<Desc/Clms Page number 1>
Beeldweergave-injrichting met afbuigeenheid en afbuigeenheid voor een beeldweergaveinrichting.
De uitvinding heeft betrekking op een kleuren beeldweergave-inrichting met een kathodestraalbuis, een middel voor het genereren van drie elektronenbundeis, een beeldscherm en een afbuigeenheid voor het opwekken van afbuigvelden voor het afbuigen van de elektronenbundels over het beeldscherm en middelen voor het compenseren van beeldrotatie.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een afbuigeenheid voor een kathodestraalbuis.
Een beeldweergave-inrichting van de in de eerste alinea vermelde soort en een afbuigeenheid van de in de tweede alinea vermelde soort bekend uit het Canadese octrooischrift CA 1, 302, 598. Het aardmagnetisch veld veroorzaakt een draaiing van het weergegeven beeld (dit effect wordt ook wel beeld rotatie of rasterrotatie genoemd). In de bekende beeldweergave-inrichting bevat de beeldweergave-inrichting een spoel die de beeldrotatie compenseert.
Het is echter gebleken dat het aardmagnetisch veld naast een rasterrotatie ook convergentie-fouten veroorzaakt. Convergentie-fouten bemvloeden op negatieve wijze de kwaliteit van het weergegeven beeld. Convergentiefouten worden door de bekende middelen niet of slechts in geringe mate gecompenseerd.
Het is een doel van de uitvinding een beeldweergave-inrichting te verschaffen met een verbeterde beeldkwaliteit.
Hiertoe is volgens een aspect van de uitvinding de beeldweergaveinrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de afbuigeenheid een yoke-ring bevat en de middelen voor het compenseren van de beeldrotatie een spoel bevatten die zieh aan de buitenkant van de yoke-ring bevindt.
Een op een dergelijke positie opgestelde spoel is in staat zowel het negatieve effect van het aardmagnetisch veld op de raster-rotatie als het negatieve effect van het aardmagnetisch veld op de convergentie van de elektronenbundels te compenseren. De compensatiespoel is aan de buitenkant van de yoke-ring geplaatst. Het
<Desc/Clms Page number 2>
is verrassenderwijs gebleken dat het magnetisch veld opgewekt door de compensatiespoel slechts zeer weinig door de aanwezigheid van de yoke-ring beinvloed wordt en voor zover de yoke-ring een invloed heeft deze positief is.
Bij voorkeur bevindt de spoel zieh tussen het midden van de yoke-ring en de kant van de yoke-ring die naar het beeldscherm gericht is. In dit gebied kan een optimale verhouding van rasterrotatie-en convergentie-compensatie verkregen worden.
Een beeldweergave-inrichting volgens een tweede aspect van de uitvinding is gekenmerkt doordat de middelen voor het compenseren van beeldrotatie van een compensatiespoel of compensatiespoelstelsel voor het opwekken van een compensatieveld met een axiale component voorzien zijn, welke compensatiespoel of spoelenstelsel in gebruik zowel een effect op de rasterrotatie als op de convergentie opwekt en de compensatiespoel of spoelenstel zodanig gearrangeerd en/of bekrachtigbaar is de verhouding rotatie/convergentieeffect opgewekt door de compensatiespoel althans nagenoeg gelijk is aan de verhouding rotatie/convergentieeffect opgewekt door de het aardmagnetisch effect.
Deze en verdere aspecten van de uitvinding worden hier volgend bij wijze van voorbeeld an de hand van de Figuren nader beschreven. In de figuren toont :
Figuur 1 een beeldweergave-inrichting
Figuur 2 in doorsnede een afbuigeenheid voorzien van een compensatiespoel.
De figuren zijn niet op schaal getekend. In het algemeen worden in de Figuren gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.
EMI2.1
Kleurenbeeldweergave-inrichting 1 (Figuur 1), bevat een geevacueerde omhu11ing 2, met een beeldvenster 3, een konusgedeelte 4 en een hals 5. In de hals 5 is een elektronenkanon 6 voor het opwekken van drie elektronenbundels 7,8 en 9 geplaatst. Aan de binnenzijde van het beeldvenster bevindt zich een beeldscherm 10.
Het beeldscherm 10 bevat een fosforpatroon met in rood, groen en blauw luminescerende fosforelementen. Op hun weg naar het beeldscherm worden de elektronenbundels 7,8 en 9 met behulp van afbuigeenheid 11 over het beeldscherm 10 afgebogen en passeren daarbij een voor het beeldvenster 3 opgesteld schaduwmasker 12 die een dunne plaat met openingen 13 bevat. Het schaduwmasker is met behulp van ophangmiddelen 14 in het beeldvenster opgehangen. De drie elektronenbundels
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
convergeren en passeren de openingen van het schaduwmasker onder een kleine hoek ten opzichte van elkaar en treffen dientengevolge elk slechts fosforelementen van een kleur.
Het aardmagnetisch veld verstoort het op het beeldscherm 10 weergegeven beeld. De axiale component van het aardveld veroorzaakt een draaiing van het weergegeven beeld (rasterrotatie). Daarnaast veroorzaakt het aardmagnetisch veld storende effecten op de convergentie van de drie bundels. Bekende spoelen compenseren wel voor de draaiing maar niet of slechts in geringe mate voor de convergentiefouten.
In het kader van de uitvinding is ingezien dat het aardmagnetisch veld convergentiefouten veroorzaakt, en dat het mogelijk is met een spoel of spoelenstelsel zowel rasterrotatie als convergentiefouten als gevolg van het aardmagnetisch veld te compenseren.
Figuur 2 toont in doorsnede een afbuigeenheid volgens de uitvinding. De afbuigeenheid bevat een tweetal afbuigspoelenstelsels 21 en 22 voor het afbuigen van de elektronenbundels in twee onderling loodrechte richtingen (x en y-richting). Verder bevat in dit voorbeeld de afbuigeenheid een yoke-ring 23. De yoke-ring is gemaakt van zacht-magnetisch materiaal. Compensatiespoel 24 bevindt zieh aan de buitenkant van de yoke-ring. Het is verrassenderwijs gebleken dat het magnetisch veld opgewekt door de compensatiespoel slechts zeer weinig door de aanwezigheid van de yoke-ring bemvloed wordt en voor zover de yoke-ring een invloed heeft deze positief is. In het algemeen geldt dat hoe verder de compensatiespoel naar achteren (=in de richting van het elektronenkanon) geplaatst wordt des te meer effect op de convergentie verkregen wordt.
Bij voorkeur is de compensatiespoel 24 gepositioneerd tussen vlak A en vlak B.
Vlak A is een vlak door het midden van de yoke-ring en vlak B is een vlak dat ongeveer samenvalt met het uiteinde 25 van de yoke-ring dat naar het beeldscherm gewend is. Vlak A is op gelijke afstand gelegen van de vlakken B en C, waarbij vlak C ongeveer samenvalt met het uiteinde van de yoke-ring die naar het elektronenkanon gewend is. Onder de buitenkant van" in het kader van de uitvinding begrepen een positie tussen de vlakken C en B. In dit voorbeeld is compensatiespoel gevat in een houder 25.
Het zal duidelijk zijn dat in het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk zijn.
<Desc/Clms Page number 4>
"aanEen voorkeursuitvoeringsvorm wordt bijvoorbeeld gevormd doordat de beeldweergave-inrichting voorzien is van middelen voor het instellen van de positie van de spoel ten opzichte van de yoke-ring. De spoel kan bijvoorbeeld in een houder gevat zijn waarvan de positie instelbaar is. Met name de instelling in de axiale richting (zrichting) is hierbij van belang. Hierdoor is het mogelijk om de meest optimale positie van de compensatiespoel (en) in te stellen. Het is echter ook mogelijk dat de compensatiespoel (en) direct op de yoke-ring bevestigd is. De yoke-ring kan hiertoe van bevestigingsmiddelen (bijvoorbeeld haken) voorzien zijn. Dit is een eenvoudige constructie.
De compensatiespoel is in zijn meest eenvoudige vorm in ring-vorm uitgevoerd, waarbij de axiale as van de spoel althans nagenoeg samenvalt met de axiale as van de yoke-ring. De uitvinding is hiertoe echter niet beperkt. De spoel kan samengesteld zijn uit twee of meer sub-spoelen. Figuur 3 toont een dergelijke uitvoering. De beeldweergave-inrichting is voorzien van een compensatiespoel 31 bevattende twee sub-spoelen 31a en 31b, waarvan de axiale positie van elkaar verschilt.
Hierdoor is het mogelijk om het door de compensatiespoel opgewekte magnetische veld verder te optimaliseren. Ook is het mogelijk, door de stroomsterkte door de sub-spoelen afzonderlijk te regelen, eenzelfde effect te bewerkstelligen als op zou treden als de positie van de spoel instelbaar zou zijn. Bijvoorbeeld, als er alleen stroom door subspoel 31a of 31b geleid wordt dan is de "positie" van de compensatiespoel gelegen op de positie van subspoel 31a respectievelijk 31b. Met andere woorden de "positie" van de het compenserende veld is op elektronische wijze, namelijk door het instellen van de stroomsterkten in de sub-spoelen, instelbaar gemaakt. Het is zelfs mogelijk, de positie het compenserende veld tot voorbij de sub-spoelen te verplaatsen door tegengestelde stromen door de sub-spoelen te laten stromen.
Bij voorkeur is de beeldweergave-inrichting voorzien van middelen voor het toevoeren van een instelbare spanning aan de compensatiespoel, of als de compensatiespoel meerdere sub-spoelen bevat van instelbare spanningen aan de subspoelen. Hierdoor is het mogelijk de compenserende werking van de spoel aan te passen aan het heersende aardmagnetische veld. In figuur 2 is schematisch getoond dat de compensatiespoel verbonden is met middelen 27 voor het instellen van de elektrische spanning over en derhalve de stroom door de compensatiespoel.
<Desc/Clms Page number 5>
Tabel I geeft het effect van een verandering in de sterkte van de axiale component van het aardmagnetisch veld van 0, 06 mT op het raster en de convergentie weer. Rotatie B/C betekent de afwijking in de y- (verticale) richting van het raster op de punten B (ene uiteinde van de horizontale as van het scherm) en C (tegenover B gelegen uiteinde van de horizontale as). De waarden zijn tegengesteld voor de uiteinden en daarom als-/+ aangegeven. De afwijking is in mm aangegeven. BRy in A betekent de afwijking (in mm) tussen de buitenste elektronenbundeis (r=Rood, B=Blauw) in het centrum van het beeldscherm (=punt A), gemeten in de y- (verticale) richting, BRy in B/C betekent de afwijking tussen de buitenste bundels in de punten B en C zoals hierboven gedefinieerd. Beide effecten (rotatie B/C en BRy) hebben een negatief effect op het weergegeven beeld.
Het zijn deze afwijkingen die gecompenseerd worden door middel van de compensatiespoel (en) volgens de uitvinding.
EMI5.1
<tb>
<tb> buistype <SEP> 21"66FS <SEP> 28WS <SEP> 32WS <SEP> 36WS
<tb> formaat <SEP> (4 <SEP> : <SEP> 3) <SEP> (4 <SEP> : <SEP> 3) <SEP> (16 <SEP> : <SEP> 9) <SEP> (16 <SEP> : <SEP> 9) <SEP> (16 <SEP> :
<SEP> 9) <SEP>
<tb> afbuighoek <SEP> 900 <SEP> 110 <SEP> 1100 <SEP> 110 <SEP> 1100 <SEP>
<tb> rotatieB/C-/+1, <SEP> 75-/+3, <SEP> 7-/+4, <SEP> 2-/+4. <SEP> 9-/+6. <SEP> 25 <SEP>
<tb> BRy <SEP> in <SEP> A <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP>
<tb> BRy <SEP> in <SEP> B/C <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 0, <SEP> 32 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP>
<tb> beeldbreedte <SEP> 41cm <SEP> 53cm <SEP> 58cm <SEP> 66cm <SEP> 75cm
<tb>
Een beeldweergave-inrichting volgens een tweede aspect van de uitvinding is gekenmerkt doordat de middelen voor het compenseren van beeldrotatie van een compensatiespoel of compensatiespoelstelsel voor het opwekken van een compensatieveld met een axiale component voorzien zijn,
welke compensatiespoel of spoelenstelsel in gebruik zowel een effect op de rasterrotatie als op de convergentie opwekt en de compensatiespoel of spoelenstel zodanig gearrangeerd en/of bekrachtigbaar is de verhouding rotatie/convergentieeffect opgewekt door de compensatiespoel althans nagenoeg gelijk is aan de verhouding rotatie/convergentieeffect
<Desc/Clms Page number 6>
opgewekt door de het aardmagnetisch effect.
Met althans nagenoeg wordt in het kader van de uitvinding verstaan dat de genoemde verhoudingen niet meer dan een factor van ongeveer 0, 75 tot 1, 25 van elkaar verschillen en bij voorkeur niet meer dan 10 % van elkaar verschillen. Als aan deze conditie is voldaan is het mogelijk zowel de rasterrotatie veroorzaakt door het aardmagnetische veld als de convergentiefouten veroorzaakt door het aardmagnetisch veld grotendeels of vrijwel geheel te compenseren door middel van de compensatiespoel (en). De genoemde verhoudingen worden gemeten aan de uiteinden van de horizontale as.
Een dergelijk beeldweergave-inrichting met een dergelijke compensatiespoel of-spoelenstelsel is bij voorbeeld als volgt te maken :
Men plaatst een beeldweergave-inrichting zonder compensatiespoel of spoelenstelsel in het aardmagnetisch veld, dan wel men plaatst een beeldweergaveinrichting in een axiaal magnetisch veld dat de axiale component van het aardmagnetisch veld nabootst (het zal voor een vakman uiteraard duidelijk zijn dat aan de conditie "zonder compensatiespoel of spoelenstelsel" ook voldaan is als de beeldweergaveinrichting wel voorzien is van een compensatiespoel of spoelenstelsel maar deze niet bekrachtigd is en dus geen veld opwekt),
Men meet de rasterrotatie in de punten B en C (einde van de horizontale as), men meet de BRy in de punten B en C,
men plaatst de beeldweergave-inrichting in een veldvrije ruimte en meet nogmaals de rasterrotatie en de BRy, het verschil geeft de rasterrotatie en de BRy door de axiale component van het aardmagnetisch veld weer, de verhouding van deze getallen is nu uit te rekenen, deze verhouding is in eerste orde benadering onafhankelijk van de sterkte van het aardmagnetisch veld, men plaatst vervolgens de beeldweergave-inrichting maar nu voorzien van een bekrachtigbare compensatiespoel of spoelenstelsel in een veldvrije ruimte (dat wil zeggen zonder magnetisch althans zonder axiaal magnetisch veld), waarbij de compensatiespoel wordt bekrachtigd zodat er een compensatieveld wordt opgewekt, men meet de rasterrotatie en de BRy op de aangegeven punten en rekent
<Desc/Clms Page number 7>
de verhouding uit. Dit geeft de verhouding rasterrotatie/BRy voor de compensatiespoel of spoelen.
De twee gevonden verhoudingen worden vergeleken. De verhouding voor de compensatiespoel (en) is, zo is ingezien in het kader van de uitvinding, onder meer door de positie van de spoelen (en) en of de stromen door de sub-spoelen te bemvloeden, met andere woorden van de wijze waarop de spoel of het spoelenstelsel gearrangeerd en/of bekrachtigbaar is. Vervolgens wordt indien noodzakelijk de positie van de compensatiespoel of spoelenstelsel, dan wel de onderscheidbare stromen door verschillende sub-spoelen van het compensatiespoelenstelsel gevarieerd totdat de gemeten verhouding rasterrotatie/convergentie voor de compensatiespoel (en) althans nagenoeg overeenkomt met de gemeten verhouding voor het aardmagnetisch veld.
Bovenstaande procedure kan gedeeltelijk of geheel door middel van een computerprogramma worden gesimuleerd en berekend.
Het zal de vakman duidelijk zijn dat door middel van een procedure die nagenoeg het spiegelbeeld is van de hierboven vermelde procedure het eenvoudig mogelijk is te constateren of een beeldweergave-inrichting aan dit aspect van de uitvinding voldoet.
De in de vorige pagina's vermelde positie van de compensatiespoel (en) (aan de buitenkant van de yoke-ring, dat wil zeggen tussen de vlakken B en C) is een geprefereerde positie die het mogelijk maakt om door middel van een eenvoudige compacte, weinig ruimte vragende constructie aan de gewenste verhouding althans nagenoeg te voldoen. Met name voor een 90 -kathodestraalbuis is gebleken dat deze constructie zeer bruikbaar is. Bovendien zijn de benodigde stromen (en dus de benodigde energie) voor de compensatiespoel (en) relatief gering. Daar waar meerdere sub-spoelen gebruikt worden is het bovendien mogelijk verdere verfijningen in het compensatieveld op te wekken. Dit maakt het mogelijk om een nog betere beeldkwaliteit te verschaffen.
Voor een eenvoudige spoel zoals getekend in figuur 2, geplaatst tussen vlak B en vlak A op een afstand van ongeveer 15 mm van vlak B, waarbij de afstand
EMI7.1
tussen vlak B en vlak C ongeveer 50 mm is, is voor een 21"90 voorzien van een yoke ring gebleken dat de verhouding rasterroratie/BRy ongeveer gelijk is aan 3. Uit tabel I volgt dat voor een dergelijke kathodestraalbuis voor het aardmagnetisch veld de genoemde verhouding 1. 5mm/0. 45mm = 3. 88 is. De verhoudingen rasterrotatie/BRy zijn derhalve voor het aardmagnetisch veld en voor de compensatiespoel vrijwel
<Desc/Clms Page number 8>
identiek. Voor eenzelfde spoel geplaatst op vlak B (zie figuur 2) is de verhouding rasterrotatie/BRy gelijk aan 5. Voor eenzelfde spoel geplaatst op vlak A (zie figuur 2) is de verhouding ongeveer 3.
Is derhalve de spoel tussen de vlakken B an A geplaatst dan is het mogelijk de rasterrotatie veroorzaakt door het aardmagnetisch veld te compenseren en tevens het grootste gedeelte, d. w. z. tenminste 75%, van de convergentiefout (BRy) te compenseren. Ter vergelijking wordt opgemerkt dat voor eenzelfde spoel opgesteld 20 mm vÎÎr vlak B de verhouding rasterrotatie/BRy ongeveer 9 is, hetgeen betekent dat als door middel van de compensatiespoel de rasterrotatie veroorzaakt door het aardmagnetisch veld gecompenseerd minder dan 40% van de convergentiefout gecompenseerd wordt.
Het zal duidelijk zijn dat binnen het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk zijn. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat een of meerdere subspoelen zieh buiten het gebied aangegeven door de vlakken B en C bevinden.