DE3016439C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N17/04—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for receivers
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- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen
der Konvergenz der Elektronenstrahlen in einer Farbbild
röhre mit Farbauswahlelektrode, die mit einem Detektor
versehen ist.
Bei der Farbbildröhren mit einer Farbauswahlelektrode ist auf
der Innenseite des Frontglases ein aus einer Vielzahl von
Leuchtelementen zusammengesetzter Bildschirm erzeugt. Dem
Bildschirm gegenüber sind im Hals der Farbbildröhre Mittel
zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, z. B. drei
Elektronenstrahlerzeugungssysteme, angeordnet. Bei Röhren
vom sogenannten "Delta"-Typ sind die drei Elektronen
strahlerzeugungssysteme auf einem Kegelmantel gemäß einem
gleichseitigen Dreieck angeordnet. In Röhren vom
"Inline"-Typ liegen die Achsen der drei Elektronenstrahl
erzeugungssysteme in einer Ebene und schließen einen
kleinen Winkel miteinander ein. Vor dem Bildschirm ist
eine Farbauswahlelektrode angeordnet, die meistens aus
einer Metallplatte mit einer Vielzahl Reihen von Öffnungen
besteht. Eine derartige Farbauswahlelektrode wird auch als
Loch- oder Schlitzmaske bezeichnet. Hinter jeder Öffnung
befindet sich ein Trio von drei Leuchtelementen, und zwar
ein rot, ein grün und ein blau aufleuchtendes Element.
In Röhren vom "Delta"-Typ bestehen die Trios meistens aus
drei an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks
liegenden Leuchtstoffpunkten und in Röhren vom "Inline"-
Typ meistens aus einer Vielzahl paralleler Leuchtstoff
streifen. Da die Achsen der Elektronenstrahlerzeugungs
systeme und somit die Elektronenstrahlen einen kleinen
Winkel miteinander einschließen, fällt, rein theoretisch
betrachtet, jeder Elektronenstrahl nur auf Leuchtelemente
einer bestimmten Farbe. In der Praxis hat sich aber
herausgestellt, daß infolge von Toleranzen in der
Herstellung der Farbbildröhren und der Ablenkspulen die
Elektronenstrahlen häufig nicht je nur auf Leuchtstoff
gebiete einer bestimmten Farbe fallen. In diesem Falle ist
die Röhre nicht farbrein. Auch ist oft die Konvergenz
ungenügend, mit anderen Worten: Die von den drei
Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm beschriebenen Teil
bilder in den drei Grundfarben fallen nicht völlig
zusammen. Es hat sich in vielen Fällen als notwendig
erwiesen, während der Herstellung von Farbfernsehgeräten
Korrekturen vorzunehmen, um ein farbreines Bild und ein
Bild mit einer guten Konvergenz zu erhalten.
Die Farbreinheit und die Konvergenz auf dem mittleren Teil
des Bildschirmes, die sogenannte statische Konvergenz,
werden mit Hilfe einer Mehrpoleinheit eingestellt, die
rings um oder in dem Hals der Bildröhre hinter der Ablenk
spuleneinheit angeordnet ist. Derartige Farbreinheits- und
statische Konvergenzeinheiten sind u. a. in der DE-OS
28 28 710 beschrieben und können aus einer Vielzahl
magnetischer Ringe, die zusammen einen Mehrpol bilden,
oder aus einem einzigen als Mehrpol magnetisierten Ring
bestehen. Die Konvergenz auf dem verbleibenden Teil des
Bildschirmes wird als dynamische Konvergenz bezeichnet.
Die Elektronenstrahlen müssen nämlich auch während der
Ablenkung über den Bildschirm nach wie vor konvergieren.
Diese dynamische Konvergenz wird mit zusätzlichen Ablenk
strömen durch das Ablenkspulensystem oder mit automatisch
konvergierenden Ablenkspulen erhalten, wie z. B. in der
DE-PS 11 07 835 beschrieben ist.
Aus der DE-OS 20 34 334 ist eine Vorrichtung zur Messung
der Farbreinheit mit einem Detektor bekannt, der gegen das
Frontglas gesetzt wird, einen Teil des Bildschirmes
beobachtet und dabei die Farbreinheit mißt. Mit dieser
Vorrichtung ist es aber nicht möglich, Konvergenzmessungen
durchzuführen.
Eine Messung von Farbreinheit und Konvergenz erfolgte
bisher meistens mit Hilfe eines Meßmikroskops als
Detektor, mit dem ein auf dem Bildschirm abgebildetes
Linienraster beobachtet wurde. Dieses Verfahren ist aber
umständlich und relativ ungenau.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl die statische als
auch die dynamische Konvergenz während der Herstellung von
Farbbildröhren und Ablenkspulen genau gemessen werden
können.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung eingangs
erwähnter Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im
Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Mit einer derartigen Vorrichtung ist es möglich, sehr
genau sowohl Messungen der statischen als auch der
dynamischen Konvergenz durchzuführen und dann anhand der
Messungen die benötigten Korrekturen vorzunehmen. Diese
Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die Struktur der
Farbauswahlelektrode die Messung nahezu nicht beeinflußt.
Die Ansprüche 2 bis 4 beinhalten bevorzugte Ausührungs
formen der Vorrichtung nach der Erfindung.
Die Erfindung bezieht sich ferner nach den Ansprüchen 5
und 6 auf zwei Verfahren zum Messen und Einstellen der
statischen Konvergenzeinheit einer Farbbildröhre mit
Farbauswahlelektrode mit Hilfe einer derartigen
Vorrichtung. Beim Verfahren nach Anspruch 5 wird die
Vorrichtung als Nulldetektor verwendet. Alle Streifen
werden auf die Mitte der Photozelle(n) zentriert. Bei dem
Verfahren nach Anspruch 6 wird die Vorrichtung als
Meßvorrichtung für den Konvergenzfehler verwendet.
Vorzugsweise wird einer der Streifen auf eine der licht
empfindlichen Zellen zentriert, bevor die Lage der Streifen
gemessen wird.
Bei Anwendung der Verfahren nach der Erfindung hat sich
herausgestellt, daß es schwierig ist, den ersten Streifen
auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert zu halten.
Daher wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Verfahren nach der Erfindung der erste Streifen gemäß
Anspruch 8 auf der photoempfindlichen Zelle zentriert
gehalten. Eine Verschiebung im Videosignal kann auf
einfache Weise durch eine Verschiebung der Synchronisations
impulse erhalten werden.
Die Breite der Streifen ist vorzugsweise größer als oder
gleich dem Vierfachen der waagerechten Steigung der Reihen
von Öffnungen in der Farbauswahlelektrode. Die Streifen
breite läßt sich gut mit Hilfe eines Tiefpasses in der
Videosignalleitung einstellen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Verfahren nach
der Erfindung ist im Anspruch 10 gekennzeichnet. Mit
diesem Verfahren ist eine vollständig automatische
Einstellung der statischen Konvergenz möglich.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren
dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Farbbildröhre vom "Inline"-Typ in teilweise
aufgebrochener perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Teil der Fig. 1,
Fig. 3 die mikroskopische Struktur eines Auftreffflecks
auf dem Bildschirm,
Fig. 4, 5 und 6 eine Ansicht einer Anzahl lichtempfind
licher Zellen,
Fig. 7 und 8 im Schnitt Detektoren für Vorrichtungen nach
der Erfindung,
Fig. 9 bis 14 eine nähere Erläuterung der Wirkung der
lichtempfindlichen Zelle,
Fig. 15 die Auftreffflecke in einer nicht-konvergierenden
Farbbildröhre,
Fig. 16 bis 21 eine nähere Erläuterung eines Verfahrens
nach der Erfindung, und
Fig. 22 und 23 eine automatische Vorrichtung nach der
Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Farbbildröhre vom "Inline"-Typ in
teilweise aufgebrochener perspektivischer Darstellung
gezeigt. Die Röhre ist aus einem Glaskolben 1 aufgebaut,
der aus einem Frontglas 2, einem Konus 3 und einem Hals 4
besteht. In dem Hals befinden sich drei in einer Ebene
liegende Elektronenstrahlerzeugungssysteme 5, 6 und 7, die
drei Elektronenstrahlen 8, 9 und 10 erzeugen. Diese
Elektronenstrahlen schließen miteinander einen kleinen Winkel,
den sogenannten Farbauswahlwinkel, ein und treten durch die
Öffnungen 11 in der Farbauswahlelektrode 12 hindurch, die
vor dem Frontglas 2 angeordnet ist. Auf der Innenseite des
Frontglases liegt der Bildschirm 13, der aus einer Vielzahl
Trios von Leuchtstoffstreifen 14, 15 und 16 besteht. Die
Reihen Öffnungen 11 in der Farbauswahlelektrode liegen,
wie aus Fig. 2 (II) ersichtlich ist, zu den Leuchtstoffstreifen
parallel. Dadurch, daß die Elektronenstrahlen einen kleinen
Winkel miteinander einschließen, fällt der Elektronenstrahl
10 bei einer richtig eingestellten Röhre nur auf Leucht
stoffstreifen 14 aus einem rot aufleuchtenden Leuchtstoff,
der Elektronenstrahl 9 nur auf Leuchtstoffstreifen 15 aus
einem grün aufleuchtenden Leuchtstoff und der Elektronen
stahl 8 nur auf Leuchtstoffstreifen 16 aus einem blau
aufleuchtenden Leuchtstoff.
In Fig. 3 ist ein Auftrefffleck 17 des Elektronenstrahls
10 auf dem Bildschirm 13 dargestellt. Der Auftrefffleck
weist einen Durchmesser von 2 bis 3 mm auf und die Leucht
stoffstreifen haben eine Breite von etwa 270 µm. Die
Öffnungen 11 in der Farbauswahlelektrode werden auf die
Leuchtstoffstreifen abgebildet. Der Auftrefffleck weist
dadurch eine mikroskopische Struktur auf, die aus den
Abbildungen 18 besteht. Bei Farbbildröhren müssen die von
den drei Elektronenstrahlen in den drei Grundfarben wieder
gegebenen Bilder über den ganzen Bildschirm genau zusammen
fallen, mit anderen Worten: Die drei Elektronenstrahlen
müssen über den ganzen Bildschirm konvergieren. Dadurch,
daß die Auftreffflecke eine mikroskopische Struktur auf
weisen, die der Anwendung einer Farbauswahlelektrode zuzu
schreiben ist, war s bisher nahezu unmöglich, die Konvergenz
sehr genau einzustellen, weil es nicht möglich war,
die Lage der mit den Elektronenstahlen beschriebenen Raster
genau zu messen. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist
dies möglich.
Der Hauptgedanke der Erfindung ist die Anwendung eines
Detektors, der einen Teil des Bildschirmes auf einer licht
empfindlichen Zelle abbildet. Eine derartige lichtempfind
liche Zelle zeigt Fig. 4. Diese lichtempfindliche Zelle 19
besteht aus zwei voneinander getrennten lichtempfindlichen
Oberflächenteilen 20 und 21, die symmetrisch zu der Mitte
22 der Zelle liegen. Wie nachstehend noch erläutert werden
wird, ist es besonders wichtig, daß die Lichtempfindlich
keit der Oberflächenteile 20 und 21 von der Mitte 22 her
zunimmt. Diese Empfindlichkeitszunahme kann
durch passende Wahl der Form der Teile erhalten werden. Es
ist aber auch möglich, die Teile mit einem Filter mit einer
zu der Mitte der Zelle hin abnehmenden Durchlässigkeit zu
versehen.
Fig. 5 zeigt eine aus vier Oberflächenteilen 23, 24, 25
und 26 bestehende quadratische lichtempfindliche Zelle,
wobei sich diese Teile von der Mitte 27 her erstrecken und
in zwei zueinander senkrechten Richtungen x und y in der
Lichtempfindlichkeit zunehmen. Die lichtempfindliche Zelle
kann auch eine durch die gestrichelte Linie dargestellte
Form aufweisen. Der Teil, mit dem gemessen werden kann, ist
aber auf die vier Oberflächenteile 23 bis 26 beschränkt.
Fig. 6 zeigt eine aus nur zwei Oberflächenteilen 28 und 29
bestehende lichtempfindliche Zelle, wobei die Lichtempfind
lichkeit dieser Teile auch in zwei zueinander senkrechten
Richtungen x und y von der Mitte 30 her im wesentlichen
zunimmt. Eine derartige Zelle ist aber weniger empfindlich
als die in Fig. 5 gezeigte Zelle.
Fig. 7 zeigt einen Detektor 31 für eine Vorrichtung nach
der Erfindung. Dieser Detektor ist aus einem Gehäuse 32
aufgebaut, in dem eine Linse 33 angeordnet ist. Mit dieser
Linse wird ein Teil des Bildschirmes 13 auf der Oberfläche
der photoempfindlichen Zelle 34 abgebildet. Der Detektor
ist auf der Außenseite gegen das Frontglas 2 gesetzt. Mit
diesem Detektor ist es möglich, nacheinander Teilbilder
in den drei Grundfarben auf der photoempfindlichen Zelle
abzubilden.
Fig. 8 zeigt einen Detektor, mit dem es möglich ist, das
Bild auf dem Bildschirm in die drei Grundfarben zu zerlegen
und zu gleicher Zeit auf drei lichtempfindliche Zellen
abzubilden. Der Detektor ist gegen das Frontglas 2 gesetzt.
Der Halter 35 enthält eine Linse 36 und ein Farbtrenn
prismensystem, das aus drei Prismen 37, 38 und 39 besteht,
die mit optisch flachen Prismenflächen, die Interferenz
filter aufweisen, aneinander befestigt sind. Der Verlauf
der Achsen 40 gibt die Spaltung des Lichtes an. Derartige
Farbtrennprismensysteme sind aus der Fernsehkameratechnik
bekannt. Es ist aber auch möglich, statt eines Prismen
systems ein Farbtrennsystem mit Spiegeln und Filtern anzu
wenden. Diese Farbtrennsysteme sind ebenfalls aus der Fern
sehkameratechnik bekannt. Der Detektor enthält außerdem
drei photoempfindliche Zellen 19 mit einer in den Fig. 4,
5 und 6 dargestellten Form. Die photoempfindlichen Zellen
sind derart in dem Halter angeordnet, daß, von dem Front
glas her gesehen, ihre Mitten scheinbar zusammenfallen.
Die Wirkung der beschriebenen Vorrichtung wird nun
anhand der Fig. 9 bis 14 näher erläutert. Wie bereits
bemerkt wurde, konvergieren die Elektronenstrahlen in
einer Farbfernsehbildröhre, wenn die Auftreffflecke genau
über den ganzen Bildschirm zusammenfallen. Auf verschiedene
Weise könnte die gegenseitige Lage der Auftreffflecke auf
dem Bildschirm gemessen werden. Es könnten vier in einem
Quadranten angeordnete Photozellen verwendet werden, wobei
die Auftreffflecke am Kreuzungspunkt der vier Dioden dadurch
zentriert werden könnten, daß die Signale der Photodioden
miteinander verglichen werden würden. Eine grundsätzliche
Schwierigkeit bildet dabei aber die Struktur der Farbaus
wahlelektrode und die Mikrostruktur des Auftreffflecks auf
dem Bildschirm. Bei Farbbildröhrentypen (20AX und 30AX
von Philips) ist der Abstand zwischen den Herzlinien der
Reihen langgestreckter Öffnungen in der Farbauswahlelektrode,
die waagerechte Steigung aH (siehe Fig. 1), etwa 0,8 mm.
Dies erschwert das Messen der waagerechen Lage des Auf
treffflecks, weil die Lage der Zelle in bezug auf die Bild
schirmstruktur eine wichtige Rolle spielt. Nur wenn die
Mitte einer derartigen Zelle genau halbwegs zwischen den
Projektionen zweier Leuchtstoffstreifen auf die licht
empfindliche Zelle fällt, wird die Lagenbestimmung genau
sein. Eine asymmetrische Lage der lichtempfindlichen Zelle
in bezug auf die Leuchtstoffstreifen führt Fehler in den
Messungen der Lage eines auf dem Bildschirm abgebildeten
Streifens bis zu etwa 0,3 mm und bei der Messung der Lage
zweier Streifen verschiedener Farben in bezug aufeinander
von höchstens 0,6 mm herbei, wobei dann die Ungenauigkeit
viel zu groß ist.
Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird ein senkrechter
Streifen 41 (Fig. 9) auf dem Bildschirm mit Hilfe eines
sich bewegenden Auftreffflecks 17 mit einem Radius R abgebildet. Auch ein
derartiger Streifen weist infolge der Farbauswahlelektrode
eine Mikrostruktur auf. Die schraffierten Gebiete in Fig. 10
stellen die Lichtintensität in verschiedenen Teilen des
abgebildeten Streifens dar. Da die Oberflächenteile 42 und
43 der lichtempfindlichen Zelle von der Mitte her in Licht
empfindlichkeit zunehmen (siehe Fig. 11), wird die Lage
der Achse des Streifens nicht mehr im wesentlichen durch
den großen Lichtbeitrag 44 in der Nähe dieser Achse 45
(siehe Fig. 10), sondern auch durch die Lichtbeiträge 46
und 47 an den Rändern des Streifens bestimmt. Mit anderen
Worten: Die lichtempfindliche Zelle in der Vorrichtung
nach der Erfindung gleicht die zu der Achse hin zunehmende
Helligkeit in dem Streifen 41 aus.
Auf den Teilen 42 und 43 der lichtempfindlichen Zelle wird
ein Unterschied in auffallendem Licht gemessen. Dieser
Unterschied ist ein genaues Maß für die Lage der Achse des
abgebildeten Streifens. Bei Messungen mit der Vorrichtung
nach der Erfindung treten trotz der waagerechten Masken
steigung aH von etwa 0,8 mm nur Fehler von etwa 10 µm auf.
Es hat sich herausgestellt, daß die Breite des Streifens
vorzugsweise größer als oder gleich dem Vierfachen der
Maskensteigung sein muß, um diese sehr genaue Einstellung
zu ermöglichen.
Die schraffierten Gebiete 48 in Fig. 11 stellen die auf
die Zellenteile 42 und 43 einfallenden Lichtmengen dar.
Die Fig. 12 bis 14 stellen die Situation dar, in der der
Streifen auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert ist.
Auf die Zellenteile 42 und 43 in Fig. 14 fällt eine gleiche
Lichtmenge ein.
Ein Verfahren nach der Erfindung wird nun beispielsweise
anhand der Fig. 15 bis 21 näher erläutert. Wie anhand der
vorhergehenden Figuren ausführlich erörtert wurde, ist es
mit der Vorrichtung nach der Erfindung möglich, die Lage
eines auf dem Bildschirm einer Farbbildröhre abgebildeten
Streifens genau zu bestimmen. Auch ist es möglich, eine
Abbildung des Streifens sehr genau auf der lichtempfind
lichen Zelle zu zentrieren. Es wird von einer statisch nicht-
konvergierenden Farbbildröhre ausgegangen.
In Fig. 15 sind die Auftreffflecke 49, 50 und 51 der drei
Elektronenstrahlen auf einem mittleren Teil des Bild
schirmes 11, der aus Leuchtstoffstreifen 14, 15 und 16
besteht, dargestellt. Diese Auftreffflecke fallen nicht
zusammen. Die Röhre konvergiert weder waagerecht noch senk
recht. Mit den drei Elektronenstrahlen werden, zugleich
oder nacheinander, senkrechte Streifen 52, 53 und 54 auf
dem Bildschirm abgebildet (Fig. 16). Die Streifen sind hier
der Deutlichkeit halber in großer Entfernung voneinander
dargestellt. In der Praxis überlappen sie sich oder sie
liegen direkt nebeneinander, wie auch aus Fig. 15 hervor
geht. Die Achsen 55, 56 und 57 fallen, gleich wie die
Auftreffflecke 49, 50 und 51, nicht zusammen.
Der nächste Schritt des Verfahrens ist die genaue
Zentrierung der Abbildung der Achse 56 des Streifens 53 auf
der Mitte 59 der lichtempfindlichen Zelle 58 (Pfeil). Diese
Verschiebung des Streifens 53, die Zentrierung, kann
dadurch erfolgen, daß eine Gleichstromkomponente dem waage
rechten Ablenkstrom überlagert oder, daß eine Verschiebung
im Videosignal, z. B. eine Verschiebung der Synchronisations
impulse, bewirkt wird. Es ist auch möglich, den Detektor
zu verschieben, aber dieser Vorgang ist viel weniger einfach.
Bei dieser Zentrierung wird, wenn ein Detektor nach Fig. 7
verwendet wird, nur der zu zentrierenden Streifen abgebildet.
Bei Anwendung des Detektors nach Fig. 8 ist es möglich, die
drei Streifen stets zugleich abzubilden.
In Fig. 17 ist der auf der lichtempfindlichen Zelle 58
abgebildete zentrierte Streifen 53 dargestellt. Während dieser
Verschiebung des Streifens 53 sind auch die Streifen 52 und
54 mitverschoben. Mit Hilfe einer Mehrpolkonvergenzeinheit
werden die Streifen 52 und 54 auf der Mitte 59 der Zelle 58
zentriert abgebildet (nach den Pfeilen).
In Fig. 18 fallen die drei Streifen 52, 53, 54 genau über
einander. Die Röhre konvergiert waagerecht.
Auf analoge Weise erfolgt, wie in den Fig. 19, 20 und 21
dargestellt ist, die Einstellung der senkrechten Konvergenz.
Die drei waagerechten Streifen 60, 61 und 62 müssen
zusammenfallen und mit ihren Achsen auf der Mitte 59 der Zelle
58 abgebildet werden. Durch Anwendung einer lichtempfindlichen
Zelle nach Fig. 5 ist es nicht erforderlich, die
Zelle um 90° zu verdrehen und die Oberflächenteile 63
und 64 können zum Zentrieren und Konvergieren der drei
Streifen verwendet werden.
In Fig. 21 sind die drei aufeinander und mit ihren Achsen
auf der Mitte 59 der lichtempfindlichen Zelle 58 abgebildeten
Streifen dargestellt. Die Farbbildröhre konvergiert
nun auch senkrecht. Die drei Auftreffflecke 49, 50 und 51
nach Fig. 15 werden nun wenigstens im mittleren Teil sehr
genau zusammenfallen. Die statische Konvergenz der Farbbild
röhre ist eingestellt. Bei dem hier beschriebenen Ver
fahren wird die Vorrichtung als Nulldetektor verwendet. Es
ist aber mit einer Vorrichtung nach der Erfindung möglich,
in nichtkonvergierten Situationen den Fehler in der Konvergenz
sehr genau zu messen. Diese Möglichkeit besteht, weil
die Beziehung zwischen der Lage des Streifens und dem Signal
der Photozelle um die Mitte herum nahezu linear ist. Die
Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich daher auch
besonders gut zum Messen der statischen und der dynamischen
Konvergenz an verschiedenen Stellen auf dem Bildschirm. Mit
der Vorrichtung kann festgestellt werden, ob Korrekturen
der statischen und der dynamischen Konvergenz das gewünschte
Resultat ergeben haben. Die Vorrichtung kann auch bei der
Herstellung und Einstellung von Ablenkspulen verwendet
werden. Die Spulen können derart abgeglichen werden, daß
sie die gewünschte dynamische Konvergenz, die mit der Vor
richtung nach der Erfindung gemessen wird, der Elektronen
strahlen in einer Probenröhre herbeiführen.
Wenn sich ein auf dem Bildschirm abgebildeter Streifen zu
stark bewegt, um eine genaue Messung zu gestatten, kann
diese Bewegung mit einer einfachen Rückkopplung von der
photoempfindlichen Zelle auf die Ablenkspulen beseitigt
werden (DC-Schleife). Die Breite des Streifens kann mit
Hilfe eines einstellbaren Tiefpasses in der Videosignal
leitung geändert und eingestellt werden. Vorzugsweise weist
der Streifen eine Breite auf, die viermal größer als die
Maskensteigung ist.
Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung eignen
sich besonders gut dazu, eine völlig automatische Einstellung
der statischen Konvergenz zu bewirken.
Fig. 22 zeigt schematisch, wie eine vollständig automatisierte
Konvergenzeinstellung wirkt. Gegen den mittleren Teil
des Frontglases 13 einer Farbbildröhre nach Fig. 1 ist ein
Detektor 65 gesetzt. Dieser Detaktor ist auf die oben
beschriebene Weise aufgebaut und kann genau die Lage der
waagerechten und senkrechten Streifen, die auf dem Bild
schirm mit Hilfe der drei Elektronenstrahlen 8, 9 und 10
abgebildet werden, bestimmen. Der Detektor ist mit einem
Mikroprozessor 66 verbunden. Der Mikroprozessor 66 regelt
den den Ablenkströmen überlagerten Gleichstrom durch die
Ablenkspulen 67 oder die Verschiebung im Videosignal zum
Zentrieren des mit Hilfe des Elektronenstrahls 9 erhaltenen
Streifens auf der lichtempfindlichen Zelle. Der Mikropro
zessor erregt auch die Einheit 68 zur Einstellung der
statischen Konvergenzeinheit. Die statische Konvergenzein
heit ist in dieser Röhre ein magnetisierbarer Ring 70
(siehe Fig. 23), der sich am Ende der Elektronenstrahlerzeu
gungssysteme 5, 6 und 7 befindet und rings um die drei
Elektronenstrahlen 8, 9 und 10 in der Zentrierbuchse 69 ange
ordnet ist. Die statische Konvergenzeinheit wird dadurch
eingestellt, daß auf bekannte Weise der Ring 70 mit einer
Magnetisiereinheit 71 derart magnetisiert wird, daß diese
Einheit das gewünschte korrigierende Mehrpolmagnetfeld,
das für die statische Konvergenz benötigt wird, aufrecht
erhält. Das Magnetisierungsverfahren ist ausdrücklich in der
DE-OS 28 28 710 beschrieben. Das Videosignal (VS) zum
Erhalten der Streifen wird über einen Tiefpaß 73 den Steuer
gittern der drei Elektronenstrahlen zugeführt, wodurch die
Streifen genügend breit gemacht werden können.
Fig. 23 zeigt einen Schnitt durch Fig. 22, in dem die Lage
des Ringes 70 in bezug auf die Elektronenstrahlen 8, 9 und
10 deutlich sichtbar ist.
Die automatische Einstellung geht z. B. wie folgt vor sich:
a) Mit dem Strahl 9 wird ein senkrechter Streifen auf dem Bildschirm abgebildet;
b) mit dem Detektor 65 wird die Lage der Achse des Streifens in bezug auf die Mitte der lichtempfindlichen Zelle bestimmt, wie in den Fig. 9 bis 14 dargestellt ist;
c) der Mikroprozessor bestimmt, welcher Gleichstrom I mit Hilfe der Speiseschaltung 72 dem Ablenkstrom durch die Ablenkspulen überlagert werden muß, um den Strahl 9 derart abzulenken, daß der senkrechte Streifen auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert wird;
d) die Lagen der mit den Elektronenstrahlen 8 und 10 auf dem Bildschirm abgebildeten senkrechten Streifen werden mit dem Detektor gemessen;
e) der Mikroprozessor speichert die Daten, die diese Lagen festlegen, in seinem Speicher;
f) mit dem Strahl 9 wird ein waagerechter Streifen auf dem Bildschirm abgebildet;
g) mit dem Detektor 65 wird die Lage der Achse des Streifens in bezug auf die Mitte der lichtempfindlichen Zelle bestimmt, wie in den Fig. 9 bis 14 dargestellt ist;
h) der Mikroprozessor bestimmt, welcher Gleichstrom I dem Strom durch die Ablenkspulen überlagert werden muß, um den Strahl 9 derart abzulenken, daß der waagerechte Streifen auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert wird;
i) die Lagen der mit den Elektronenstrahlen 8 und 10 auf dem Bildschirm abgebildeten waagerechten Streifen werden mit dem Detektor gemessen;
j) der Mikroprozessor speichert die Daten, die diese Lagen speichern, in seinem Speicher;
k) der Mikroprozessor berechnet aus den unter e) und j) gespeicherten Daten die gewünschten Korrekturen und die dafür benötigten Ströme durch die Magnetisierungseinheit;
l) der Ring wird magnetisiert, und
m) mit Hilfe des Detektors 65 wird die Konvergenz geprüft und die oben genannten Vorgänge werden gegebenenfalls einmal oder mehrmals wiederholt, wenn die Konvergenz noch nicht genügend ist.
a) Mit dem Strahl 9 wird ein senkrechter Streifen auf dem Bildschirm abgebildet;
b) mit dem Detektor 65 wird die Lage der Achse des Streifens in bezug auf die Mitte der lichtempfindlichen Zelle bestimmt, wie in den Fig. 9 bis 14 dargestellt ist;
c) der Mikroprozessor bestimmt, welcher Gleichstrom I mit Hilfe der Speiseschaltung 72 dem Ablenkstrom durch die Ablenkspulen überlagert werden muß, um den Strahl 9 derart abzulenken, daß der senkrechte Streifen auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert wird;
d) die Lagen der mit den Elektronenstrahlen 8 und 10 auf dem Bildschirm abgebildeten senkrechten Streifen werden mit dem Detektor gemessen;
e) der Mikroprozessor speichert die Daten, die diese Lagen festlegen, in seinem Speicher;
f) mit dem Strahl 9 wird ein waagerechter Streifen auf dem Bildschirm abgebildet;
g) mit dem Detektor 65 wird die Lage der Achse des Streifens in bezug auf die Mitte der lichtempfindlichen Zelle bestimmt, wie in den Fig. 9 bis 14 dargestellt ist;
h) der Mikroprozessor bestimmt, welcher Gleichstrom I dem Strom durch die Ablenkspulen überlagert werden muß, um den Strahl 9 derart abzulenken, daß der waagerechte Streifen auf der lichtempfindlichen Zelle zentriert wird;
i) die Lagen der mit den Elektronenstrahlen 8 und 10 auf dem Bildschirm abgebildeten waagerechten Streifen werden mit dem Detektor gemessen;
j) der Mikroprozessor speichert die Daten, die diese Lagen speichern, in seinem Speicher;
k) der Mikroprozessor berechnet aus den unter e) und j) gespeicherten Daten die gewünschten Korrekturen und die dafür benötigten Ströme durch die Magnetisierungseinheit;
l) der Ring wird magnetisiert, und
m) mit Hilfe des Detektors 65 wird die Konvergenz geprüft und die oben genannten Vorgänge werden gegebenenfalls einmal oder mehrmals wiederholt, wenn die Konvergenz noch nicht genügend ist.
Es ist auch möglich, nach dem Schritt d) die Konvergenzeinheit
bereits derart einzustellen, daß die waagerechte
Konvergenz genügend ist und nach dem Schritt i) die Konvergenz
einheit auch für die senkrechte Konvergenz einzustellen.
Der Schritt c) kann durch den folgenden Schritt (c) ersetzt
werden: Der Mikroprozessor bestimmt, welche Verschiebung
im Synchronisierimpuls stattfinden muß, um das Videosignal
derart zu verschieben, daß der senkrechte Streifen auf der
lichtempfindlichen Zelle zentriert wird.
Der Schritt h) kann durch einen analogen Schritt ersetzt
werden.
Es ist einleuchtend, daß die Vorrichtung und das Verfahren
nach der Erfindung auch bei der Einstellung anderer bekannter
Typen von Konvergenzeinheiten verwendet werden können, die
aus einer Anzahl dauermagnetischer Ringe rings um den Röhren
hals bestehen, die zusammen eine einstellbare Mehrpoleinheit
bilden.
Um ein noch genaueres Ergebnis zu erzielen, können ein oder
mehrere Schritte des Verfahrens mehrere Male wiederholt
werden.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Messen der Konvergenz der
Elektronenstrahlen in einer Farbbildröhre mit Farbauswahl
elektrode, die mit einem Detektor versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor mindestens eine
lichtempfindliche Zelle enthält, die mindestens aus zwei
voneinander getrennten, lichtempfindlichen Oberflächen
teilen aufgebaut ist, die symmetrisch zu der Mitte der
Zelle liegen, wobei dieser Detektor optische Elemente zum
Abbilden eines Teiles des Bildschirmes auf die licht
empfindlichen Oberflächenteile der lichtempfindlichen
Zelle enthält und wobei diese lichtempfindlichen Ober
flächenteile, von der Mitte der Zelle ausgehend, in ihrer
Lichtempfindlichkeit zunehmen, und die Vorrichtung
außerdem Mittel zur Bestimmung des Unterschiedes der von
den genannten Teilen empfangenen Lichtmengen enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle vier voneinander
getrennte, lichtempfindliche Oberflächenteile enthält, die
von der Mitte her breiter werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle quadratisch ist und
die Diagonalen des Quadrats die Trennlinien zwischen den
vier lichtempfindlichen Oberflächenteilen bilden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente des
Detektors zur Zerlegung des Lichts in die drei Grundfarben
ein Farbtrennprismensystem oder eine Farbtrennspiegel
vorrichtung enthalten, hinter dem oder der drei licht
empfindliche Zellen angeordnet sind, derart, daß ein Teil
des Bildschirmes auf diese drei Zellen abgebildet wird
und, von der Mitte des Bildschirmes her gesehen, die
Mitten der lichtempfindlichen Zellen scheinbar zusammen
fallen.
5. Verfahren zum Einstellen der statischen
Konvergenzeinheit einer Farbbildröhre mit Farbauswahl
elektrode mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Videosignal und
einem der Elektronenstrahlen ein erster Streifen auf dem
Bildschirm abgebildet wird, der sich in einer der Ablenk
richtungen und über den mittleren Teil des Bildschirmes
erstreckt, und daß diesem mittleren Teil des Bildschirmes
gegenüber der Detektor der Vorrichtung derart angeordnet
wird, daß zwei der lichtempfindlichen Oberflächenteile
senkrecht zu der Längsrichtung des Streifens ausgerichtet
sind, wonach der Streifen derart verschoben wird, daß die
zwei lichtempfindlichen Teile eine gleiche Lichtmenge
empfangen und die Längsachse des Streifens auf die Mitte
der lichtempfindlichen Zelle abgebildet wird und dann zwei
andere zu dem ersten Streifen parallele Streifen, die
nacheinander mit demselben Videosignal und den beiden
anderen Elektronenstrahlen erhalten werden, mit Hilfe der
statischen Konvergenzeinheit derart verschoben werden, daß
die zwei Teile der lichtempfindlichen Zelle eine gleiche
Lichtmenge wahrnehmen, so daß auch die Längsachsen dieser
Streifen auf die Mitte der Meßzelle abgebildet werden,
wonach der Abgleich mit Streifen, die sich in der anderen Ablenk
richtung erstrecken, durchgeführt wird.
6. Verfahren zum Einstellen der statischen
Konvergenzeinheit einer Farbbildröhre mit Farbauswahl
elektrode mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Videosignal und mit
den drei Elektronenstrahlen zugleich drei Streifen auf dem
Bildschirm abgebildet werden, die sich in einer der
Ablenkrichtungen über den mittleren Teil des Bildschirmes
erstrecken, und daß diesem mittleren Teil des Bildschirmes
gegenüber der Detektor der Vorrichtung derart angeordnet
wird, daß zwei der lichtempfindlichen Oberflächenteile
senkrecht zu der Längsrichtung der Streifen ausgerichtet
sind, wonach die gegenseitige Lage der drei Streifen mit
dem Detektor dadurch gemessen wird, daß für jeden Streifen
der Unterschied in der Lichtmenge auf den genannten Teilen
gemessen wird, wobei diese Meßwerte ein Maß für die
Einstellwerte der statischen Konvergenzeinheit sind,
worauf das Verfahren mit Streifen, die sich in der anderen
Ablenkrichtung erstrecken, wiederholt und die Konvergenz
einheit mit Hilfe der erhaltenen Meßwerte eingestellt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der Lage einer der
Streifen auf einer der lichtempfindlichen Zellen zentriert
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Streifen dadurch auf
der photoempfindlichen Zelle zentriert gehalten wird, daß
das Signal der photoempfindlichen Zelle nach Verstärkung
derart rückgekoppelt wird, daß ein Gleichstrom den Ablenk
strömen überlagert oder eine Verschiebung im Videosignal
bewirkt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Videosignalleitung zum
Erzeugen der Streifen ein Tiefpaß zur Einstellung der
Streifenbreite angeordnet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die statische Konvergenz
einheit ein magnetisierbarer Ring im Hals des Kolbens der
Farbbildröhre ist, der, je nach den Meßwerten, auf an sich
bekannte Weise als Mehrpol magnetisiert wird.
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