HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhrenanordnung
mit einer Kathodenstrahlröhre wie einer Fernsehbildröhre
oder einer Anzeigeröhre, wie sie von einer
Informationsendstelle zum Anzeigen von Zeichen und Grafik verwendet wird,
und spezieller ist sie auf eine
Kathodenstrahlröhrenanordnung gerichtet, bei der eine Strahllandedrift und eine
Bildverzerrungsdrift, wie sie durch den Einfluss durch den
Erdmagnetismus verursacht sind, korrigiert werden können.
Beschreibung der einschlägigen Technik
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Bei einer Kathodenstrahlröhrenanordnung wie einem
Fernsehempfänger oder einer Anzeigevorrichtung mit einer
Farbkathodenstrahlröhre (wo erforderlich, nachfolgend als "CRT"
bezeichnet) mit einer Farbauswählmaske, wie einem
Öffnungsgitter oder einer Schattenmaske, ist es bekannt, dass die
Strahllandung und die Bildverzerrung durch den
Erdmagnetismus beeinflusst werden.
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Die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen zeigen
Messergebnisse der durch den Erdmagnetismus verursachten
Strahllandedrift.
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Fig. 1 zeigt Messergebnisse von Driftlandemustern 1, 2 und
3, wie sie erhalten werden, wenn eine Frontplatte 10 einer
Kathodenstrahlröhre nach Osten (E), nach Süden (S), nach
Westen (W) bzw. nach Norden (N) ausgerichtet ist.
Strichellinienmuster in Fig. 1 kennzeichnen Bezugslinienmuster, wie
sie erhalten werden, wenn kein Erdmagnetismus, d. h. kein
externes Magnetfeld existiert. Muster mit durchgezogenen
Linien in Fig. 1 zeigen in der Praxis erzielte Muster, die
sich abhängig vom Erdmagnetismus ändern. Wenn die
Frontplatte 10 der Kathodenstrahlröhre in der Richtung Ost (E) und
der Richtung West (W) zeigt, liegen die mittleren Muster an
derselben Position, in der sich das beim Fehlen von
Erdmagnetismus erhaltene Bezugslinienmuster 1 und das in der
Praxis erhaltene Muster 1 überlappen.
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Fig. 2 zeigt den Wert Δ der Strahllandedrift, wie es
erhalten wird, wenn ein durch eine durchgezogene Linie
dargestellte spezieller Farbstrahl 4 und ein durch eine
gestrichelte Linie dargestellter Strahl 5 erhalten wird, wenn der
Strahl 4 in der durch einen Pfeil A dargestellten Richtung
versetzt ist. Genauer gesagt, beaufschlagen die Strahlen 4
und 5 eine Leuchtsubstanz 8 mit spezieller Farbe, die auf
die Frontplatte 10 aufgetragen ist, durch eine Öffnung (-
Schlitz oder Loch) in einer Farbauswählmaske 6 hindurch. Um
zufriedenstellende Farbreinheit zu erzielen, ist es eine
unabdingbare Bedingung, dass ein spezieller Farbstrahl, z.
B. ein grüner Strahl 4, die Leuchtsubstanz 8 mit spezieller
Farbe beaufschlagen muss.
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das aufgetragene Ergebnisse der
Strahllandedrift zeigt, wie sie an sechs Punkten (siehe Fig.
1) des Bildschirm-Endabschnitts erhalten werden, wenn die
Kathodenstrahlröhre einmal innerhalb der horizontalen Ebene
im durch den Erdmagnetismus hervorgerufenen Magnetfeld unter
der Bedingung gedreht wird, dass die Röhrenachse der
Kathodenstrahlröhre in horizontaler Richtung liegt. Eine
Untersuchung der Fig. 3 zeigt, dass sich der Wert Δ der
Strahllandedrift regelmäßig auf Sinusweise ändert. In Fig. 3 ist der
Wert Δ
der Strahllandedrift zur rechten Seite hin, gesehen
von der Vorderseite der Frontplatte 10 aus, als positiver
Wert +Δ definiert, und der Wert Δ der Strahllandedrift nach
links ist als negativer Driftwert -Δ definiert.
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Fig. 4 zeigt Messergebnisse zu den Änderungen von
Bildverzerrungsmustern, wie sie erhalten werden, wenn sich
Bildverzerrungsmuster durch den Erdmagnetismus ändern. Genauer
gesagt, zeigt Fig. 4 Änderungen der Bildverzerrungsmuster, wie
sie erhalten werden, wenn die Frontplatte 10 der
Kathodenstrahlröhre in der Richtung Ost (E), der Richtung Süd (S),
der Richtung West (W) bzw. der Richtung Nord (N) zeigt.
Strichellinienmuster in Fig. 4 repräsentieren Bezugsbild-
Verzerrungsmuster, wie sie bei fehlendem Erdmagnetismus
erhalten werden, d. h. dann, wenn kein Magnetfeld vorliegt. Mit
durchgezogener Linie dargestellte Bildverzerrungsmuster in
Fig. 4 repräsentieren in der Praxis erzielte
Bildverzerrungsmuster, wie sie dann erhalten werden, wenn sich die
Bildverzerrung durch den Erdmagnetismus ändert.
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Die Strahllandedrift und die Änderung der
Bildverzerrungsmuster durch den Erdmagnetismus bilden Faktoren, die
Eigenschaften wie die Farbreinheit und die Musterverzerrung einer
Kathodenstrahlröhrenanordnung beeinträchtigen.
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Um die Faktoren zu verringern, unter denen sich
Eigenschaften durch den Erdmagnetismus verschlechtern, sind die
folgenden drei Techniken vorgeschlagen:
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(1) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch
eine magnetische Abschirmung (magnetische
Abschirmungsplatte);
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(2) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch
eine Endmagnetisierungsspule und
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(3) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch
eine Korrekturspule.
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Die obigen drei Techniken (1) bis (3) werden nachfolgend
jeweils beschrieben.
(1) Verringerungstechnik beruhend auf einer magnetischen
Abschirmung:
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- als Verringerungstechnik beruhend auf einer magnetischen
Abschirmung sind eine externe Magnetabschirmungstechnik für
eine CRT und eine interne Magnetabschirmungstechnik für eine
CRT bekannt. Gemäß der Magnetabschirmungstechnik wird ein
durch den Erdmagnetismus erzeugtes Magnetfeld, das
Elektronenstrahlen beeinflussen kann, geschwächt, so dass der Wert
der Strahllandedrift und der Änderungswert der
Bildverzerrung verändert werden können.
(2) Verringerungstechnik beruhend auf einer
Endmagnetisierungsspule:
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- diese auf einer Endmagnetisierungsspule beruhende
Verringerungstechnik ist eine Technik, die zusammen mit der auf
einer magnetischer Abschirmung beruhenden
Verringerungstechnik (1) verwendet wird. Gemäß dieser Verringerungstechnik
wird eine Endmagnetisierungsspule an der Röhrenseitenwand
einer CRT befestigt, und sie wird mit einem abklingenden
Wechselstrom versorgt, wodurch die magnetische Abschirmung
und die Farbauswählmaske entmagnetisiert werden. So läuft
der Elektronenstrahl auf einem vorbestimmten Weg, um dadurch
den Einfluss des Erdmagnetismus zu verringern.
(3) Verringerungstechnik beruhend auf einer Korrekturspule:
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- diese auf einer Korrekturspule beruhende
Verringerungstechnik wurde bisher bei Fernsehempfänger-Bildröhren mit
großem Bildschirm von ungefähr 25 Zoll oder mehr mit kleiner
Strahllandetoleranz sowie bei Anzeigeröhren mit hoher
Auflösung angewandt. Zum Beispiel die am 27. Februar 1992
veröffentlichte japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr.
4-61 590 beschreibt eine auf einer Korrekturspule beruhende
Verringerungstechnik.
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Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine
Frontanordnung einer Kathodenstrahlröhre zeigt, bei der die auf einer
Korrekturspule beruhende Verringerungstechnik angewandt ist.
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Fig. 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine
grundsätzliche Anordnung einer beim in Fig. 5 dargestellten
Beispiel angewandten Korrekturschaltung zeigt.
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Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, sind, gesehen von der
Seite der Frontplatte 10 der Kathodenstrahlröhre aus, sechs
Korrekturspulen LCC-LT (Landekorrekturspule links oben),
LCC-CT (Landekorrekturspule Mitte oben), LCC-RT
(Landekorrekturspule rechts oben), LCC-LB (Landekorrekturspule links
unten), LCC-CB (Landekorrekturspule Mitte unten) und LCC-RB
(Landekorrekturspule rechts unten) an spezifizierten
Positionen um die Seite der Frontplatte 10 herum angeordnet.
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Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, werden die Korrekturspulen
LCC-LT, LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB, LCC-CB und LCC-RB auf
Grundlage eines von einem Richtungskorrektursignal-Generator 21
ausgegebenen Richtungskorrektursignals S1, eines von einem
Strahlstromkorrektursignal-Generator 22 ausgegebenen
Strahlstromkorrektursignals SZ und eines von einem
Ortskorrektursignal-Generator 23 ausgegebenen Ortskorrektursignals S3
über einen Landekorrektur(LCC)treiber 24 angesteuert. Der
Richtungskorrektursignal-Generator 21 erzeugt das
Richtungskorrektursignal 21, das ein Stromsignal ist, das einem
Richtungscode entspricht, wie er durch einen auf der
Wannenfläche der Kathodenstrahlröhrenanordnung angeordneten
Richtungscodeschalter 25 spezifiziert wird, und er liefert
dasselbe an die jeweiligen Richtungskorrekturspulen LCC-LT,
LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB, LCC-CB und LCC-RB.
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Fig. 5 zeigt den Inhalt des Richtungskorrektursignals S1.
Signalverläufe gemäß Fig. 14 werden vorab auf die in Fig. 3
dargestellten Erdmagnetismus-Driftwerte hin in den
Richtungskorrektursignal-Generator 21 eingespeichert.
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Es wird erneut auf Fig. 6 Bezug genommen, gemäß der der
Strahlstromkorrektursignal-Generator 22 mit einem
automatischen Helligkeitsbegrenzungs(ABL = automatic brightness
limit)-Signal versorgt wird, das ein Signal mit einem Pegel
ist, der einem Strahlstrom von einem Anschluss 26
entspricht. Dann führt der Strahlstromkorrektursignal-Generator
eine zeitliche Integration des ABL-Signals S4 aus, um das
Strahlstromkorrektursignal SZ zu erzeugen, das dazu
verwendet wird, eine Farbverschiebung zu korrigieren, die auf
einer thermischen Ausdehnung der Farbauswählmaske beruht, und
er liefert das Strahlstromkorrektursignal SZ an die
jeweiligen Richtungskorrekturspulen LCC-LT, LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB,
LCC-CB und LCC-RB.
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Der Ortskorrektursignal-Generator 23 liefert das
Ortskorrektursignal S3, das dazu verwendet wird, die für die CRT
charakteristische Landekorrektur auszuführen, an die jeweiligen
Richtungskorrekturspulen LCC-LT, LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB,
LCC-CB und LCC-RB.
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Jedoch ist die auf einer magnetischen Abschirmung beruhende
Verringerungstechnik (1) mit den folgenden Nachteilen
konfrontiert.
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Aus finanziellen Gesichtspunkten ist es nicht praxisgerecht,
eine gesamte CRT, insbesondere eine gesamte Verbraucher-CRT,
mit einem magnetischen Material wie Permalloy oder
dergleichen abzuschirmen. Daher ist es üblich, eine CRT teilweise
abzuschirmen. Im Ergebnis können Probleme
unzufriedenstel
lender Strahllandung und einer Änderung der Bildverzerrung,
wie durch eine unvollständige magnetische Abschirmung
verursacht, nicht perfekt überwunden werden. Auch existiert dann
das Problem, dass das Gewicht der
Kathodenstrahlröhrenvorrichtung zunimmt, wenn ein magnetisches Abschirmungsmaterial
verwendet wird.
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Die auf einer Entmagnetisierungsspule beruhende
Verringerungstechnik (2) ist mit den folgenden Nachteilen
konfrontiert.
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Obwohl durch Erhöhen der magnetomotorischen Kraft einer
Entmagnetisierungsspule die Verbesserung gesteigert werden
kann, beträgt die Verbesserung maximal die Hälfte. Dann
besteht das Problem, dass das Verbesserungsausmaß in
Sättigung geht und begrenzt ist. Darüber hinaus verfügt eine
Entmagnetisierungsspule zum Erzeugen einer größeren
magnetomotorischen Kraft über mehr Kupfer, so dass sie groß, teuer
und schwer wird.
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Ferner ist die auf einer Korrekturspule beruhende
Verringerungstechnik (3) mit den folgenden Nachteilen konfrontiert.
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Diese Verringerungstechnik wirkt nur beim Korrigieren einer
Strahllandedrift, kann jedoch in keiner Weise die
Bildverzerrungsdrift korrigieren. Darüber hinaus weisen die
Richtungskorrekturspulen LCC-LT, LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB, LCC-CB
und LCC-RB und der Richtungskorrekturspulen 24 zum Ansteuern
der Korrekturspulen LCC-LT, LCC-CT, LCC-RT, LCC-LB, LCC-CB
und LCC-RB große Abmessungen auf. Dann besteht das Problem,
dass die Kathodenstrahlröhrenanordnung teuer, schwer und von
komplizierter Anordnung wird.
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Aus dem Dokument DE-A-39 35 710 ist eine
Kathodenstrahlröhrenanordnung mit Sensoren zum Erfassen von Komponenten des
Erdmagnetfelds entlang
der Richtung der Röhrenachse, einer
horizontalen Richtung und einer vertikalen Richtung und zum
Liefern der Ausgangssignale dieser Sensoren an eine gleiche
Anzahl von Korrekturspulen, die zum Kompensieren des
Erdmagnetfelds ausgebildet sind, bekannt.
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Im Dokument US-A-3 887 833 ist eine
Farbreinheits-Einstellvorrichtung für eine Farbbildröhre offenbart, die mit einem
oder mehreren Typen von Korrekturspulen versehen ist, die
auf den Außenumfang der Farbbildröhre gewickelt sind, um
jede Fehllandung eines Elektronenstrahls durch mechanische
Verformungen oder ein externes Magnetfeld zu korrigieren.
Die Autoren schlagen es auch vor, diese Korrekturspulen
gemeinsame mit einer für die übliche Entmagnetisierungsspule
verwendeten Spule einzusetzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts des vorstehend genannten Gesichtspunkts ist es
eine Aufgabe der Erfindung, eine
Kathodenstrahlröhrenanordnung zu schaffen, bei der durch den auf eine
Kathodenstrahlröhre (CRT) wirkenden Erdmagnetismus sowohl auf die
Strahllandedrift als auch die Bildverzerrung ausgeübte Einflüsse
genau, einfach und automatisch korrigiert werden können.
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Gemäß der Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhrenanordnung
mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 geschaffen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, durch den
Erdmagnetismus hervorgerufene Drift eines Landemustes zu
erläutern;
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Fig. 2 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, eine
Strahllandedrift zu erläutern, die abhängig vom
Einfallswinkel eines auf Grund des Erdmagnetismus versetzten
Elektronenstrahls hervorgerufen ist;
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Fig. 3 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, die
Änderung der Erdmagnetismusdrift zu erläutern, wie sie an sechs
Punkten um eine Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre herum
hervorgerufen wird;
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Fig. 4 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, eine durch
den Erdmagnetismus hervorgerufene Bildverzerrungsdrift zu
erläutern;
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Fig. 5 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, zu
erläutern, wie eine Erdmagnetismusdrift unter Verwendung von
Korrekturspulen verringert wird;
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Fig. 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine
grundsätzliche Anordnung einer Korrekturschaltung zeigt, die die
in Fig. 5 dargestellten Korrekturspulen ansteuert;
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Fig. 7 ist ein Diagramm von Signalverläufen eines
Richtungskorrektursignals, wie es im in Fig. 6 dargestellten
Richtungskorrektursignal-Generator gespeichert ist;
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Fig. 8 ist ein Prinzipdiagramm, das die Gesamtanordnung
einer Kathodenstrahlanordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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Fig. 9 ist ein Schaltbild, das eine elektrische Anordnung
einer Korrekturschaltung beim in Fig. 9 dargestellten
Ausführungsbeispiel zeigt;
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Fig. 10 ist ein Schaltbild, das Anordnungen von
Korrekturspulen und Stromrückkopplungsverstärkern, die die
Korrektur
spulen
ansteuern, zeigt;
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Fig. 11 ist ein Prinzipdiagramm, das eine Anordnung einer
Kathodenstrahlröhrenanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Anordnung
einer beim in Fig. 11 dargestellten zweiten
Ausführungsbeispiel verwendeten Korrekturschaltung zeigt;
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Fig. 13 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, die
Beziehung zwischen einer CRT und einer
Erdmagnetismuskomponente zu erläutern; und
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Fig. 14A und 14B sind Diagramme, die dazu verwendet werden,
eine Richtungsanzeigefunktion auf einer Frontplatte zu
erläutern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 8 und
den folgenden Zeichnungsblättern sind gleiche Teile, die
solchen der Fig. 1 bis 7 entsprechen, mit denselben
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Fig. 8 ist ein Prinzipdiagramm, das die Gesamtanordnung
einer Kathodenstrahlröhrenanordnung 9 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 9 ist ein
Blockdiagramm, das eine beim ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung verwendete elektrische Schaltung zeigt.
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Bei der Kathodenstrahlröhrenanordnung 9 des in Fig. 8
dargestellten Ausführungsbeispiels enthält ein Gehäuse 31 eine
Farb-CRT 32, die eine an deren Vorderseite angeordnete
Kathodenstrahlröhre ist. Ein Verstärkungsband 33 dieser Farb-
CRT 32 ist um einen Wannenabschnitt 35 herum befestigt, und
dieses Verstärkungsband 33 umfasst an seinen vier Ecken
angeordnete Halter 100.
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Um das Verstärkungsband 33 herum ist eine
Z-Achse-Korrekturspule 41 gewickelt, und aus zwei X-X-Achse-Korrekturspulen
42a, 42b bestehende X-X-Achse-Korrekturspulen 42 sind so
angeordnet, dass sie im linken und rechten Teil eines
Trichterabschnitts 34 einander gegenüberstehen.
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An einer Position entfernt von der Z-Achse-Korrekturspule 41
und den X-X-Achse-Korrekturspulen 42, d. h. an der Position,
die die hinterste Position des Gehäuses 31 ist und sich
unter einem Halsabschnitt 36 befindet, anders gesagt, auf
einer Hauptträgerplatte 46, die unter einer Elektronenkanone
liegt, ist ein Erdmagnetismussensor 45 angeordnet. Der
Grund, dass der Erdmagnetismussensor 45 an einer Position
entfernt von der Z-Achse-Korrekturspule 41 und den X-X-
Achse-Korrekturspule 42 angeordnet ist, liegt darin, dass
nur eine Erdmagnetismuskomponente erfasst werden soll, ohne
magnetischen Fluss von den Spulen 41, 42 zu erfassen.
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Der Erdmagnetismussensor 45 erfasst den an die gesamte
Kathodenstrahlröhrenanordnung 9 angelegten Erdmagnetismus als
Erdmagnetismussignal BH (siehe Fig. 8; nachfolgend der
Einfachheit halber, wenn erforderlich, als "Erdmagnetismus BH"
bezeichnet), um die Richtung zu erfassen, in der die Farb-
CRT 32 angeordnet ist, und er liefert, wie es in Fig. 9
dargestellt ist, ein Erdmagnetismus-Erfassungssignal SX für die
Richtung der X-Achse (BH sinΘ; auch als
"X-Achse-Erdmagnetismuskomponente" bezeichnet) und ein
Erdmagnetismus-Erfassungssignal SZ für die Z-Achse BH cosΘ; auch als "Z-Achse-
Erdmagnetismuskomponente" bezeichnet) an Tiefpassfilter
(TPF) 48, 49, die eine Treibergrundplatte 47 bilden. Die
Richtung der Z-Achse ist die Richtung, die mit der Richtung
der horizontalen Achse der Frontplatte der Farb-CRT 32
übereinstimmt. Die Richtung der Y-Achse ist die Richtung, die
mit der Längsrichtung der Frontplatte der Farb-CRT 32
übereinstimmt. Der Erdmagnetismussensor 45 kann aus einem
wohlbekannten Erdmagnetismussensor bestehen, und er kann aus
einer Magnetfeld-Messvorrichtung unter Verwendung z. B. eines
Flusserfassungsgates bestehen. Die
Magnetfeld-Messvorrichtung wird unter Berücksichtigung der Tatsache hergestellt,
dass sich die magnetische Permeabilität, die Verluste und
der magnetische Fluss eines magnetischen Materials ändern,
wenn das magnetische Material, wie Permalloy oder
dergleichen, unter der Bedingung in einem zu messenden Magnetfeld
angeordnet wird, dass das magnetische Material im Verlauf
der Zeit symmetrisch und periodisch erregt wird. Demgemäß
nutzt die Magnetfeld-Messvorrichtung wirkungsvoll die
Tatsache, dass Änderungswerte der magnetischen Permeabilität,
der Verluste und des magnetischen Flusses proportional zur
Stärke eines Magnetfelds sind (siehe "Introduction of
Magnetic Engineering" von Kenji Narita, veröffentlicht von Ohmsha
Ltd. am 10. Juli 1965).
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Für den Erdmagnetismussensor 45 besteht keine Beschränkung
auf eine Magnetfeld-Messvorrichtung unter Verwendung eines
Flussmessgates, und es ist möglich, eine Vorrichtung zu
verwenden, die tatsächlich ein Hallelement nutzt sowie eine
Vorrichtung, die tatsächlich ein Magnetowiderstandselement
nutzt.
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Die TPFs 48, 49 sind ausgebildet, dass sie den Einfluss
eines Stör-Wechselmagnetfelds (von Vorrichtungen wie einem
Ablenkjoch 15, einem Rücklauftransformator usw. erzeugte
Streumagnetfeld), wie es innerhalb der
Kathodenstrahlröhrenanordnung 9 erzeugt wird, aufheben. Das
Erdmagnetismus-Er
fassungssignal SX für die Richtung der X-Achse (BH sinΘ) und
das Erdmagnetismus-Erfassungssignal SZ für die Richtung der
Z-Achse (BH cosΘ), aus denen der Einfluss des störenden
Wechselmagnetfelds beseitigt ist, werden ein Verstärker 51
bzw. 52 geliefert. Wenn die Frequenzcharakteristiken des
Erdmagnetismussensors 45 und (oder) der Verstärker 51, 52
auf Tiefpasscharakteristiken eingestellt sind, ist es
möglich, die TPFs 48, 49 wegzulassen.
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Die Verstärker 51, 52 liefern Spulenkorrekturströme
entsprechend dem Erdmagnetismus-Erfassungssignal SX für die
Richtung der X-Achse (BH sinΘ) und dem
Erdmagnetismus-Erfassungssignal SZ für die Richtung der Z-Achse (BH cosΘ) über
einen festen Kontakt 53b und einen gemeinsamen Kontakt 53a
eines Umschalters 53 sowie einen festen Kontakt 54b und
einen gemeinsamen Kontakt 54a eines Umschalters 54 an die X-X-
Achse-Korrekturspule 42 und die Z-Achse-Korrekturspule 41.
Demgemäß erzeugen die X-X-Achse-Korrekturspule 42 und die Z-
Achse-Korrekturspule 41 Magnetfeldkomponenten, die die
Erdmagnetismuskomponenten BH sinΘ, BH cosΘ (siehe Fig. 8) in
der Richtung der X-Achse und der Richtung der Z-Achse
aufheben können, d. h. Magnetfeld(Magnetfluss)komponenten in
entgegengesetzter Richtung, die im Trichterabschnitt 34 im
Wesentlichen dieselbe Stärke haben. Die Ausrichtungen
(Richtungen) der sich ergebenden magnetischen Flüsse werden durch
die Wicklungsrichtung der Korrekturspulen 41, 42 oder
dergleichen variiert.
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Der Grund, weswegen die Umschalter 53, 54 im in Fig. 9
dargestellten Blockdiagramm vorhanden sind, besteht darin, dass
die Z-Achse-Korrekturspule 41 sowohl als Korrekturspule als
auch als Entmagnetisierungsspule dient. Eine Wechselspannung
SAC, die über einen Anschluss 57 zugeführt wird, wird dem
festen Kontakt 54b des Umschalters 54 über einen PTC
(Widerstandselement mit positiver
Temperaturkoeffizient-Charakte
ristik) 58 zugeführt. Wenn von einer Steuerschaltung 60 eine
Wechselspannungsversorgung aktiviert wird, werden die
Umschalter 53, 54, an ihren Schaltsteueranschlüssen mit einem
Steuersignal Sc versorgt, durch das die gemeinsamen Kontakte
53a, 54a nur während einer konstanten Zeitperiode, wie sie
zum Entmagnetisieren erforderlich ist, auf die festen
Kontakte 53c, 54c geschaltet werden. Daher wird die Z-Achse-
Korrekturspule 41, dank der Funktion des PTC 58, mit einem
Entmagnetisierungsstrom mit abklingender
Wechselspannungsschwingung nur während einer konstanten Zeitperiode
versorgt.
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In diesem Fall wird, während der konstanten Zeitperiode, in
der die Wechselspannungsversorgung aktiviert wird, anders
gesagt, während des Entmagnetisierungsvorgangs, der
Umschalter 53 auf den festen Kontakt 53c umgeschaltet, damit der an
die X-X-Achse-Korrekturspule 42 gelieferte Korrekturstrom
aufgehoben wird. So ist ein sogenannter, durch die X-X-
Achse-Korrekturspule 42 hervorgerufener magnetischer
Überschreibungseffekt ausgeschlossen, und es ist möglich, das
magnetische Element, wie die Farbauswählmaske, die interne
magnetische Abschirmung (die interne magnetische Abschirmung
kann bei diesem Ausführungsbeispiel weggelassen werden), das
nicht dargestellt ist, mit einem magnetischen Fluss parallel
zur Röhrenachse (Z-Achse), wie durch die
Z-Achse-Korrekturspule 41 erzeugt, wirkungsvoll zu entmagnetisieren. Es ist
möglich, als Steuerschaltung 16 einen Mikrocomputer oder
einen Timer unter Verwendung eines Zählers zu verwenden.
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Wie oben beschrieben, ist es wahlfrei, Verstärker vom
Stromrückkopplungstyp als Verstärker 51, 52 zu verwenden, da
diese Verstärker 51, 52 so ausgebildet sind, dass sie
Spulenkorrekturströme proportional zum
Erdmagnetismus-Erfassungssignal SX für die Richtung der X-Achse (BH sinΘ) und zum
Erdmagnetismus-Erfassungssignal SZ für die Richtung der Z-
Achse (BH cosΘ) liefern.
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Fig. 10 ist ein Schaltbild, das die aus einem Verstärker vom
Stromrückkopplungstyp bestehenden Verstärker 51, 52 im
Detail zeigt. In Fig. 10 steht das Bezugssymbol i für einen
Strom, wie er von einem den Verstärker 51 bildenden
Operationsverstärker 51a an die in Reihe geschalteten X-X-Achse-
Korrekturspulen 42 (42a, 42b) geliefert wird, V1 steht für
eine Spannung, wie sie an einem positiven Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 51 entsteht, und V2 = i · R (R ist
der Widerstandswert eines Widerstands 63) entsteht am
negativen Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 51. Dann
erfolgt eine Rückkopplung in solcher Weise, dass die
Spannungsdifferenz aufgehoben wird, wie sie zwischen dem
positiven und negativen Eingangsanschluss des
Operationsverstärkers 51a entsteht. Daher wird der Verstärker vom Typ mit
Stromrückkopplung verwendet, um auf einfache Weise den
Spulenkorrekturstrom i gemäß i = V1/R zu bestimmen. Wie es in
Fig. 10 dargestellt ist, ist der Verstärker vom Typ mit
Stromrückkopplung auf der Seite der Z-Achse-Korrekturspule
41 durch eine wechselseitige Verbindung des
Operationsverstärkers 52a, eines Widerstands 64, von Schaltern 54a, 54b
oder dergleichen gebildet.
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Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, sind die zwei X-X-Achse-
Korrekturspulen 42a, 42b für links und rechts in Reihe
geschaltet (sie können elektrisch parallel geschaltet sein,
und sie werden nur durch den Operationsverstärker 51a
angesteuert. Die X-X-Achse-Korrekturspule 52 erzeugt im Inneren
des Trichterabschnitts 54 eine horizontalen parallelen
Magnetfluss (der sich entlang der horizontalen Achse der
Frontplatte erstreckt).
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Wie oben beschrieben, können beim in den Fig. 8 bis 10
dargestellten ersten Ausführungsbeispiel die Strahllandedrift
und die Bildverzerrungsdrift automatisch auf optimale Werte
korrigiert werden, selbst wenn die
Kathodenstrahlröhrenanordnung 9 auf einen beliebigen Winkel innerhalb der
horizontalen Ebene verdreht wird. Obwohl für die
Erdmagnetismuskomponente in vertikaler Richtung keine Gegenmaßnahme ergriffen
ist, ist es üblich, dass Kathodenstrahlröhren entsprechend
ihren Zielorten durch die Fabrikherstelllinien, in denen die
Erdmagnetismuskomponente in vertikaler Richtung steht und
angenommen ist, eingestellt und versandt werden. Daher ist
es ausreichend, die Korrektur zweier Achsen, nämlich der X-
Achse und der Z-Achse auszuführen. Die Strahllandedrift und
die Bildverzerrungsdrift, wie sie durch eine Änderung der
Erdmagnetismuskomponente in vertikaler Richtung
hervorgerufen werden, sind einfach, d. h. sie laufen parallel zur
Richtung der horizontalen Achse der Frontplatte 10.
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Fig. 11 ist ein Prinzipdiagramm, das die Gesamtanordnung
einer Kathodenstrahlröhrenanordnung 19 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei dem auch eine
Korrektur einer Erdmagnetismuskomponente in vertikaler
Richtung berücksichtigt ist.
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Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das eine beim zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete elektrische Schaltung
zeigt.
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In den Fig. 11 und 12 sind gleiche Teile, die solchen in den
Fig. 8 bis 10 entsprechen, mit denselben Bezugszeichnen
gekennzeichnet, weswegen sie nicht im Einzelnen beschrieben
werden müssen.
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Beim in den Fig. 11 und 12 dargestellten zweiten
Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zur um das Verstärkungsband 33
gewickelten Z-Achse-Korrekturspule 41 und zur
X-X-Achse-Korrekturspule 42, die aus den zwei X-X-Achse-Korrekturspulen
42a, 42b besteht, die links und rechts vom Trichterabschnitt
34 angeordnet sind, eine Y-Y-Achse-Korrekturspule 75
vorhanden, die aus zwei Y-Y-Achse-Korrekturspulen 75a, 75b
besteht, die nach oben und unten im Trichterabschnitt 34
einander gegenüberstehen. Die Y-Y-Achse-Korrekturspulen 75a,
75b werden durch eine einzelne Ansteuerungsquelle
(Verstärker 73) angesteuert, und sie sind elektrisch in Reihe oder
parallel zueinander geschaltet.
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Fig. 13 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, eine
Erdmagnetismuskomponente zu erläutern, wie sie durch den
Erdmagnetismussensor 45a beim in den Fig. 11 und 12
dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erfasst wird. Der
Erdmagnetismussensor 45a erfasst den Erdmagnetismus B, wie er an der
gesamten Kathodenstrahlröhrenanordnung 19 anliegt, als
Erdmagnetismussignal BH in der horizontalen Ebene und
Erdmagnetismussignal BV in der vertikalen Ebene. Wie oben
beschrieben, wird das Erdmagnetismussignal BH in der horizontalen
Ebene in das Erdmagnetismus-Erfassungssignal SX in der Achse
der X-Achse (BH sinΘ) und das
Erdmagnetismus-Erfassungssignal SZ in der Richtung der Z-Achse (BH cosΘ) zerlegt und
dann vom Erdmagnetismussensor 45a ausgegeben. Ferner wird
das Erdmagnetismussignal BV in der vertikalen Ebene als
Erdmagnetismussignal BV in der Richtung der Y-Achse (auch als
"Y-Achse-Erdmagnetismuskomponente" bezeichnet) ausgegeben
und über ein Tiefpassfilter 72, einen Verstärker 73 und
einen Umschalter 74 an die Y-Y-Achse-Korrekturspule 75
geliefert. Wenn diese Korrekturspulen 41, 42 und 75 entsprechende
Magnetflüsse erzeugen, die dazu verwendet werden, jeweilige
Erdmagnetismuskomponenten in der Richtung entgegengesetzt zu
den Erdmagnetismuskomponenten aufzuheben, können die
Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift korrigiert werden.
Übrigens ist es möglich, den Erdmagnetismussensor 45a auf
einfache Weise unter Verwendung eines Flussmessgates oder
dergleichen herzustellen.
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Während die Z-Achse-Korrekturspule 41 beim in den Fig. 11
und 12 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sowohl als
Korrekturspule als auch als Entmagnetisierungsspule dient,
wie oben beschrieben, ist die Erfindung nicht hierauf
beschränkt, sondern es ist auch die folgende Variante möglich.
Wenn z. B. die Y-Y-Achse-Korrekturspule 75 sowohl als
Korrekturspule als auch als Entmagnetisierungsspule dient, ist
dies für CRTs mit einem Öffnungsgitter mit Streifenstruktur
entlang der vertikalen Achse (Y-Achse) sowie eine
Farbauswählmaske wie eine Schlitzmaske oder dergleichen besonders
wirkungsvoll.
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Wie oben beschrieben, ist es gemäß dem in den Fig. 11 und 12
dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel möglich, da in
drei Achsen (X-Achse, Z-Achse und Y-Achse) orthogonale
Komponenten des Erdmagnetismus B erfasst werden und die
Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift korrigiert werden
können, die Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift
vollständig und automatisch unabhängig von der Richtung zu
korrigieren, in der die Kathodenstrahlröhrenanordnung 19
zeigt. Daher ist die Erfindung bei der Anwendung auf eine
Kathodenstrahlröhrenanordnung besonders geeignet, die in
einem Flugzeug oder einem Fahrzeug angebracht ist, das einen
großen Weg zurücklegen kann, einer
Kathodenstrahlröhrenanordnung mit einem Kipp-Verschwenk-Mechanismus oder
Kathodenstrahlröhrenanordnung, deren Verkaufsgebiet nicht
spezifiziert ist.
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In diesem Fall können die Anordnung der
Erdmagnetismussensoren 45, 45A, der Korrekturspulen 41, 42 und 75 und der
einschlägigen Schaltungen, die dazu verwendet werden, die
Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift gemäß den
Ausführungsbeispielen der Erfindung zu korrigieren, vereinfacht
werden, und ihr Gewicht kann verringert werden, im Vergleich
zur Anordnung und zum Gewicht unter Verwendung eines
magnetischen Abschirmungsmechanismus und einer
Entmagnetisierungsspule. Daher kann das Gewicht der
Kathodenstrahlröhrenanordnung verringert werden und sie kann insgesamt billig
werden.
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Es ist möglich, die Richtung des Erdmagnetismus BH dadurch
zu berechnen, dass das Ausgangssignal des TPF 48 und das
Ausgangssignal des TPF 49 unter Verwendung einer
Berechnungseinrichtung (nicht dargestellt) wie eines
Mikrocomputers oder dergleichen auf Vektorweise addiert werden. Dann
ist es auf Grundlage des berechneten Ergebnisses möglich,
die Richtung der Kathodenstrahlröhrenanordnung 9, 19 auf
überlagerte Weise in einem Bild auf der Frontplatte 10 an
Stelle eines auf der Frontplatte 10 angezeigten Bilds
anzuzeigen. Selbstverständlich kann die Richtung ohne Berechnung
angezeigt werden, wenn ein ROM (Festwertspeicher) als
Nachschlagetabelle verwendet wird.
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Die Fig. 14A und 14B sind Diagramme, die angezeigte
Beispiele für die Richtungen des Erdmagnetismus auf der Frontplatte
10 zeigen (in den Fig. 14A und 14B repräsentieren die
Bezugssymbole N, E, S und W übliche Richtungsanzeigen). In den
Fig. 14A und 14B repräsentiert die durch einen Pfeil 80
dargestellte Richtung die Erdmagnetismusrichtung (Ost-Nordost
bei den veranschaulichten Beispielen). Fig. 14A zeigt den
Zustand, bei dem die Erdmagnetismusrichtung auf der gesamten
Frontplatte 10 angezeigt wird, und Fig. 14B zeigt den
Zustand, bei dem die Erdmagnetismusrichtung in der Ecke der
Frontplatte 10 angezeigt wird. Wenn die
Erdmagnetismusrichtung so angezeigt wird, wie es in den Fig. 14A und 14B
dargestellt ist, ist es möglich, den Betriebszustand der
automatischen Korrektur der durch den Erdmagnetismus
verursachten Drift klarzustellen. Alternativ kann die
erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhrenanordnung als elektronischer Kompass
verwendet werden, wenn sie an einem Fahrzeug angebracht ist.
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Wie oben entsprechend den Ausführungsbeispielen der
Erfindung beschrieben, können die folgenden verschiedenen Effekte
erzielt werden, da die erfassten Ausgangssignale der
orthogonalen Komponenten in zwei Achsen (X-Achse und Z-Achse)
oder der orthogonalen Komponenten in drei Achsen (X-Achse,
Z-Achse und Y-Achse) des Erdmagnetismus B, wie er durch die
innerhalb der Kathodenstrahlröhrenanordnung 9, 19
angeordneten Erdmagnetismussensoren 45, 45A erfasst wird, strommäßig
verstärkt werden, um mehrere um die Farb-CRT 32 herum
angeordnete Korrekturspulen 41, 42 und 75 anzusteuern:
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- es ist möglich, die spezielle Strahllandedrift und die
Bildverzerrungsdrift, wie durch den Erdmagnetismus
hervorgerufen, vollständig und automatisch zu korrigieren;
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- es ist möglich, die magnetische Abschirmung und die
Entmagnetisierungsspule zu vereinfachen. So kann die
Kathodenstrahlröhrenanordnung leicht und billig hergestellt werden;
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- da die Strahllandetoleranz der CRT selbst verringert
werden kann, können die Konzeption und Herstellung der CRT
einfach gemacht werden. Auch kann eine Kathodenstrahlröhre mit
hoher Auflösung leicht hergestellt werden, da die
CRT-Ausbeute erhöht werden kann;
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- eine Einstellung, wie sie erforderlich ist, wenn eine
Kathodenstrahlröhrenanordnung installiert wird, d. h. eine
Installationseinstellung, kann weggelassen werden, und daher
können die Vertriebskosten und die Servicekosten verringert
werden;
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- wenn Korrektur in drei Achsen ausgeführt wird, ist es
möglich, die Kathodenstrahlröhrenanordnung in einem weiten
Bereich mit Kipp-Schwenk-Funktion zu versehen; und
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- ist es möglich, die Kathodenstrahlröhrenanordnung mit
einer zusätzlichen neuen Funktion zu versehen, wie einer
Richtungsanzeige auf der Frontplatte oder dergleichen.
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Wie oben beschrieben, wird gemäß der Erfindung der
Erdmagnetismus in der Richtung mindestens einer Achse, nämlich der
Richtung der Röhrenachse, der Richtung der horizontalen
Achse und der Richtung der Längsachse der Frontplatte der
Kathodenstrahlröhre durch den Erdmagnetismussensor erfasst,
und das so erfasste Erdmagnetismussignal wird an die
Korrekturspulen in der Richtung mindestens einer Achse ausgegeben.
Daher ist es möglich, Einflüsse zu verringern, wie sie
sowohl auf die Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift
durch den Erdmagnetismus ausgeübt werden, der in der
Richtung mindestens einer Achse der CRT wirkt.
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Gemäß der Erfindung werden die Erdmagnetismuswerte in der
Richtung der Röhrenachse und der Richtung der horizontalen
Achse einer Kathodenstrahlröhre durch den
Erdmagnetismussensor erfasst, und das Erdmagnetismussignal in der Richtung
der Röhrenachse und das Erdmagnetismussignal in der Richtung
der horizontalen Achse, die auf diese Weise erfasst wurden,
werden an die Korrekturspule für die Richtung der
Röhrenachse bzw. die Korrekturspule für die Richtung der horizontalen
Achse ausgegeben. Daher ist es möglich, die Einflüsse zu
verringern, wie sie sowohl auf die Strahllandedrift als auch
die Bildverzerrungsdrift durch den Erdmagnetismus ausgeübt
werden, der in der Richtung der Röhrenachse und der Richtung
der horizontalen Achse der CRT wirkt.
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Gemäß der Erfindung werden der Erdmagnetismus in der
Richtung der Röhrenachse, in der Richtung der horizontalen Achse
und der Richtung der Längsachse durch den
Erdmagnetismussensor erfasst, und das Erdmagnetismussignal in der Richtung
der Röhrenachse, das Erdmagnetismussignal, in der Richtung
der horizontalen Achse und das Erdmagnetismussignal in der
Richtung der Längsachse, die auf diese Weise erfasst wurden,
werden an die Korrekturspule für die Richtung der
Röhrenachse, die Korrekturspule für die Richtung der horizontalen
Achse bzw. die Korrekturspule für die Richtung der
Längsachse ausgegeben. Daher ist es möglich, die Einflüsse zu
verringern, wie sie sowohl auf die Strahllandedrift als auch
die Bildverzerrungsdrift durch den Erdmagnetismus ausgeübt
werden, der in der Richtung der Röhrenachse, der Richtung
der horizontalen Achse und der Richtung der Längsachse der
CRT wirkt.
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Ferner muss gemäß der Erfindung die Entmagnetisierungsspule
nicht als gesondertes Element bereitgestellt werden, da die
Korrekturspule sowohl als Korrekturspule als auch als
Entmagnetisierungsspule dient. Ferner ist es gemäß der
Erfindung möglich, die Richtung auf Grundlage der
Richtungsanzeige zu erkennen, da auf der Frontplatte der CRT eine Anzeige
erfolgt, die die Richtung auf Grundlage des
Erdmagnetismussignals repräsentiert.
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Nachdem bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
wurden, ist es zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese
genauen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und dass
verschiedene Änderungen und Modifizierungen vom Fachmann
ausgeführt werden können, ohne vom Schutzumfang der durch die
beigefügten Ansprüche definierten Erfindung abzuweichen.