<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Kleurenbeeldbuis met twist korrektiespoel.
De uitvinding heeft betrekking op een kleurenbeeldbuis met een beeldscherm en met een hals waarin zieh een elektronenkanonsysteem voor het uitzenden van drie elektronenbundels naar het beeldscherm bevindt, met coaxiaal om de beeldbuis geplaatste afbuigeenheid welke afbuigeenheid een lijnafbuigspoelenstelsel dat bij bekrachtiging de elektronenbundel in een eerste richting afbuigt en een beeldafbuigspoelenstelsel dat bij bekrachtiging de elektronenbundels in een tweede richting, dwars op de eerste richting, afbuigt omvat.
Bij kleurenbeeldbuizen van het in-line type is het elektronenkanonsysteem ingericht om drie co-planaire elektronenbundels op te wekken die op het beeldscherm konvergeren. De om de beeldbuis geplaatste afbuigeenheid voor het afbuigen van de elektronenbundels wordt gebruikt om de elektronenbundels in de ene of in de andere richting van hun normale onafgebogen rechte baan af te buigen, zodat de bundels geselecteerde punten van het beeldscherm treffen om daarop visuele indicaties te verschaffen. Door de magnetische afbuigvelden op geschikte wijze te variëren kunnen de elektronenbundels omhoog of omlaag en naar links of naar rechts over het (vertikaal geplaatste) beeldscherm bewogen worden. Door tegelijkertijd de intensiteit van de bundels variëren kan een visuele presentatie van informatie of een beeld op het beeldscherm gevormd worden.
De om het konusgedeelte van de beeldbuis bevestigde afbuigeenheid omvat om de elektronenbundels in twee dwars op elkaar staande richtingen af te kunnen buigen twee afbuigspoelenstelsels. Elk stelsel bevat twee spoelen die aan tegenover elkaar gelegen zijden van de buishals zijn geplaatst, waarbij de stelsels ten opzichte van elkaar 90 om de buishals verschoven zijn. Bij bekrachtiging produceren de twee afbuigspoelenstelsels orthogonale afbuigvelden.
De velden staan in wezen loodrecht op de baan van de onafgebogen elektronenbundels. Een cilindrische kern van magnetiseerbaar materiaal die, als het lijnafbuigspoelenstelsel van het zadeltype is om het lijnafbuigspoelenstelsel heen ligt,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
wordt meestal toegepast om de afbuigvelden te concentreren en de fluxdichtheid in het afbuiggebied te vergroten.
0 De afbuigspoelen kunnen van het zadeltype zijn, of (in het bijzonder de beeldafbuigspoelen) van het type dat toroidaal op de ringkern is gewikkeld.
Na montage van een van beeldafbuigspoelen en lijnafbuigspoelen voorziene afbuigeenheid op de beeldbuis waar hij voor bestemd is, blijken er in bedrijf soms twistfouten op te treden. In het kort kan men zeggen dat het probleem is dat de drie elektronenbundels bij het verlaten van het kanon niet in een horizontaal vlak liggen, maar in een iets (bijvoorbeeld maximaal graad) gekanteld vlak (gekanteld om de buisas). De bundels zijn wel netjes naar het midden van het scherm gericht, dus in het scherm-midden is de konvergentie goed uit de kanteling zieh echter als (voornamelijk) vertikale blauw-rood fouten over alle verdere schermpunten, z. BRyfouten. Dit probleem wordt urgent als er aan de konvergentie zeer hoge eisen worden gesteld zoals bij CMT en HDTV toepassingen.
Het is derhalve onder meer een doel van de uitvinding een effectief twist korrektiemiddel te verschaffen dat bij voorkeur de mogelijkheid biedt om bij iedere beeldbuis apart de juiste (qua grootte en teken) korrektie in te stellen.
Een kleurenbeeldbuis van de in de aanhef vermelde soort heeft daartoe volgens de uitvinding als kenmerk, dat nabij de intreezijde van de afbuigeenheid een de banen de elektronenbundels omvattende ringvormige spoel is geplaatst die verbindbaar is met een een twist korrektiestroom verschaffende schakeling voor het opwekken van een korrektie-magneetveld in de asrichting de beeldbuis.
0 De werking is als volgt door de hoek die de zijbundels maken met de veldlijnen van het korrektiespoeltje worden ze eerst (in gebied 1, zie figuur) iets de ene kant uit afgebogen (bijvoorbeeld blauw omhoog en rood omlaag) en iets later (gebied 2) de andere kant uit. Als beide effekten de goede sterkte-verhouding hebben, liggen de drie bundels na het verlaten van het veld van het korrektiespoeltje in een horizontaal vlak, en konvergeren ze nog steeds naar het midden van het scherm. In een aantal gevallen is de genoemde sterkteverhouding niet precies goed, hetgeen zieh uit in een vertikale blauw-rood fout (BRy-fbut) in het midden van het scherm. De fout hangt af ZD van z-positie en afmetingen van het korrektiespoeltje.
Daar het mechanische
<Desc/Clms Page number 3>
spoelontwerp vastligt, zijn deze in het algemeen niet vrij te kiezen en niet te gebruiken om de BRy-fout in het centrum te minimaliseren.
Een in het kader van de uitvinding toe te voegen extra korrektiemiddel is : a. Korrigeren van de fout met statische (4 pool) magneetringen.
Nadeel : ringen nodig + afregelproces van de ringen. b. Bedrijven van het spoeltje niet met gelijkstroom, maar met wisselstroom, zodanig dat de waarde van de stroom nul is als de bundels zich in het midden van het scherm bevinden. Er is dan ook geen bijwerking in het midden van het scherm. De stroomvorm wordt dan bijvoorbeeld parabolisch, variërend met de frequentie van de horizontale en/of vertikale afbuiging. De schakeling om zo'n wisselstroomvorm op te wekken is duurder dan nodig is voor gelijkstroom. c. Toevoegen van een 4-pool y component aan het (axiale) twistkorrektieveld.
Een bewuste, kleine, vervorming van de (in principe cirkelvormige) spoel geeft een extra 4-pool-y komponent in het spoelveld, die in sterkte en teken ingesteld wordt door de mate en richting van de vervorming. De benodigde vervorming hoeft vaak maar klein te zijn (bijvoorbeeld 1, 5 mm). De vervorming wordt gekarakteriseerd doordat de windingen van de ringvormige spoel een weg met vier voorafbepaalde, afwisselend naar het beeldscherm en naar het kanonsysteem gekeerde, golvingen volgen.
Die 4-pool-y komponent korrigeert precies de BRy-bijwerking in het midden van het scherm. De resulterende korrektie, bij gelijkstroomsturing, (voor het hele scherm) is dan nagenoeg exact de benodigde korrektie zonder dat magneetringen of een wisselstroomschakeling nodig zijn.
Uitvoeringsvormen :
Een draad, gewikkeld om een cilindrische kunststofdrager, waarbij de vervorming is aangebracht door te wikkelen in gleufjes, die zijn aangebracht in ribben die in lengterichting over de buitenkant van de drager lopen. De drager is bijvoorbeeld de drager van een zogenaamde scan velocity modulation spoel.
Een andere uitvoeringsvorm is : een spoeltje, gewikkeld in een mal, en zelfdragend gemaakt door het in de mal te'bakken' (verhitten door stroomdoorgang, waardoor de windingen aan elkaar plakken) op de manier waarop spoelen voor deflekdc units worden gebakken (draad met zgn. thermoplac laag). Het zelfdragende spoeltje kan dan ergens in, aan of op de
<Desc/Clms Page number 4>
kunststof kap van de deflektie unit gemonteerd (bijvoorbeeld gelijmd) worden.
Toepassingsgebieden : Toepasbaar bij alle kleurenbeeldbuizen, zowel met in-line kanon als met delta-kanon. In die gevallen waarin het nauwkeurig korrigeren van'twist'noodzakelijk is, in het bijzonder bij buizen met een 9 : 16 aspect ratio van het beeldscherm.
Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, hierin toont :
Figuur 1 schematisch een aanzicht van een dwarsdoorsnede (langs het x-z vlak) van een kleurenbeeldbuis met een daarop gemonteerde afbuigeenheid en twist korrektiespoel ;
Figuur 2 het effekt van de korrektiespoel op de elektronenbundeis ;
Figuur 3A een boven/onder aanzicht en Figuur 3B een zijaanzicht van een buisomhulling met een speciale uitvoeringsvorm van een twistkorrektiespoel ;
Figuur 4 toont een schematisch perspectivisch aanzicht van een twistkorrektiespoel van het in Figuur 3 getoonde type ;
Figuur 5A toont schematisch een op het venster van een kleurenbuis weergegeven raster met een twistfout en Figuur 5B het korrektiepatroon van een uitvoeringsvorm van een twistkorrektiespoel.
Figuur 1 toont in dwarsdoorsnede een kleurenbeeldbuis 1 met een van een smal halsgedeelte 2 waarin een elektronenkanonsysteem 3 is gemonteerd, naar een wijd kelkvormig gedeelte 4, dat van een beeldscherm 5 is voorzien, verlopende omhulling 6.
Op de buis is op de overgang tussen het smalle en wijde gedeelte een afbuigeenheid 7 gemonteerd. Deze afbuigeenheid 7 bevat een drager 8 van elektrisch isolerend materiaal met een voorste uiteinde 9 en een achterste uiteinde 10. Tussen deze uiteinden 9 en 10 bevinden zich aan de binnenzijde van de drager 8 een afbuigspoelenstelsel 11, 11'voor opwekking van een (lijn)-afbuigveld voor afbuiging in horizontale richting van door het elektronenkanonsysteem 3 geproduceerde elektronenbundels. In dit voorbeeld liggen de drie elektronenbundeis R, B en G in een vlak, dat wil zeggen dat het elektronenkanon van het in-een-lijn type is. Het kan echter ook van het delta type zijn.
Het
<Desc/Clms Page number 5>
afbuigspoelenstelsel 11, 11'is omgeven door een ringkem 14 van magnetiseerbaar materiaal waarop in dit voorbeeld een spoelenstel 12, 12'voor opwekking van een (beeld-) afbuigveld voor afbuiging in vertikale richting van door het elektronenkanonsysteem 3 geproduceerde elektronenbundels toroidaal is gewikkeld. De spoelen 11, 11'van het lijnafbuigspoelenstelsel zijn opgebouwd uit een eerste zijpakket en een tweede zijpakket, en een achterste (naar het kanon 3 gekeerde) eindsectie en een voorste (naar het beeldscherm 5 gekeerde) eindsectie die tezamen een venster definieren. In de figuur is de achterste eindsectie vergeleken met de voorste eindsectie neergeslagen. De uitvinding heeft echter evenzeer betrekking op lijnafbuigspoelen met een opstaande achterste eindsectie.
Aan de afbuigeenheid 7 is een ringvormige twist korrektiespoel 15 toegevoegd die rond de buishals is geplaatst.
'Twist'is het konvergentie-foutenpatroon dat ontstaat op het scherm als gevolg van bijvoorbeeld het iets geroteerd insmelten van het kanon. Twist uit zich als rood-blauw-y fouten op alle schermpunten, behalve het centrum. Behalve insmeltspreiding leiden ook kanon-op-plaatstel fouten, spreidingen in de positionering van kanononderdelen t. o. v. elkaar, en spreidingen in de det1ektie-unit tot'twist'. Het aandeel van de buisfouten overheerst over het algemeen het aandeel van de spelfouten.
Twist is een grote, misschien wel de grootste, individuele bron van konvergentiespreiding. Dat wil niet zeggen dat het ook de grootste uitvaloorzaak is, integendeel. In de praktijk blijkt toch buis-uitval door twist op te treden, kennelijk doordat er uitschieters bij de fabricage optreden.
De genoemde oorzaken van twist ontlopen elkaar niet veel in grootte.
Daarom is het erg lastig, of niet haalbaar, gebleken de twistfouten bij de oorzaken aan te pakken en richt de aandacht zich op korrektie-methoden achteraf.
Een ringvormig spoeltje rond de hals van de buis (ergens in het gebied voorbij de hoofdlens, nabij de intreezijde van de afbuigspoel) geeft een twist-effekt bij bekrachtiging met gelijkstroom. Zo'n spoeltje kan dus voor twistkorrektie gebruikt worden. Er kleven enkele nadelen aan :
1. Setmaker moet circuit aanpassen om (instelbare) gelijkstroom te leveren.
2. Bijwerking BRy in punt A (centrum beeldscherm).
Het laatste nadeel kan worden geelimineerd door een extra 4-pool-y component aan het korrektieveld toe te voegen.
<Desc/Clms Page number 6>
Wat nodig is een extra 4py-werking, van het juiste teken en de juiste sterkte. Dit is te realiseren door het spoeltje iets te vervormen zoals schematisch aangegeven in Figuren 3 en 4.
Uitleg : het verschil tussen het vervormde spoeltje 15'en het, gestippeld getekende, onvervormde spoeltje 15 komt neer op 4 stroomlussen in respektievelijk noord, oost, zuid en west, waarvan de richting van het magneetveld afwisselend naar binnen en naar buiten gericht is. Met andere woorden het verschil is precies een 4py component. De sterkte van deze 4py is in te stellen door de keuze van dz. Afhankelijk van de RBY (A) afwijking die men wil toelaten op de z-positie ten opzichte van de intreezijde van de afbuigeenheid ligt dz in praktische gevallen tussen 0 en 10 mm en in het bijzonder tussen 0, 5 en 5 mm. De grootte en richting van dz wordt dus zodanig gekozen dat het effekt op BRy (A) van het spoeltje als geheel nul is.
Bij gebruik van een onvervormde cirkelvormige spoel blijkt de bijwerking in punt A afhankelijk van de z-positie en de diameter van de spoel. Met bovenvermelde oplossing is er nu veel meer vrijheid in de keuze van z-positie en diameter, omdat men niet op minimale bijwerking in A hoeft te ontwerpen.
Als de afbuigeenheid al een zogenaamde scan velocity modulation inrichting bevat, die een holle cilindrische kunststof drager 16 (Fig. 1, Fig. 4) omvat die op z'n binnenoppervlak een scan velocity spoelenstelsel draagt, is het praktisch om de twistkorrektiespoel15'op het buitenoppervlak van de drager 16 aan te brengen (Fig.
4). De drager 16 kan bijvoorbeeld van (in dit geval vier) uitwendige langsribben 17a .... 17d voorzien zijn waarin gleuven zijn aangebracht voor het opnemen van de windingen van de spoel 15'.
Figuur 5B geeft een grafische weergave van het korrektiepatroon van dit spoeltje en ter vergelijking geeft Figuur 5A het te korrigeren foutenpatroon zoals dat optreedt bij bijvoorbeeld kanonrotatie : beide patronen zijn zo goed als identiek.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb>
Twistfout <SEP> bij <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> Effekt <SEP> van <SEP> korr.
<tb> kanonrotatie <SEP> spoel <SEP> (13 <SEP> A. <SEP> w) <SEP>
<tb> BRy <SEP> (B/C) <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> mm
<tb> BRy <SEP> (F/G/H/J) <SEP> 0, <SEP> 49 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> mm
<tb> BRy <SEP> (D/E) <SEP> 0, <SEP> 13 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> mm <SEP>
<tb>
TABEL : VERGELUKING VAN HET EFFEKT VAN EEN TWIST-KORREKTIESPOELTJE OP POSITIE Z=19,5 M EN Dz=1, 54 MM MET HET TE KORRIGEREN BRY-FOUTENPATROON DAT HET GEVOLG IS VAN 0,6 KANONROTATIE.
Bij voorkeur is het benodigde vermogen voor de aansturing max. 1 Watt uit een 5V of 13V spanningsbron. Dit heeft consequenties voor de keuze van draaddiameter en aantal windingen van het spoeltje. Bij een maximaal benodigde korrektie van 0, 72 mm lijntwist (BRy in de punten B en C) zijn in onderstaande tabel
EMI7.2
een aantal mogelijk uitvoeringsvomen weergegeven
EMI7.3
<tb>
<tb> :
draad- <SEP> aantal <SEP> R <SEP> benodigd <SEP> voor <SEP> korrektie
<tb> diameter <SEP> windingen <SEP> 0, <SEP> 72 <SEP> mm
<tb> (mm) <SEP> ( ) <SEP> (A) <SEP> (V) <SEP> (W) <SEP>
<tb> 0, <SEP> 224 <SEP> 20 <SEP> 1,26 <SEP> 1,17 <SEP> 1,48 <SEP> 1,73
<tb> 0, <SEP> 224 <SEP> 34 <SEP> 2, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 68 <SEP> 1, <SEP> 47 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 0,121 <SEP> 116 <SEP> 25, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 0,224 <SEP> 34 <SEP> 2,15 <SEP> 0,68 <SEP> 1,47 <SEP> 1,00
<tb> 0,121 <SEP> 116 <SEP> 25,0 <SEP> 0,20 <SEP> 5,0 <SEP> 1,00
<tb> 0,121 <SEP> 166 <SEP> 35,9 <SEP> 0,14 <SEP> 5,0 <SEP> 0,70
<tb> 0,121 <SEP> 232 <SEP> 50,2 <SEP> 0,10 <SEP> 5,0 <SEP> 0,50
<tb> 0,075 <SEP> 301 <SEP> 213 <SEP> 0,077 <SEP> 13,0 <SEP> 1,00
<tb> 0, <SEP> 075 <SEP> 301 <SEP> 213 <SEP> 0, <SEP> 077 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 1,
<SEP> 00 <SEP>
<tb>
We zien (regels 2,3 en 6 in de tabel) dat om op 1 W max. uit te komen een koperdoorsnede benodigd is van 1, 34 mm2 (netto, dus excl. isolatie en tussenruimtes tussen de draden). Het benodigde vermogen is omgekeerd evenredig met de koperdoorsnede.
Er is gekontroleerd of het veld van het twistkorrektiespoeltje de spotvorm
<Desc/Clms Page number 8>
be nvloedt. De kontrole is uitgevoerd bij : - +20 en -20 Amp re-windingen in het twistspoeltje (overeenkomend met 0, 62mm lijntwistkorrektie).
I#=2mA, Vco=160V.
- schermposities : centrum en noord-oost.
De conclusie is dat het effekt op de spot verwaarloosbaar is.