DE69420366T2 - Elektronenstrahlröhre mit erdmagnetismussensoren - Google Patents

Elektronenstrahlröhre mit erdmagnetismussensoren

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DE69420366T2
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • 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
  • 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.
  • Die Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen zeigen Messergebnisse der durch den Erdmagnetismus verursachten Strahllandedrift.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Strahllandedrift und die Änderung der Bildverzerrungsmuster durch den Erdmagnetismus bilden Faktoren, die Eigenschaften wie die Farbreinheit und die Musterverzerrung einer Kathodenstrahlröhrenanordnung beeinträchtigen.
  • Um die Faktoren zu verringern, unter denen sich Eigenschaften durch den Erdmagnetismus verschlechtern, sind die folgenden drei Techniken vorgeschlagen:
  • (1) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch eine magnetische Abschirmung (magnetische Abschirmungsplatte);
  • (2) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch eine Endmagnetisierungsspule und
  • (3) eine Technik zum Verringern derartiger Faktoren durch eine Korrekturspule.
  • Die obigen drei Techniken (1) bis (3) werden nachfolgend jeweils beschrieben.
  • (1) Verringerungstechnik beruhend auf einer magnetischen Abschirmung:
  • - 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:
  • - 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:
  • - 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.
  • Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Frontanordnung einer Kathodenstrahlröhre zeigt, bei der die auf einer Korrekturspule beruhende Verringerungstechnik angewandt ist.
  • Fig. 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine grundsätzliche Anordnung einer beim in Fig. 5 dargestellten Beispiel angewandten Korrekturschaltung zeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Jedoch ist die auf einer magnetischen Abschirmung beruhende Verringerungstechnik (1) mit den folgenden Nachteilen konfrontiert.
  • 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.
  • Die auf einer Entmagnetisierungsspule beruhende Verringerungstechnik (2) ist mit den folgenden Nachteilen konfrontiert.
  • 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.
  • Ferner ist die auf einer Korrekturspule beruhende Verringerungstechnik (3) mit den folgenden Nachteilen konfrontiert.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhrenanordnung mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 geschaffen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, durch den Erdmagnetismus hervorgerufene Drift eines Landemustes zu erläutern;
  • 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;
  • 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;
  • Fig. 4 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, eine durch den Erdmagnetismus hervorgerufene Bildverzerrungsdrift zu erläutern;
  • Fig. 5 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, zu erläutern, wie eine Erdmagnetismusdrift unter Verwendung von Korrekturspulen verringert wird;
  • Fig. 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine grundsätzliche Anordnung einer Korrekturschaltung zeigt, die die in Fig. 5 dargestellten Korrekturspulen ansteuert;
  • Fig. 7 ist ein Diagramm von Signalverläufen eines Richtungskorrektursignals, wie es im in Fig. 6 dargestellten Richtungskorrektursignal-Generator gespeichert ist;
  • Fig. 8 ist ein Prinzipdiagramm, das die Gesamtanordnung einer Kathodenstrahlanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • Fig. 9 ist ein Schaltbild, das eine elektrische Anordnung einer Korrekturschaltung beim in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • Fig. 10 ist ein Schaltbild, das Anordnungen von Korrekturspulen und Stromrückkopplungsverstärkern, die die Korrektur spulen ansteuern, zeigt;
  • Fig. 11 ist ein Prinzipdiagramm, das eine Anordnung einer Kathodenstrahlröhrenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Anordnung einer beim in Fig. 11 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Korrekturschaltung zeigt;
  • Fig. 13 ist ein Diagramm, das dazu verwendet wird, die Beziehung zwischen einer CRT und einer Erdmagnetismuskomponente zu erläutern; und
  • Fig. 14A und 14B sind Diagramme, die dazu verwendet werden, eine Richtungsanzeigefunktion auf einer Frontplatte zu erläutern.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das eine beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete elektrische Schaltung zeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • - es ist möglich, die spezielle Strahllandedrift und die Bildverzerrungsdrift, wie durch den Erdmagnetismus hervorgerufen, vollständig und automatisch zu korrigieren;
  • - es ist möglich, die magnetische Abschirmung und die Entmagnetisierungsspule zu vereinfachen. So kann die Kathodenstrahlröhrenanordnung leicht und billig hergestellt werden;
  • - 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;
  • - 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;
  • - wenn Korrektur in drei Achsen ausgeführt wird, ist es möglich, die Kathodenstrahlröhrenanordnung in einem weiten Bereich mit Kipp-Schwenk-Funktion zu versehen; und
  • - ist es möglich, die Kathodenstrahlröhrenanordnung mit einer zusätzlichen neuen Funktion zu versehen, wie einer Richtungsanzeige auf der Frontplatte oder dergleichen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (4)

1. Kathodenstrahlröhrenanordnung (9; 19) mit:
- einem Erdmagnetismussensor (45; 45A) zum Ausgeben eines oder mehrerer Erdmagnetismussignale (SX, SY, SZ) durch Erfassen des Erdmagnetismus in mindestens einer der folgenden Richtungen: Richtung der Röhrenachse (Z), Richtung der horizontalen Achse (X) und Richtung der Höhenachse (Y) der Frontplatte (10) einer Kathodenstrahlröhre (32); und
- einer oder mehreren Korrekturspulen (41, 42; 75) für mindestens eine der folgenden Richtungen: Richtung der Röhrenachse, Richtung der horizontalen Achse und Richtung der Höhenachse, wobei die eine oder mehreren Korrekturspulen (41, 42; 75) mit dem Erdmagnetismussensor (45, 45A) verbunden sind, um jeweilige Erdmagnetismussignale zu empfangen; dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Korrekturspule (41) für die Richtung der Röhrenachse oder eine Korrekturspule (75) für die Richtung der Höhenachse dadurch auch als Entmagnetisierungsspule wirkt, dass ferner ein Umschalter (54) zum selektiven Schalten und Liefern eines abklingenden Wechselstromsignals und des jeweiligen Erdmagnetismussignals (SZ) an die Korrekturspule (41; 75) vorhanden ist.
2. Kathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, bei der der Erdmagnetismussensor (45; 45A) ein Erdmagnetismussignal (SZ) in Richtung der Röhrenachse und ein Erdmagnetismussignal (SX) in Richtung der horizontalen Achse dadurch ausgibt, dass er den Erdmagnetismus in der Richtung der Röhrenachse (Z) und der Richtung der horizontalen Achse (X) an der Frontplatte (10) der Kathodenstrahlröhre erfasst, wobei eine oder mehrere Korrekturspulen (41, 42) für die Richtung mindestens einer Achse eine Korrekturspule (41) für die Rich tung der Röhrenachse, die nahe einem Verstärkungsband-Befestigungsabschnitt (33) um diesen herum angeordnet ist, und eine Korrekturspule (42) für die Richtung der horizontalen Achse, die in einem Trichterabschnitt (34) der Kathodenstrahlröhre in gegenüberstehender Weise angeordnet ist, beinhalten, und das Erdmagnetismussignal (SZ) in Richtung der Röhrenachse an die Korrekturspule (41) für die Richtung der Röhrenachse geliefert wird, und das Erdmagnetismussignal (SX) in Richtung der horizontalen Achse an die Korrekturspule (42) für die Richtung der horizontalen Achse geliefert wird.
3. Kathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, bei der der Erdmagnetismussensor (45; 45A) ein Erdmagnetismussignal (SZ) in Richtung der Röhrenachse, ein Erdmagnetismussignal (SX) in Richtung der horizontalen Achse und ein Erdmagnetismussignal (SY) in Richtung der Höhenachse durch Erfassen des Erdmagnetismus in Richtung der Röhrenachse (Z), der Richtung der horizontalen Achse (X) und der Richtung (Y) der Höhenachse an der Frontplatte (10) der Kathodenstrahlröhre ausgibt, wobei die Korrekturspulen (41, 42; 75) für mindestens eine Achsenrichtung eine Korrekturspule (41), die nahe einem Verstärkungsband-Befestigungsabschnitt (33) um diesen herum angeordnet ist, eine Korrekturspule (42) für die Richtung der horizontalen Achse, die horizontal in einem Trichterabschnitt (34) der der Kathodenstrahlröhre in gegenüberstehender Weise angeordnet ist, und eine Korrekturspule (75) in der Richtung der Höhenachse beinhalten, und das Erdmagnetismussignal (SZ) in Richtung der Röhrenachse der Korrekturspule (41) für die Richtung der Röhrenachse zugeführt wird, das Erdmagnetismussignal (SX) in Richtung der horizontalen Achse der Korrekturspule (42) für die Richtung der horizontalen Achse zugeführt wird und das Erdmagnetismussignal (SY) für die Richtung der Höhenachse der Korrekturspule (75) für die Richtung der Höhenachse zugeführt wird.
4. Kathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, bei der die Kathodenstrahlröhre eine Einrichtung zum Anzeigen einer Richtung (80) auf Grundlage des Erdmagnetismussignals auf der Frontplatte (10) aufweist.
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