DK144900B - Straalesamler for farvebilledroer - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|j| 02) FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) 1^900Β

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 1139/77 (51) |nt.CI.3 Η 04 N 9/28 (22) Indleveringsdag 16. mar. 1977 (24) Løbedag 16. mar. 1977 (41) Aim. tilgængelig 1 8. sep. 1977 (44) Fremlagt 28. jun. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 17· mar. 1976, 667834, US

(71) Ansøger RCA CORPORATION, New York, US.

(72) Opfinder Robert Lloyd Barbin, US.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Strålesamler for farvebilledrør.

Opfindelsen angår en strålesamler til at bringe tre i samme plan udgående ("in-line") elektronstråler i et katodestrålerør til at konvergere, hvilken strålesamler er af den i krav l's indledning angivne art.

Udstyr til visning af farvebilleder, f.eks. som anvendt i farvefjernsynsmodtagere, omfatter et katodestrålerør, hvori tre elektronstråler moduleres af til de pågældende farver svarende video-^ -signaler. Strålerne bringes til at ramme de tilhørende luminesce-

OD

q rende farvepletter på indersiden af billedrørets billedskærm, så at de O gengiver et farvet motiv, mens strålerne afbøjes under skandering af ^ et raster. For at det farvede motiv skal kunne gengives på farve- og billedtro måde, skal strålerne i alt væsentligt konvergere på skærmen i samtlige rasterpunkter. I rasterpunkter, som ligger i af- *

O

144900 2 stand fra rasterets midtpunkt, kan strålerne bringes til at konvergere ved hjælp af dynamiske strålesamleanordninger eller ved selv--konvergerende metoder, eller en kombination af begge dele. Uanset hvad slags anordning der anvendes til at bringe de afbøjede stråler til at konvergere, skal der gøres noget for at opnås en statisk konvergens af de ikke-afbøjede stråler ved skærmens midte. Statiske konvergensindretninger er nødvendige, fordi tolerancerne ved fremstillingen af elektronkanonaggregaterne og ved anbringelsen af disse i billedrørets hals i mange tilfælde er så store, at de medfører en tilstand af statisk ikke-konvergens.

I USA-patentskrifterne nr. 3.725.831 og 3.808.570 er der omtalt statiske konvergensaggregater til anvendelse med katodestråle-rør, hvori der frembringes tre elektronstråler i eller gående ud fra det samme plan ("in-line beams"). Disse aggregater omfatter organer til at frembringe firepolede og sekspolede magnetfelter til at bevæge de to yderste stråler i indbrydes modsatte retninger henholdsvis i samme retning, uden at midterstrålen påvirkes i nogen grad af betydning. Styrken af de frembragte felter og strålernes bevægelsesretninger styres ved at dreje et par firepolede organer omkring katodestrålerørets halsdel i forhold til hinanden henholdsvis i den samme retning, sammen med en lignende bevægelse af et par sekspolede organer, idet de nævnte organer har poler med samme indbyrdes afstande.

Ved hjælp af de ovennævnte anordninger kan der opnås en tilfredsstillende statisk konvergens af tre "in-line" stråler i et farvefjernsynsbilledrør. Imidlertid forholder det sig sådan, at selv om polerne på de forskellige magnetiske organer er orienteret med henblik på frembringelse af forud bestemte feltstyrker og feltretninger når de til at begynde med monteres på billedrørets hals, medfører variationerne i det mønster, som strålerne til at begynde med danner når de rammer billedrørets skærm, fra det ene rør til det næste, at den arbejder, som skal justere apparatet, ikke kan følge en effektiv metode under arbejdet med at tilvejebringe statisk konvergens mellem strålerne. Dette justeringsproblem opstår, uanset hvorvidt de magnetiske organer indstilles manuelt eller mekanisk ved hjælp af motordrevne tandhjul, som indgriber med tænder på organerne, idet motoren styres ved hjælp af kontakter, som arbejderen har adgang til. Problemet bliver værre når mangelen på konvergens til at begynde med er lille, idet en lille bevægelse 3 1U900 af organerne i den forkerte retning kan medføre at strålerne kommer længere bort fra hinanden. Slutresultatet kan blive en forøgelse af fremstillingsomkostningerne på grund af en forholdsvis lang justeringstid, eller at konvergensen ikke bliver så god som muligt, eller begge dele.

Strålesamleren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Ved hjælp af det tredje sæt magnetfeltfrembringende organer frembringes et yderligere, fast og ikke-indstilleligt magnetfelt, der bibringer de to yderste elektronstråler en udtalt fejlkonvergens. Dette medfører den samme virkning som ved et billedrør med en stor iboende fejlkonvergens, og gør det væsentlig lettere for den pågældende arbejder at afgøre, hvad slags justering og hvor meget af den, der behøves. Eftersom det magnetiske resultantfelt er svagt er den grad af defokusering, der skyldes konvergenskorrektion, alligevel tilsvarende lav.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, idet fig. 1 skematisk viser et billedrør med en strålesamler i-følge opfindelsen, fig. 2 viser den i fig. 1 viste strålesamler med delene ført bort fra hinanden, og fig. 3-10 viser, hvorledes de forskellige organer i den i fig. 1 og 2 viste strålesamler påvirker elektronstrålerne og bringer dem til at konvergere.

Det i fig. 1 viste fjernsynsbilledrør omfatter en glaskolbe 11, som fortil har en billedskærm 12 med ikke viste luminesceren-de farvepletter. I kort afstand bag billedskærmen 12 er der inden i røret anbragt en skyggemaske 13 med et stort antal åbninger, hvorigennem de tre elektronstråler passerer for at ramme farvepletterne. Omkring glaskolben 11's hals er der anbragt et dertil egnet afbøjningsåg 14, som ved tilførsel af energi bringer de tre elektronstråler til at skandere et raster på billedskærmen 12. Et elektron-kanonaggregat 16, som er anbragt inden i rørets halsdel, frembringer tre i samme vandrette plan liggende elektronstråler R, G og B. Omkring den ud for elektronkanonaggregatet liggende del af rørets hals er der anbragt en strålesamler i form af et statisk konvergens- og renhedsaggregat 15.

Af fig. 2 fremgår det, at det statiske konvergens- og renhedsaggregat 15 omfatter et lejerør 17, som er indrettet til at passe uden på billedrørets hals som vist i fig. 1. Lejerøret 17 har ved sin ene ende en udadragende flange 18 og ved sin anden ende en ge- 144900 4 vinddel 19 og et antal særskilte fingre 20. En første magnetring 21 passer ind på lejerøret 17 og har indgrebsorganer til at forhindre at den drejer på røret 17 når aggregatet 15 er samlet. En tynd mellemlægsskive 22 af passende materiale, f.eks. papir, skiller et par firepolede magnetringe 23 og 24 fra magnetringen 21. De fire-polede magnetringe 23 og 24 kan drejes omkring lejerøret 17. En yderligere mellemlægsskive 22 skiller et par sekspolede magnetringe 25 og 26 fra den firepolede magnetring 24. Magnetringene 25 og 26 kan også drejes omkring lejerøret 17. Endnu en mellemlægsskive 22 skiller en første renhedsmagnetring 27 fra den sekspolede magnetring 26, og den første renhedsmagnetring 27 er i sin tur skilt fra den anden renhedsmagnetring 28 ved hjælp af en yderligere mellemlægsskive 22. En låsekrave 29 passer ind på lejerøret 17 og samvirker med gevinddelen 19 til at låse de drejelige magnetringe i stilling, når de er blevet indstillet på passende måde. Derpå lægges en klemme 30 omkring fingrene 20 for derved at fastklemme lejerøret 17 omkring halsdelen af billedrørets glaskolbe 11. Hver af de drejelige magnetringe 23, 24, 25, 26, 27 og 28 er udformet med mindst én udragende flig 31 for at gøre det lettere at dreje de enkelte ringe.

Med undtagelse af den faste fire- og sekspolede magnetring 21, er resten af det statiske konvergens- og renhedsaggregat udformet på lignende måde som de aggregater, der er omtalt i de ovenfor nævnte patentskrifter. Hver af magnetringene 23 og 24 har et par magnetiske sydpoler, som ligger diametralt over for hinanden og vinkelforskudt 90° fra et par indbyrdes diametralt modsat liggende magnetiske nordpoler. Ved at dreje de firepolede magnetringe 23 og 24 i forhold til hinanden kan det firepolede magnetfelts styrke varieres, og ved at dreje de to magnetringe 23 og 24 sammen kan det firepolede magnetfelts retning ændres med henblik på en passende påvirkning af elektronstrålerne inden i halsdelen af glaskolben 11. Ved hjælp af magnetringene 23 og 24 kan de to yderste af de tre i samme vandrette plan liggende elektronstråler bevæges i indbyrdes modsatte retninger uden nogen virkning af betydning på midterstrålen.

Hver af de sekspolede magnetringe 25 og 26 har tre magnetiske nordpoler og tre magnetiske sydpoler, anbragt skiftevis og med ens indbyrdes vinkelafstande på 60°. Indbyrdes drejning af magnetringene 25 og 26 påvirker styrken af det sekspolede magnetfelt, og samtidig drejning af magnetringene 25 og 26 omkring rørets 144900 5 hals påvirker retningen af det sekspolede magnetfelt inden i bil-ledrørets hals. Ved hjælp af dette sekspolede magnetfelt kan de to yderste af de tre i samme vandrette plan liggende elektronstråler bevæges i samme retning uden nogen virkning af betydning på midterstrålen.

Renhedsmagnetringene 27 og 28 er udformet på sædvanlig måde, idet hver har et par diametralt modsat beliggende nord- og sydpoler. Ved at dreje renhedsmagnetringene 27 og 28 bevæges samtlige tre i samme plan liggende elektronstråler i samme retning.

Fig. 3 er et delsnit, set i retning fra billedrørets billedskærm hen imod halsdelen i glaskolben 11, der indeholder elektron-kanonaggregatet, som frembringer de tre i samme vandrette plan liggende elektronstråler B, G og R i den angivne og viste rækkefølge og med den viste orientering i forhold til den vandrette og den lodrette akse X henholdsvis Y.

Fig. 4 viser en tilstand, hvori de tre elektronstråler konvergerer på billedskærmen, idet de yderste "blå" og "røde" stråler løber sammen med den midterste "grønne" stråle. (I det følgende vil strålerne blive betegnet som blå, røde og grønne uden anførselstegn, selv om de selvsagt ingen farve har). Dette er den ideelle tilstand for stråler, der frembringes af et ideelt elektronkanon-aggregat, som er anbragt på perfekt måde inden i røret. I praksis kan denne tilstand ikke opnås uden anvendelse af statiske konvergerende kræfter. Et typisk tilfælde af dårlig konvergens af strålerne ved skærmens midte kan være som vist i fig. 5. I fig. 5 er den grønne stråle vist på skærmens midtpunkt, men den røde stråle ligger til højre og opad og den blå stråle ligger en smule lavt og til venstre. Det skal i denne sammenhæng bemærkes, at de typiske mønstre for dårlig konvergens ved midten af billedskærmen, inden der korrigeres ved hjælp af statiske konvergensorganer, kan udgøre en hvilken som helst indbyrdes beliggenhed af strålerne. Som omtalt ovenfor, har den arbejder, der foretager den statiske konvergenskorrektion, ingen mulighed for at vide i hvilken retning de indstillelige fire- og sekspolede magnetringe skal indstilles.

Fig. 6 og 7 viser den virkning, som et første ikke-drejeligt magnetringaggregat 21a, 21b udøver på strålerne. Fig. 6 viser en magnetring 21a med nord- og sydpoler orienteret omtrent 45° fra de lodrette og vandrette afbøjningsakser, som betragtet fra billedrørets billedskærm. Virkningen af dette firepolede felt er at be- 144900 6 væge de to yderste stråler i modsatte retninger gennem en forud bestemt afstand, der er større end en hvilken som helst konvergensfejl som vist i fig. 5. Ved at anvende højrehåndsregelen til at be-stepne de på strålerne virkende kræfter, kan det fastslås at den firepolede magnetring 21a, ud fra den i fig. 5 viste udgangsstilling, bringer strålerne til at ligge som vist i fig. 6. Det bemærkes, at det firepolede magnetfelt har bragt de blå og røde stråler til at krydse hinanden i vandret retning.

Fig. 7 viser virkningen af et sekspolet magnetfelt, der er frembragt af en ikke-drejelig sekspolet magnetring 21b, hvis poler er orienteret på den viste måde i forhold til afbøjningsakserne. Ved også hér at anvende højrehåndsregelen kan det fastslås, at virkningen af det sekspolede felt er at bevæge de røde og blå stråler i samme retning imod højre i forhold til de grønne stråler, således som det fremgår af forskellen mellem strålernes beliggenhed i fig.

6. og fig. 7. Styrken af de fire- og sekspolede magnetfelter, der frembringes af magnetringene 21a og 21b, vælges med en tilstrækkelig. størrelse til at bringe strålerne til at bevæge sig imod højre og til at krydse hinanden på den viste måde, uanset hvorledes det oprindelige strålemønster, som vist i fig. 5, kan være udfor met. Magnetringene 21a og 21b vil altså bevirke en forud bestemt forskydning af de røde og blå stråler, stort set som vist i fig. 7.

Virkningerne af de faste fire- og sekspolede magnetfelter er blevet vist hver for sig i fig. 6 og 7, men det bemærkes, at de to magnetringe 21a og 21b kan udgøres af en enkelt magnetring 21 som vist i fig. 2, idet denne ring kan bestå af et magnetisk materiale som f.eks. bariumferrit og være magnetiseret med de kombinerede fire- og sekspolede magnetfelter.

Når nu strålernes beliggenhed er som vist i fig. 7, kan den statiske konvergensindstilling foretages ved at anvende udstyret som omtalt i de ovennævnte patentskrifter. Fig. 8 viser de to firepolede magnetringe 23 og 24 anbragt bag hinanden. Til at begynde med var ringene 23 og 24 anbragt i forhold til hinanden som antydet ved de med afbrudte ringe indcirklede polbetegnelser. En sådan overlejring af de to ringes nord- og sydpoler ville medføre en ophævelse eller udligning af det firepolede magnetfelt. Fra denne stilling drejes magnetringene i modsatte retninger som vist med pilene ved de pågældende ringes flige 31, så at den magnetpolanord-ning, som i fig. 8 er vist med ikke-indringede polbetegnelser, fremkommer. Denne anordning forøger det firepolede felts styrke, og be- 7 146900 væger de røde og blå stråler fra de i fig. 7 viste stillinger til de i fig. 8 viste stillinger. Det bemærkes, at denne styrkejustering af det firepolede magnetfelt med polerne orienteret som vist i fig.

8 medfører en konvergens i vandret retning af de røde og blå stråler.

Det næste trin i den statiske konvergensindstilling består i på samme tid at dreje de to firepolede magnetringe 23 og 24 i den samme retning fra de i fig. 9 viste stillinger. For den særlige strålekonfiguration der er vist i fig. 8, ville den krævede drejning bestå af en med-urs drejning af ringene 23 og 24 gennem en vinkel lig med halvdelen af vinkelen mellem en linie gennem punkterne a og c og den vandrette akse X som vist i fig. 8. Virkningen af denne drejning af begge magnetringene 23 og 24 er at bringe den røde stråle til at bevæge sig gennem en bue a' fra punktet a og den blå stråle til at bevæge sig gennem en bue c' fra punktet c. Punkterne a og c i fig. 8 svarer til beliggenheden af den røde henholdsvis blå stråle som vist i fig. 7. Bevægelserne af de røde og blå stråler langs med deres respektive buer medfører at de røde og blå stråler kon vergerer ved punktet d, hvor buerne a' og c' berører hinanden. De røde og blå stråler vil således konvergere som vist i fig. 9.

Det næste trin består i - efter behov - at variere styrken og retningen af det sekspolede magnetfelt, som frembringes af magnetringen 25 og 26, på lignende måde som omtalt for det firepolede felt, med henblik på at bevæge de konvergerende røde og blå stråler i den samme retning, som vist med pilen i fig. 10, så at de konvergerer med den grønne stråle. Resultatet heraf er en til fig.

4 svarende konvergenstilstand. Den ikke viste udgangsstilling for de to sekspolede magnetringe 25 og 26 svarede til den i fig. 8 viste udgangsstilling for de to firepolede magnetringe, idet nordpolerne på den ene ring var anbragt ud for sydpolerne på den anden, så at der til at begynde med ikke fandtes noget sekspolet felt. Med henblik på at have en referencestilling at gå ud fra var de overle jrede, øverste poler anbragt 30° fra Y-aksen. Med de røde og blå stråler beliggende som vist i fig. 10, kunne så de to sekspolede magnetringe 25 og 26 drejes i indbyrdes modsatte retninger, indtil deres poler var orienteret som vist i fig. 10. Herved ville det sekspolede felt få den fornødne retning til at bevæge de røde og blå konvergerede stråler som vist med pilen i fig. 10 til at konvergere med den grønne stråle. Med den i fig. 9 viste strålekonfiguration er det ikke nødvendigt at dreje de to sekspolede magnetringe sammen, da der kun kræves en vandret bevægelse.

144900 8 I de viste eksempler er de fire- og sekspolede magnetringe 23-26 blevet drejet på en sådan måde, at der fremkom magnetfelter af maksimal styrke - dette for at formindske antallet af polbetegnelser på tegningen. I praksis kan det være nødvendigt at bevæge et fire- eller sekspolet magnetringpar kun en del af vejen fra . den felt- ophævende indbyrdes stilling hen imod den indbyrdes stilling, der giver det maksimale magnetfelt.

Det bemærkes, at justeringen som beskrevet ovenfor kan foretages ved at indstille magnetringene manuelt ved hjælp af fligene 31, ved hjælp af mekaniske organer som beskrevet ovenfor, eller på en hvilken som helst anden passende måde. I alle tilfælde opnås de særlige fordele ved opfindelsen fordi arbejderen ikke behøver at lede efter den rigtige retning til indstilling af ringene, men kan gå ud fra de viste begyndelsesorienteringer i forvisning om at strålerne derved vil blive bevæget i de rigtige retninger til opnåelse af konvergens på grund af den forud bestemte indstilling af strålerne, uanset hvorledes det oprindelige ikke-konvergerede mønster er udformet, der bevirkes af de felter der frembringes af den faste fire- og sekspolede magnetring 21.

Claims (4)

1U900 9 Patentkrav .

1. Strålesamler til at bringe tre i samme plan udgående elektronstråler i et katodestrålerør til at konvergere og med a) et første sæt organer (23,24) til at frembringe et indstilleligt magnetfelt til at bringe de to yderste stråler til at konvergere, og b) et andet sæt organer (25,26) til at frembringe et indstilleligt magnetfelt til at bringe de to konvergerede yderste stråler til at konvergere med den midterste stråle, kendetegnet ved c) et tredje sæt, ikke-indstillelige magnetfeltfrembringende organer (21a,21b) til at påvirke de to yderste af de tre stråler i forud bestemte retninger i forhold til den midterste af de tre stråler.

2. Strålesamler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det tredje sæt organer omfatter et enkelt firepolet felt-frembringende organ (21a) og et enkelt sekspolet (21b) feltfrem-bringende organ.

3. Strålesamler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, a) at det første sæt organer omfatter to drejeligt lejrede fire-polede magnetaggregater (23,24) til at indstille et firepolet felts styrke og retning, og b) at det andet sæt organer omfatter to drejeligt lejrede seks-polede magnetaggregater (25,26) til at indstille et sekspolet felts styrke og retning.

4. Strålesamler ifølge krav 1-3 og hvor, a) det første sæt organer (23,24) er indrettet til at anbringes omkring billedrørets halsdel og til at kunne drejes omkring denne for at frembringe det magnetiske felt, hvormed i hovedsagen kun de to yderste stråler bevæges i modsatte retninger, og b) det andet sæt organer (25,26) er indrettet til at anbringes omkring billedrørets halsdel og til at kunne drejes omkring denne for at frembringe det magnetiske felt, hvormed i hovedsagen kun de to yderste stråler bevæges i den samme retning kendetegnet ved,