen voor het opwekken van het 90° magnetische 4-poolveld worden tussen het bundelvormend deel van het elektronenkanon en de afbuigeenheid aangebracht.The means for generating the 90 ° magnetic 4-pole field is arranged between the beam-forming part of the electron gun and the deflection unit.

Een voorkeursvorm wordt gekenmerkt, doordat de bovengenoemde middelen op dezelfde axiale positie zijn aangebracht als het onder-convergentie veroorzakende element, c.q. de middelen voor het opwekken van een 45° magnetische 4-pool veld. Dit. kan b.v. gerealiseerd worden doordat de beide middelen spoelen (elk vier) omvatten die op één en dezelfde ringkern zijn aangebracht. Een geschikte positionering van deze ringkern is nabij de focuslens van het electronenkanon.A preferred form is characterized in that the above-mentioned means are arranged in the same axial position as the element causing the convergence or the means for generating a 45 ° magnetic 4-pole field. This. can e.g. are realized in that the two means comprise coils (four each) which are arranged on one and the same toroidal core. A suitable positioning of this toroidal core is near the focus lens of the electron gun.

Deze en andere aspecten van de uitvinding worden bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van de tekening waarin:These and other aspects of the invention are further explained by way of example with reference to the drawing, in which:

Figuur 1 een langsdoorsnede van een kleurenbeeldbuissys-teem volgens de uitvinding met een onder-convergentie veroorzakend element 14 weergeeft;Figure 1 shows a longitudinal cross-section of a color display tube system according to the invention with an element 14 causing convergence;

Figuur 2A een aanzicht van het onder-convergentie veroorzakend element 14 van het kleurenbeeldbuissysteem van Figuur 1 toont en Figuur 2B een doorsnede, door een alternatief onder-convergentie veroorzakend element;Figure 2A shows a view of the under-convergence causing element 14 of the color image tube system of Figure 1 and Figure 2B shows a cross section through an alternative under-convergence causing element;

Figuren 3, 4 en 5 aan de hand van schematische doorsneden van kleurenbeeldbuissystemen enige inzichten die aan de uitvinding ten grondslag liggen illustreren;Figures 3, 4 and 5 illustrate, on the basis of schematic cross sections of color picture tube systems, some insights underlying the invention;

Figuur 6 een voorbeeld van het in een schakeling verbinden van het element 14 toont;Figure 6 shows an example of connecting the element 14 in a circuit;

Figuur 7 een alternatieve uitvoeringsvorm van een 45° magnetisch 4-pool element toont;Figure 7 shows an alternative embodiment of a 45 ° magnetic 4-pole element;

Figuur 8 een langsdoorsnede van een elektronenkanon geschikt voor kleurenbeeldbuissystemen volgens de uitvinding laat zien;Figure 8 shows a longitudinal section of an electron gun suitable for color picture tube systems according to the invention;

Figuur 9 vooraanzichten van twee hulpelektrodes uit het elektronenkanon van Figuur 8 toont;Figure 9 shows front views of two auxiliary electrodes from the electron gun of Figure 8;

Figuur 10 schematisch een arrangement van vier spoelen 56, 57, 58, 59 die bij bekrachtiging een 90° magnetisch 4-pool veld opwekken toont; enFigure 10 schematically shows an arrangement of four coils 56, 57, 58, 59 which generate a 90 ° magnetic 4-pole field upon energization; and

Figuur 11 schematisch een arrangement van vier spoelen 56, 57, 58, 59 die bij bekrachtiging een 90° magnetisch 4-pool veld opwekken tezamen met een arrangement van vier spoelen 60, 61, 62 en 63 die bij bekrachtiging een 45° magnetisch 4-pool veld opwekken, toont.Figure 11 schematically shows an arrangement of four coils 56, 57, 58, 59 which generate a 90 ° magnetic 4-pole field upon energization, together with an arrangement of four coils 60, 61, 62 and 63 which, when energized, generate a 45 ° magnetic 4-pole field. generate pool field, shows.

Figuur 1 toont een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding in doorsnede. In een glazen omhulling 1, welke is samengesteld uit een beeldvenster 2, een konus 3 en een hals 4, is in deze hals een elektronenkanon 5 aangebracht, dat drie elektronenbundels 6, 7 en 8 opwekt die met hun assen in het vlak van tekening zijn gelegen. De as van de middelste elektronenbundel 7 valt in onafgebogen toestand samen met de buisas 9. He beeldvenster 2 is aan de binnenzijde van een groot aantal trio's van fosforelementen voorzien. De elementen kunnen bijvoorbeeld uit lijnen of dots bestaan. In het onderhavige voorbeeld worden lijnvormige elementen getoond. Elk trio bevat een lijn bestaande uit een groen oplichtende fosfor, een lijn bestaande uit een blauw oplichtende fosfor en een lijn bestaande uit een rood oplichtende fosfor. De fosforlijnen staan loodrecht op het vlak van tekening. Voor het beeldscherm is een schaduwmasker 11 gepositioneerd, waarin een groot aantal langwerpige openingen 12 is aangebracht, waardoor de elektronenbundels 6, 7 en 8 treden, die ieder slechts fosforlijnen van een kleur treffen. De drie in één vlak liggende elektronenbundels worden afgebogen door het afbuigspoelenstelsel 13 (voor lijnafbuiging), 13' (voor beeldafbuiging).Figure 1 shows a cross-section of a color picture tube system according to the invention. In a glass envelope 1, which is composed of a display window 2, a cone 3 and a neck 4, an electron gun 5 is arranged in this neck, which generates three electron beams 6, 7 and 8 which are in the plane of the drawing with their axes located. The axis of the central electron beam 7 coincides in the unbent state with the tube axis 9. The image window 2 is provided on the inside with a large number of trios of phosphor elements. The elements can, for example, consist of lines or dots. Linear elements are shown in the present example. Each trio contains a line consisting of a green glowing phosphor, a line consisting of a blue glowing phosphor and a line consisting of a red glowing phosphorus. The phosphor lines are perpendicular to the plane of the drawing. A shadow mask 11 is positioned in front of the screen, in which a large number of elongated openings 12 are arranged, through which the electron beams 6, 7 and 8 pass, each of which only touch phosphor lines of one color. The three in-plane electron beams are deflected by the deflection coil system 13 (for line deflection), 13 '(for image deflection).

Een belangrijk aspect van de uitvinding is het gebruik van een 4-poolveld voor convergentie correctie van een niet zelf-convergerende spoel op een zodanige wijze dat er minder spotgroei ontstaat dan bij een volledig zelfconvergerende spoel. Dit 4-pool veld wordt opgewekt met behulp van element 14 (zie ook Figuur 2).An important aspect of the invention is the use of a 4-pole field for convergence correction of a non-self-converging coil in such a way that less spot growth occurs than with a fully self-converging coil. This 4-pole field is generated using element 14 (see also Figure 2).

In het getoonde geval omvat het element 14 een ringkern 15 van magnetiseerbaar materiaal waarop vier spoelen 16, 17, 18 en 19 zodanig gewikkeld zijn dat een 4-pool veld met de getekende oriëntatie ten opzichte van de drie bundels 20, 21 en 22 wordt opgewekt. Een 4-poolveld kan op alternatieve wijze worden opgewekt met behulp van twee bewikkelde C-kernen, zoals getoond in Figuur 2B.In the case shown, the element 14 comprises a toroidal core 15 of magnetizable material on which four coils 16, 17, 18 and 19 are wound such that a 4-pole field with the drawn orientation with respect to the three bundles 20, 21 and 22 is generated . A 4-pole field can alternatively be generated using two wrapped C-cores, as shown in Figure 2B.

Ten opzichte van een conventioneel in-lijn kleurenbeeldbuissysteem met zelfconvergerende afbuigeenheid uit de begin jaren '70 waarbij een 4 pool wikkeling op de yokering was aangebracht is, afgezien van het feit dat de uitvinding van een niet-zelfconvergerende afbuigeenheid gebruik maakt, een verschil dat de inventieve 4-pool volledig vóór de afbuigeenheid zit en juist niet. samen valt met het deflectiecentrum van de afbuigeenheid zoals bij het genoemde beeldbuissysteem het geval was.Compared to a conventional in-line color picture tube system with self-converging deflection unit from the early 1970s where a 4-pole winding was applied to the yoke ring, apart from the fact that the invention uses a non-self-converging deflection unit, the difference is that the inventive 4-pole completely in front of the deflector and not. coincides with the deflection center of the deflection unit as was the case with said picture tube system.

Ten opzichte van een kleurenbeeldbuissysteem met een niet-zelfconvergerende afbuigeenheid waarbij voor convergentiecorrectie gebruik wordt gemaakt van locale dipoolveldjes rond elk van de twee buitenbundels is een verschil dat die dipoolveldjes zorgen voor een sprongsgewijze verandering van de veldgradiënt tussen de bundels, met het hiervoor besproken nadeel van minder goede focusseerbaarheid.Compared to a color picture tube system with a non-self-converging deflection unit that uses local dipole fields around each of the two outer beams for convergence correction, a difference is that these dipole fields cause a sudden change in the field gradient between the beams, with the drawback discussed above of less good focusability.

De aan de hand van Figuur 1 en 2 getoonde uitvoeringsvorm omvat een afbuigeenheid met 4pool vóór de afbuigeenheid en dat in combinatie met een "DAF" kanon in de buis. Een schakeling voor het aansturen van de 4pool kan zich op de spoel bevinden. Kenmerkend is ook dat er geen poolschoentjes in de buis worden gebruikt om de zijbundels met behulp van lokale dipoolveldjes te corrigeren. Daarvan is tevens een nadeel dat er wervelstromen optreden indien hoge lijnfrequenti.es worden gebruikt.The embodiment shown with reference to Figures 1 and 2 comprises a deflection unit with 4 pole in front of the deflection unit and that in combination with a "DAF" gun in the tube. A circuit for driving the 4 pole can be located on the coil. Also characteristic is that no pole shoes are used in the tube to correct the side beams using local dipole fields. A drawback of this is also that eddy currents occur when high line frequencies are used.

Toepassing van het kleurbeeldbuissysteem is vooral geschikt in hoge resolutie monitoren en in de toekomst in H.D.T.V. apparaten. Met name bij beeldbuizen met een beeldvenster met een aspect ratio groter dan 4:3, b.v. 16:9 biedt de uitvinding voordelen.Application of the color image tube system is especially suitable in high-resolution monitors and in the future in H.D.T.V. devices. In particular with picture tubes with a picture window with an aspect ratio greater than 4: 3, e.g. 16: 9 offers the invention advantages.

Aan de hand van Figuren 3 tot en met 5 waarin schematische doorsneden van kleurenbeeldbuizen getoond worden, wordt het inzicht dat ten grondslag ligt aan de uitvinding verduidelijkt. Figuur 3 toont, een kleurenbeeldbuis bekend uit de stand van de techniek met een elektronenkanon 55 en afbuigsysteem 53. De elektronenbundels convergeren overal op het beeldvenster.With reference to Figures 3 to 5, which show schematic cross sections of color picture tubes, the insight underlying the invention is elucidated. Figure 3 shows a prior art color display tube with an electron gun 55 and deflection system 53. The electron beams converge all over the display window.

In Figuur 4 is ten opzichte van Figuur 3 slechts het afbuigsysteem 53 veranderd tot het afbuigsysteem 54, dat magneetvelden met een minder sterk astigmatisch karakter opwekt. Bij afbuiging treedt nu overconvergentie op, de elektronenbundels snijden elkaar voor het beeldvenster in vlak D. Beide effecten, zowel onderconvergentie als overconvergentie, hebben op zichzelf beschouwd een negatief effect op de afbeelding en worden dan ook doorgaans zoveel mogelijk vermeden en/of geminimaliseerd,In FIG. 4, only the deflection system 53 has been changed from FIG. 3 to the deflection system 54, which generates magnetic fields of less astigmatic character. When deflected, overconvergence now occurs, the electron beams intersect in front of the image window in plane D. Both effects, both underconvergence and overconvergence, in themselves have a negative effect on the image and are therefore usually avoided and / or minimized as much as possible,

Figuur 5 tenslotte, toont het principe van een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding met elektronenkanon 55 en afbuigsysteem 54. De door een voor de afbuigeenheid 54 geplaatst element 14 dat de buitenbundels uit elkaar drijft geïnduceerde onderconvergentie en de door het afbuigsysteem 54 geïnduceerde overconvergentie compenseren elkaar zodat het kleurenbeeldbuissysteem zeifconvergerend is. Beide maatregelen oefenen derhalve in combinatie geen invloed uit op de convergentie van de elektronenbundels. Het voordeel van de uitvinding is gelegen in het feit dat doordat tenminste het lijnafbuigveld een minder sterk astigmatisch karakter bezit de horizontale spotvergrotingsfactor bij afbuiging verminderd is.Finally, Figure 5 shows the principle of a color image tube system according to the invention with electron gun 55 and deflection system 54. The underconvergence induced by the element 14 placed in front of the deflection unit 54, which drives the outer beams apart, and the overconvergence induced by the deflection system 54 compensate for each other. color image tube system is self-converging. Both measures, therefore, in combination do not affect the convergence of the electron beams. The advantage of the invention lies in the fact that because at least the line deflection field has a less astigmatic character, the horizontal spot magnification factor on deflection is reduced.

Het effect van de uitvinding is groter naarmate de door het convergentie beïnvloedende element geïnduceerde onderconvergentie groter is. De maximale spotvergrotingsfactor, dat wil zeggen de ratio van de spotdiameter aan de randen van het beeldvenster en de spotdiameter in het centrum van het beeldvenster, is voor de bekende 110° kleurenbeeldbuis ongeveer 2,2. Voor de kleurenbeeldbuis volgens de uitvinding is deze factor bij voorkeur tot ten minste 2,0 verminderd.The effect of the invention is greater the greater the convergence-induced underconvergence induced. The maximum spot magnification factor, i.e. the ratio of the spot diameter at the edges of the display window and the spot diameter at the center of the display window, is approximately 2.2 for the known 110 ° color display tube. For the color display tube according to the invention, this factor is preferably reduced to at least 2.0.

F.en verder voordeel dat uit het minder sterke astigmatisch karakter van tenminste het lijnafbuigveld volgt is gelegen in het feit dat de spotvorm cirkelvormiger wordt. In de bekende stand van de techniek is de horizontale dimensie van de spot aan de randen van het beeldscherm beduidend groter dan de vertikale dimensie. In het bijzonder voor data displays is een meer uniforme spotvorm gewenst. Een te kleine vertikale dimensie kan tevens Moiré effecten ten gevolge hebben.F. and a further advantage that follows from the less strong astigmatic character of at least the line deflection field lies in the fact that the spot shape becomes more circular. In the known prior art, the horizontal dimension of the spot at the edges of the screen is significantly larger than the vertical dimension. In particular for data displays, a more uniform spot shape is desired. Too small a vertical dimension can also have Moiré effects.

In Figuur 6 wordt aan de hand van een voorbeeld getoond hoe het onderconvergentie veroorzakende element 14 in een schakeling met de lijnafbuigspoelen 13 kan worden opgenomen.Fig. 6 shows by way of an example how the subconvergence-causing element 14 can be included in a circuit with the line deflection coils 13.

In Figuur 7 wordt een z.g. stator constructie getoond waarmee een 45° magnetisch 4-pool veld kan worden opgewekt als alternatief voor de constructies van fig. 2a en fig. 2b.Figure 7 shows a so-called stator construction with which a 45 ° magnetic 4-pole field can be generated as an alternative to the structures of figure 2a and figure 2b.

Het principe van een elektronenkanon met B. (ynamisch) A (stigmatisch) F (ocus) zal aan de hand van Figuur 8 nader worden toegelicht.The principle of an electron gun with B. (ynamic) A (stigmatic) F (ocus) will be explained in more detail with reference to Figure 8.

In Figuur 8 is ter illustratie een langsdoorsnede weergegeven van een voor toepassing in een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding geschikt elektronenkanon. Dit elektronenkanon bevat een gemeenschappelijke bekervormige elektrode 20, waarin drie kathodes 21, 22 en 23 zijn bevestigd, en een gemeenschappelijk plaatvormig schermrooster 24. De drie met hun assen in één vlak gelegen elektronenbundels worden gefocusseerd met behulp van de voor de drie elektronenbundels gemeenschappelijke elektrodensystemen (G3) en (G4). Elektrodesysteem G3 bevat twee bekervormige delen 27 en 28 die met hun uiteinden naar elkaar gekeerd zijn. Een hoofdlens wordt gevormd door geschikte spanningen aan het eerste elektrodesysteem G3 en het tweede elektrodesysteem, of anode, G4 aan te leggen.Figure 8 illustrates a longitudinal section of an electron gun suitable for use in a color picture tube system according to the invention. This electron gun contains a common cup-shaped electrode 20, in which three cathodes 21, 22 and 23 are mounted, and a common plate-shaped screen grid 24. The three electron beams lying in one plane with their axes are focused using the electrode systems common to the three electron beams ( G3) and (G4). Electrode system G3 includes two cup-shaped parts 27 and 28 with their ends facing each other. A main lens is formed by applying appropriate voltages to the first electrode system G3 and the second electrode system, or anode, G4.

Elektrodesysteem G4 bevat een aan G3 grenzend bekervormig deel 29 en een centreerbus 30, met een van openingen 31 waardoor de elektronenbundels treden voorziene bodem. Elektrode deel 28 is voorzien van een zich naar elektrodedeel 29 uitstrekkende buitenste rand 32 en elektrodedeel 29 van een zich naar elektrodedeel 28 uitstrekkende buitenste rand 33. In een verdiept gedeelte 34, dat zich dwars op het vlak door de assen 35, 36 en 37 van de elektronenbundels 6, 7 en 8 uitstrekt, zijn openingen 38, 39 en 40 aangebracht. In een verdiept gedeelte 41, dat zich evenwijdig aan verdiept gedeelte 34 uitstrekt zijn openingen 42, 43 en 44 aangebracht. De verdiepte gedeelten 34 en 41 vormen één geheel met respectievelijk de elektrodendelen 28 en 29. Voor het verkrijgen van gewenste focusseervelden kunnen de openingen in de verdiepte gedeelten bijvoorbeeld rond zijn en van kragen voorzien, of veelhoekig en kraagloos. In het laatste geval spreekt men van een polygoon kanon.Electrode system G4 comprises a cup-shaped part 29 adjacent to G3 and a centering sleeve 30, with a bottom provided with openings 31 through which the electron beams pass. Electrode portion 28 includes an outer rim 32 extending to electrode portion 29 and electrode portion 29 of an outer rim 33 extending to electrode portion 28. In a recessed portion 34 extending transversely to the plane through axes 35, 36, and 37 of the electron beams 6, 7 and 8 extend, openings 38, 39 and 40 are provided. Openings 42, 43 and 44 are provided in a recessed portion 41 which extends parallel to recessed portion 34. The recessed portions 34 and 41 are integral with the electrode portions 28 and 29, respectively. To obtain desired focus fields, the openings in the recessed portions may be, for example, round and collared, or polygonal and collarless. In the latter case, it is called a polygon cannon.

Een astigmatisch element is in deze uitvoeringsvorm in elektrodensysteem 63 gevormd door de open uiteinden van de delen 27 en 28 te voorzien van hulpelektrodes 25, 26 in de vorm van vlakke platen met langwerpige (verticale) openingen 45, 46 en 47, respectievelijk langwerpige (horizontale) openingen 48, 49, 50. De openingen kunnen iedere vorm hebben die leidt tot het vormen van een 4-pool veld voor de door de openingen tredende elektronenbundels, bijvoorbeeld een rechthoekige, een ovale vorm, of een ruitvorm.In this embodiment, an astigmatic element is formed in electrode system 63 by providing the open ends of the parts 27 and 28 with auxiliary electrodes 25, 26 in the form of flat plates with elongated (vertical) openings 45, 46 and 47, respectively elongated (horizontal apertures 48, 49, 50. The apertures can have any shape that leads to the formation of a 4-pole field for the electron beams passing through the apertures, for example a rectangular, an oval shape, or a diamond shape.

In bedrijf is elektrode 27 verbindbaar met middelen, welke middelen in deze figuur niet getekend zijn, voor het toevoeren van een constante focusspanning ν^0(,. Electrode 28 is in dit voorbeeld verbindbaar met middelen voor het toevoeren van een regelspanning vfoc+vC·In operation, electrode 27 is connectable to means, which are not shown in this figure, for supplying a constant focus voltage ν ^ 0 (,. Electrode 28 in this example is connectable with means for supplying a control voltage vfoc + vC ·

Figuur 9 toont de hulpelektrodes 25 en 26 van het elektrodesysteem van Figuur 8 in vooraanzicht. De assen van de elektronenbundels 6, 7 en 8 in deze figuur aangegeven door kruisjes en vallen nagenoeg samen met de zwaartepunten van de (verticale) openingen 45, 46 en 47. De centra van de in de openingen gevormde 4-polen vallen nagenoeg samen met de bundelassen. De hulpelektrodes kunnen op alternatieve wijze door twee evenwijdige elektrode platen gevormd worden waarvan één voorzien is van drie in hoofdzaak vertikale openingen en de ander van één, in hoofdzaak horizontale, langgerekte opening.Figure 9 shows the auxiliary electrodes 25 and 26 of the electrode system of Figure 8 in front view. The axes of the electron beams 6, 7 and 8 in this figure are indicated by crosses and almost coincide with the centers of gravity of the (vertical) openings 45, 46 and 47. The centers of the 4-poles formed in the openings almost coincide with the beam axes. The auxiliary electrodes may alternatively be formed by two parallel electrode plates, one having three generally vertical openings and the other having one generally horizontal elongated opening.

Dh hier getoonde uitvoeringsvorm dient niet als beperkend beschouwd te worden. Er kan bijvoorbeeld slechts één hulpelektrode tussen de elektrodedelen 27 en 28 zijn aangebracht en op V^oc bedreven worden, waarbij een regelspanning Vfoc + Vc aan beide elektrodes 27 en 28 toegevoerd wordt. En meer algemeen kan in in het kader van de uitvinding elk type elektronenkanon met statisch of dynamisch astigmatisch focus gebruikt worden.The embodiment shown here should not be considered as limiting. For example, only one auxiliary electrode can be provided between the electrode parts 27 and 28 and operated on Voc, supplying a control voltage Vfoc + Vc to both electrodes 27 and 28. More generally, any type of electron gun with static or dynamic astigmatic focus can be used in the context of the invention.

Evenmin is de uitvinding beperkt tot. de toepassing van alleen maar één 4-pool (die de bundels in x-richting beïnvloedt).Nor is the invention limited to. the application of only one 4 pole (which affects the beams in x direction).

Ter reductie van de horizontale spotgroei is een alternatieve manier om convergentie te bereiken het gebruik van twee dynamisch aangestuurde magnetische vierpoten, die rond de bundels zijn geplaatst (zie Fig. 11).To reduce horizontal spot growth, an alternative way to achieve convergence is to use two dynamically controlled magnetic tripods placed around the beams (see Fig. 11).

Voor het opwekken van deze 4-polen kunnen spoelen arrangementen 56, 57, 58, 59 (Fig. 10) en 60, 61, 62, 63 op verschillende axiale posities of op dezelfde positie (Fig. 11) gebruikt worden.For generating these 4 poles, coil arrangements 56, 57, 58, 59 (Fig. 10) and 60, 61, 62, 63 at different axial positions or at the same position (Fig. 11) can be used.

Het hiervoor beschreven systeem gaat uit van een vierpool die alleen de convergentie in x-richting aankan. De overige convergentiefouten worden dan met de spoel gecorrigeerd. Zo'n systeem heeft echter noord-zuid rastercorrectie nodig. Bij de alternatieve uitvoeringsvorm worden ook de y-convergentiefouten met een extra y-vierpool gecorrigeerd. De veldvormen van deze vierpolen zijn in Fig. 11 weergegeven.The system described above assumes a quadrupole that can only handle convergence in the x direction. The remaining convergence errors are then corrected with the coil. However, such a system needs north-south grid correction. In the alternative embodiment, the y convergence errors with an additional y quadrupole are also corrected. The field shapes of these four poles are shown in FIG. 11 are shown.

Het is dan mogelijk een spoel te ontwerpen die geen noord-zuid rastercorrectie nodig heeft.It is then possible to design a coil that does not need a north-south grid correction.

Het voordeel van dit concept ligt in het ontwerpen van het elektronisch circuit.The advantage of this concept lies in the design of the electronic circuit.

Voor het systeem van Fig. 1 zijn dynamische signalen nodig voor de x-vierpool en de noord-zuid rastercorrectie.For the system of Fig. 1, dynamic signals are required for the x-quadrupole and the north-south raster correction.

Voor de aansturing van de vierpool kan met kleine elektrische signalen worden volstaan, in tegenstelling tot de rastercorrectie.Contrary to the grid correction, it is sufficient to use small electrical signals to drive the quadrupole.

Het hier als alternatief voorgestelde systeem heeft twee vierpoolaansturingen nodig. Beide worden aangestuurd met kleine elektrische signalen.The system proposed here as an alternative requires two quadrupole drives. Both are controlled with small electrical signals.

Claims

A color picture tube system with a) a neck, a cone and a picture window comprising an evacuated envelope, b) an electron gun in the neck with a beam-forming part for generating a central and two outer electron beams lying in one plane, and with a first and a second electrode system, which together form a main lens in operation, and are connectable to means for applying an excitation voltage, c) in the electron gun an astigmatic element for astigmatically influencing the electron beams, and d) a deflection unit for generating of line and image deflection fields for deflecting the electron beams, characterized in that between the beam-forming part of the electron gun and the deflection unit a subconvergence-causing element is applied which exerts a force on each outer electron beam which is a component in the plane of the electron beams , transverse to the axis of the respective outer The electron beam and away from the central electron beam and that the deflection unit is constructed to generate deflections which cause an over-convergence which compensates for said under-convergence.

2. Color image tube system according to claim 1, characterized in that the convergence influencing element with the tube axis comprises coaxial means adapted to generate a 45 ° magnetic 4-pole field.

Color image tube system according to claim 1 or 2, characterized in that the color healing tube is provided with means for dynamically coupling the strength of the subconvergence causing element to the strength of the line deflection field.

Color image tube system according to claim 3, characterized in that the means for dynamically coupling the strength of the subconvergence-causing element to the strength of the deflection fields means for supplying a dynamically varying control voltage containing a component which is synchronous with at least the line deflection field expires.

Color image tube system according to claim 4, having the. characterized in that the component is parabolic.

Color image tube system according to claim 1 or 2, characterized in that coaxial means adapted to generate a 90 ° magnetic 4-pole field are arranged between the beam-forming part of the gun and the deflection unit with the tube axis.

Color image tube system according to claim 6, characterized in that the color image tube is provided with means for dynamically driving said means with a current derived from the image deflection current.

Color image tube system according to claim 6, characterized in that said means are arranged in the same axial position as the element causing the convergence.

Color display tube according to any one of the preceding claims, wherein the maximum electron deflection angle is 55 °, characterized in that the maximum horizontal spot magnification factor is less than 2.0.

A deflection unit with a sub-convergence causing element suitable for a color image tube system according to claim 1.

Deflection unit according to claim 10, also having means for. generating a 90 ° magnetic 4-pole field.