DK158434B - Indretning til konvergering af elektronstraaler i et farvebilledroer - Google Patents

Description

i

DK 158434B

o

Opfindelsen angår en indretning i et anlæg til visning af farvebilleder af den i krav l's indledning angivne art.

I den mest almindelige type farvefjernsynsmod-5 tagere, der anvendes for tiden, benyttes der et delta-ka-non-skyggemaske-billedrør, hvori tre elektronstråler, der udgår fra spidserne af en trekant, som dannes af kanonerne, afbøjes til skandering af en raster på den luminescerende skærm. Det er vigtigt, at elektronstrålerne holdes konver-10 gerende i alle punkter på skærmen, så at de tre forskellige farverastere overlejres på hinanden. Med henblik herpå er det sædvanlig praksis at anvende et elektromagnetisk, dynamisk konvergenskorrektionsapparat, som anbringes omkring halsen af farvebilledrøret i det område, hvor strålerne 15 forlader kanonerne. Dette konvergenskorrektionsapparat omfatter sædvanligvis tre elektromagneter, der er anbragt omkring tre indre polstykker i billedrøret, hvilke elektromagneter aktiveres ved linie- og feltskanderingshastighederne til dynamisk styring af den grad af korrektion, som ud-20 øves på de respektive stråler, så at der sikres en tilfredsstillende konvergens i alle punkter på skærmen. Kurveformen af de strømme, som føres til elektromagneterne, kan justeres på passende måde til tilvejebringelse af den ønskede korrektion. Skønt dette dynamiske korrektionsapparat virker 25 tilfredsstillende, er det forholdsvis kompliceret og derfor forholdsvis kostbart, så at det forøger omkostningerne ved farvefjernsynsmodtageren. Endvidere medfører apparatets komplicerede opbygning, at der kræves betydelig tid til at justere det korrekt.

30 Der har i visse tilfælde været anvendt farvefjern- synsbilledrør, hvori der benyttes tre elektronkanoner på linie, i stedet for delta-kanon-billedrøret for at forenkle det apparat, som kræves til opretholdelse af strålernes konvergens. I et farvefjernsynsbilledrør, hvori der anvendes 35 tre stråler vandret på linie og en skærm med luminescerende elementer, idet der benyttes et mønster af lodrette, forskel-

O

2

DK 158434B

ligt farvede, luminescerende strimler, kan et apparat til tilvejebringelse af dynamisk konvergens f.eks. forenkles, skønt der stadig kræves dynamisk konvergens. Det er øjensynlig ønskeligt at tilvejebringe en farvefjernsynsmod-5 tager, som slet ikke kræver dynamisk konvergenskorrektion.

Følgelig er det formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en indretning af den i krav l's indledning angivne art, der er egnet til at frembringe kon-10 vergens af flere i samme plan beliggende stråler, uden anvendelse af dynamiske konvergeringskredsløb.

Det angivne formål opnås ved hjælp af en indretning, der ifølge opfindelsen er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del. Denne udformning gør det muligt ^5 at tilvejebringe en i hovedsagen fuldstændig konvergering af flere i samme plan beliggende stråler, uden at det er nødvendigt at anvende dynamiske konvergeringskredsløb.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere i forbindelse med en foretrukket udførelsesform og under henvis-2q ning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et anlæg med en indretning ifølge opfindelsen til tilvejebringelse af konvergens af et antal stråler på linie, fig. 2 arten af et magnetisk afbøjningsfelt, der 25 frembringes ved hjælp af det i fig. 1 viste afbøjningsåg, fig. 3 og 4 indvirkningerne fra det i fig. 2 viste magnetiske afbøjningsfelt på de to ydre i fig. 1 viste elektronstråler, og fig. 5 en del af et tværsnit gennem det i fig. 1 2Q viste afbøjningsåg og billedrør.

Fig. 1 viser en indretning ifølge opfindelsen til tilvejebringelse af konvergens for et antal elektronstråler på linie. Fig. 1 viser de vigtigste bestanddele af fremvisningsorganerne i en farvefjernsynsmodtager. Et 25 farvefjernsynsbilledrør omfatter et evakueret glashylster 11. Ved den ene ende af hylsteret 11 findes der en gennem-

DK 158434 B

O

3 sigtig forplade 12, på hvis inderside der findes gentagne grupper af blå, røde og grønne, luminescerende elementer henholdsvis 13a, 13b og 13c. I en kort afstand fra de luminescerende elementer er der anbragt en åbningsmaske 14, 5 hvori der findes et antal åbninger 15. Inde i hylsteret 11's halsdel ved den anden ende af billedrøret findes der et elektronkanon-aggregat 16 til frembringelse af tre vandrette og i samme plan beliggende stråler 17a, 17b og 17c. Strålerne moduleres i overensstemmelse med videosignaler, 10 så at de bliver repræsentative for henholdsvis blå-, rød- og grøn-farveinformationen i fjernsynsmotivet. Omkring halsdelen af billedrørets hylster og i nærheden af den udvidede del af hylsteret 11 findes der et afbøjningsåg 18, der, når det på passende måde aktiveres af kilder for lodret- og 15 vandret-skanderingsstrømme, bevirker, at elektronstrålerne 17a, 17b og 17c afsøger de tilhørende rastere hen over de luminescerende elementer. Afbøjningsåget 18 fastholdes på plads ved hjælp af ågmonteringsorganer 18a, der skal omtales mere detaljeret i det følgende.

20 Rundt om halsdelen af billedrøret er der i det om råde, hvor elektronstrålerne forlader elektronkanon-ag-gregatet 16, anbragt et statisk strålekonvergeringsaggregat 19 og et strålerenhedsorgan 20. Det statiske stråle-konveringsaggregat 19 kan indbefatte et antal permanente 25 magneter til statisk at bevirke konvergens af strålerne ved midten af den luminescerende skærm. Strålerenhedsorganet 20 består af to magnetiserede ringe, der er justeret samtidig til opnåelse af renhed, dvs. til sikring af, at de respektive farverepræsenterende stråler rammer 30 deres tilhørende farvede, luminescerende elementer.

Ved en foretrukket udførelsesform består de luminescerende elementer 13a, 13b og 13c af lodrette strimler af luminescerende materiale, og åbningerne 15 udgøres af langstrakte spalter, der også strækker sig i lodret ret-35 ning. Ved en sådan udformning med luminescerende elementer

DK 158434B

O

4 i form af lodrette linier undgås problemer vedrørende lodret flugtning, fordi en bestemt stråle, selv om der optræder en svag mangel på flugtning af strålerne i lodret retning, stadig vil ramme, det luminescerende element med 5 den tilhørende farve, fordi de luminescerende strimler strækker sig over hele højden af forpladen. En manglende lodret flugtning af strålerne vil imidlertid medføre et problem vedrørende konvergensen, hvilket problem tillige med dets løsning omtales nærmere i det følgende. Det hid-10 til beskrevne og i fig. 1 viste arrangement er omtalt detaljeret i beskrivelsen til dansk patent nr.

144.810.

Fig. 2 viser et diagram for et magnetisk afbøjningsfelt, der frembringes ved hjælp af det i fig. 1 viste 15 afbøjningsåg. Det særlige tværsnit af elektronkanon-ag- gregatet 16 og afbøjningsåget 18 vil tilvejebringe en god konvergens af strålerne i alle punkter på det skanderede raster, uden at det er nødvendigt at anvende dynamisk konvergenskorrektionsudstyr. De nødvendige egenskaber af et 20 afbøjningsåg med henblik på opnåelse af dette er, at det har negativ, vandret, isotropisk astigmatisme og positiv, lodret, isotropisk astigmatisme. Pig. 2 viser det magnetiske nettofelt eller det dominerende magnetiske felt, der frembringes af et åg, som har disse astigmatisme-egenskaber.

25 I fig. 2 viser flukslinier 25 det vandrette mag netiske felt. Konkavforvrængningen af feltet skyldes den negative, vandrette, isotropiske astigmatisme. Styrken af dette konkavforvrængede afbøjningsfelt vokser med afstanden fra midtpunktet langs en akse parallel med den 30 vandrette afbøjningsretning. Samtidig formindskes styrken af dette konkavforvrængede felt langs en akse vinkelret på den vandrette afbøjningsretning.

I fig. 2 viser flukslinier 26 det lodrette magnetiske afbøjningsfelt, der frembringes af et afbøjnings-35 åg, som har positiv, lodret, isotropisk astigmatisme. Dette lodrette felt er konveksforvrænget, og det lodrette, konveks forvrængede afbøjningsfelt bliver kraftigere langs den

O

5

DK 158434B

l vandrette akse og svagere langs den lodrette akse. En foretrukket udførelsesform for et afbøjningsåg, der har et felt af denne type, er omtalt i beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 214/73.

5 Den magnetfeltfordeling for afbøjningsåget, der er omtalt i forbindelse med fig. 2, er indrettet til tilvejebringelse af konvergens af nøjagtigt flugtende elektronstråler. Hvis strålerne ikke flugter korrekt med centret for ågets magnetfelt, vil de ikke konvergere på 10 billedskærmen. En manglende flugtning mellem strålerne og ågets magnetiske felt kan optræde ved manglende flugtning af elektronkanonerne i billedrøret, ved manglende flugtning af afbøjningsåget i forhold til strålerne eller rørets hals eller ved manglende symmetri af spolerne i afbøjningsåget.

15 Det kan i almindelighed anføres, at fremstillingsvariationer af elektronkanon-aggregatets anbringelse i billedrøret eller af afbøjningsågets vikling vil resultere i manglende flugtning af strålerne med ågets magnetiske felt. I en indretning af den art, der er vist i fig. 1, hvor der ikke an-20 vendes noget dynamisk konvergenskorrektionsapparat/ vil strålerne ikke konvergere, medmindre der træffes foranstaltninger til at bringe strålerne til at flugte med magnetfeltet.

Fig. 3 og 4 viser virkningerne af det i fig. 2 25 viste magnetiske afbøjningsfelt på de to yderste af de tre på linie liggende elektronstråler, når strålerne ikke flugter med afbøjningsågets magnetfelt. Fig. 3a viser den tilstand, hvor de blå og grønne stråler 17a og 17c ikke flugter i lodret retning med centret for det vandrette afbøjningsfelt, 30 som er illustreret ved flukslinierne 25. De punkterede linier antyder den magnetiske fluks, og de fuldt optrukne pile, som peger bort fra strålerne, antyder hovedretningen og størrelsen af den stråleforskydning, som skyldes strålernes manglende flugtning. For at forenkle illustrationerne 35 i fig· 3 og 4 er den midterste af de tre stråler, dvs. den røde stråle 17b, udeladt, idet det i almindelighed kan an-

O

6

DK 158434B

føres, at virkningen på midterstrålen vil være, at den bringes til at ligge mellem den yderste blå og den yderste grønne stråle.

I fig. 3a møder de blå og grønne stråler den samme 5 styrke af magnetfeltet, fordi de er beliggende lige langt fra feltets centrum i vandret retning, men retningerne er forskellige, så at den blå stråle, når strålerne afbøjes mod højre, også afbøjes opad, mens den grønne stråle afbøjes ned ad. Når den blå stråle er afbøjet mod venstre ved vending af den antydede polaritet af det magnetiske felt, vil den på uønsket måde blive afbøjet nedad, mens den grønne stråle vil blive afbøjet opad. Resultatet er, at. den blå stråle langs den vandrette akse eller X-aksen vil ligge for lavt i venstre side af rasteret og for højt i højre side i for-15 hold til den grønne stråle. Hvis strålerne, havde været forskudt nedad fra centeraksen i stedet for opad, ville den blå stråle ligge for højt i venstre side og for lavt i højre side i forhold til den grønne stråle.

I fig. 3b optræder der en manglende vandret flugt-20 ning for de blå og grønne stråler; idet de er forskudt til højre i vandret-afbøjningsfeltet 25. Som omtalt ovenfor forøges styrken af det konkavforvrængede, vandrette afbøjningsfelt med afstanden fra centret langs den vandrette akse. Derfor vil den ikke-flugtende grønne stråle, da den ligger læng-25 ere fra centret end den blå stråle, befinde sig i et kraftigere magnetfelt og blive afbøjet yderligere. Resultatet er, at det grønne raster er bredere end det blå raster. Hvis polariteten af afbøjningsfeltet vendes således, som det er tilfældet, når strålerne skal afbøjes mod højre side af 30 rasteret, ses det, at den grønne stråle på tilsvarende måde vil blive afbøjet mere end den blå. Hvis strålerne havde været forskudt mod venstre i forhold til centret i stedet for mod højre som vist, ville det grønne raster blive smallere end det blå raster.

35 Fig. 4a viser virkningen på strålerne, når de ikke flugter i lodret retning, idet de er forskudt opad, under indflydelsen af det lodrette, magnetiske afbøjningsfelt, som

• V

7

DK 158434B

o er vist ved flukslinierne 26. Den blå stråle vil bevæge sig til venstre ved den øverste del af rasteret og til højre forneden på rasteret i forhold til den grønne stråle som følge af retningen af de magnetiske flukslinier.

5 Fig. 4b viser virkningen af en manglende vandret flugtning af strålerne i lodret-afbøjningsfeltet. Da den grønne stråle ligger længere fra centeraksen end den blå, befinder den sig i en kraftigere del af feltet og vil derfor blive afbøjet en større afstand i lodret retning end 10 den blå stråle. Dette bevirker, at det grønne raster bliver højere, både foroven, og forneden, end det blå raster.

Det er påvist, hvorledes en manglende flugtning af elektronstrålerne i forhold til de lodrette og vandrette magnetiske felter bevirker en manglende konvergens. En mang-15 lende vandret flugtning af strålerne bevirker, at rasternes størrelse varierer i både lodret og vandret retning.

En manglende flugtning i lodret retning af strålerne bevirker, at de rastere, som dannes af de to yderste stråler, drejes i modsatte retninger i forhold til hinanden.

20 Fig. 5 viser en del af et tværsnit gennem det i fig. 1 viste afbøjnings- og billedrør. Ifølge den foreliggende opfindelse har det vist sig, at en manglende konvergens af strålerne, der skyldes en manglende flugtning af strålerne i forhold til afbøjningsågets magnetiske felt, 25 i vid udstrækning kan formindskes ved at anbringe afbøjningsåget således i forhold til strålerne, at det magnetiske afbøjningscentrum for spolesættet bringes til at flugte med et punkt beliggende halvvejs mellem de to yderste stråler. I fig. 5 er der vist et afbøjningsåg 18, der i det 30 foreliggende tilfælde har ledere 21, af hvilke kun en del er vist, og som er opviklet i form af et omdrejningslegeme omkring en kerne således, at den mindste indre diameter af åget er større end den ydre diameter af billedrøret 11's halsdel. Ved et sådant arrangement kan afbøjningsåget for-35 skydes sideværts i X- og Y-retningen eller i en hvilken som helst retning i X-Y-planet, så at ågets magnetiske felt kan bringes til at flugte med elektronstrålerne til tilvejebringelse af en god konvergens af strålerne på den luminescerende

O

8

DK 158434B

skærm. Det er vigtigt at bemærke, at et afbøjningsåg, når det anbringes i X-Y-planet omkring billedrørets hylster 11, i overensstemmelse med et træk ved den foreliggende opfindelse, bevæges på tværs, så at den centrale længdeakse af 5 åget eller den centrale længdeakse af ågets afbøjningsfelt flugter med den centrale stråleakse eller ligger parallelt med denne. Tidligere har der været fremstillet åg-monteringsorganer, som muliggør en vipning af åget i forhold til billedrørets hals, så at åget ikke længere ligger i et 10 X-Y-plan. Denne vipning tjener til at korrigere for Coma i delta-kanon-farvefjernsynsbilledrør, hvilket resulterer i, at det blå raster har en anden bredde end de røde og grønne rastere. Ved et sådant arrangement var en dynamisk konvergenskorrigering af alle strålerne nødvendig for på 15 passende måde at bringe strålerne til at konvergere på den luminescerende skærm. Det har vist sig, at en simpel vipning af afbøjningsåget ved det i fig. 1 viste arrangement kan resultere i en manglende flugtning af strålerne på den luminescerende skærm. Ved tilvejebringelse af den omtalte 20 tværgående bevægelse af hele åget sker der imidlertid ingen forstyrring af strålernes flugtning på de farvede, luminescerende elementer, og der opnås konvergens, uden at der hertil kræves et dynamisk konvergenskorrektionsapparat.

Ved et farvefjernsynsbilledrør, såsom det i for-25 bindelse med fig. 1 omtalte, der har en billedskærm med en diagonal på 38 cm, har det vist sig, at et radialt spillerum på ca. 0,13 mm mellem den ydre diameter af billedrørets hals og den mindste indre diameter af afbøjningsåget giver tilstrækkeligt spillerum til at bevæge åget således, at der 30 tilvejebringes en god konvergens af strålerne. Det har vist sig, at en forskydning af åget på ca. 0,13 mm i vandret retning bevirkede en ændring på 0,13 mm af konvergensen ved de vandrette sider af rasterne. I overensstemmelse med det i fig. 3 og 4 viste frembringer en vandret åg-forskydning på 35 ca. 0,13 mm mod højre således en forøgelse på 0,13 mm af det blå rasters størrelse ved hver side i forhold til det grønne raster, idet det blå rasters størrelse forøges, mens

O

DK 158434B

a det grønne rasters størrelse formindskes. Ved den samme vandrette forskydning bliver det blå raster ca. 0,065 mm større end det grønne raster foroven og forneden på rasteret. Følsomheden over for lodret forskydning af åget er om-5 trent den samme som for den omtalte vandrette forskydning.

Ændringerne er af en sådan art, at de blå og grønne rastere bevæges i modsatte retninger i forhold til det røde raster, som ligger mellem det blå og det grønne raster. Konvergensændringerne i hjørnerne, når spolesættet bevæges, er en kom-10 bination af konvergensændringerne på de tilstødende lodrette og vandrette akser.

Det ses, at en forholdsvis lille forskydning af åget kan bevirke en væsentlig konvergenskorrektion. Det er derfor meget ønskeligt, at åget fastholdes stift i den ønskede drifts-15 stilling i forhold til billedrøret. Med henblik herpå anvendes der egnede åg-monteringsorganer, som muliggør en korrekt placering af spolesættet til opnåelse af den bedst mulige samlede konvergenstilstand, og som dernæst fæstnes stift på plads. Der er omtalt flere hensigtsmæssige monteringsmåder 20 for et spolesæt i beskrivelsen til USA-patent. nr. 3.786.185.

I overensstemmelse med denne patentbeskrivelse består et arrangement til orientering af åget i permanent at fæstne en monteringsplatform på billedrøret, permanent at fastgøre et monteringsorgan til afbøjningsåget og løst at samle åg-monte-25 ringsorganet og platformen, mens åget og røret aktives til bestemmelse af den optimale stilling af åget på billedrøret.

Når denne stilling er fastlagt, f.eks. ved iagttagelse af konvergensen af linierne i ét krydsskraveret mønster, der bringes til at optræde på. billedrøret ved tilførsel af et passende 30 prøvesignal til fjernsynsmodtageren, fastgøres åg-monterings organet og platformen stift til hinanden ved hjælp af et klæbemiddel eller ved mekaniske midler, såsom møtrikker og bolte, til at holde disse to stykker sammen.

Opfindelsen er ikke begrænset af det særlige åg-35 -monteringsorgan, som anvendes. Det bemærkes, at et vilkårligt monteringsorgan, der muliggør en tværgåedde bevægelse 0 10

DK 158434B

af hele åget i stedet for en vippebevægelse alene, og som gør det muligt stift at fastholde åget i en ønsket stilling, er velegnet til anvendelse i forbindelse med opfindelsen.

5 Fremgangsmåden til at bringe ågets magnetfelt til at flugte med strålerne til opnåelse af konvergens og ap-paratet til permanent at fastholde åget i den ønskede driftsstilling anvendes under fremstillingen af fjernsynsmodtageren, idet åget og røret aktiveres for at frembringe et eg-10 net mønster, såsom et krydsskraveret mønster på den lumi-nescerende skærm, hvorved operatøren kan iagttage og bestemme den optimale placering af åget til opnåelse af den bedste konvergens.

Opfindelsen er ovenfor omtalt i forbindelse med 15 en farvefjernsynsmodtager, hvori de ifølge opfindelsen anviste træk eliminerer behovet for dynamiske konvergenskorrektionskurveformer og -apparater. Opfindelsen kan imidlertid meget vel anvendes sammen med dynamisk konvergenskorrektionsapparatur til supplement af indretningskonvergens-20 korrektionsgrad eller til forenkling og formindskelse af omkostningerne ved eksisterende konvergenskorrektionsindretninger, såsom ved eliminering af visse eller alle de variable styreelementer eller ved· formindskelse af antallet af kredsløbskomponenter til frembringelse af kon-25 vergenskorrektionskurveformer. 1 35

Claims (2)

1. Indretning i anlæg til visning af farvebilleder, omfattende et farvebilledrør med et evakueret hylster (11), der indeholder 5 a) en skærm (12) med et rumligt periodisk mønster af tre forskellige lodret forløbende farvelysstofstriber (13a,13b,13c), b) en inden i hylsteret anbragt maske (14) med et antal lodret forløbende åbninger (15), der er beliggende ud 10 for lysstofstriberne, c) et elektronkanon-aggregat (16) til frembringelse af tre vandrette koplanare elektronstråler (17a,17b,17c) og anbragt inden i hylsteret ved den ene ende af en over for skærmen beliggende halsdel, idet elektronkanon-aggre- 15 gatet (16) omfatter elektroder, der danner en hoved-fo kuserings linse nær ved elektronkanonens udgangsende for elektronstrålerne, d) et statisk konvergerings-aggregat (19), der er anbragt i nærheden af elektronkanon-aggregatet (16) og indrettet 20 til at frembringe et sådant magnetisk felt inden i den nævnte halsdel, at de tre stråler konvergerer ved skærmens midte, e) et omkring hylsterets (11) halsdel anbragt afbøjningsåg (18), der omfatter 25 el) en hul magnetisk ferritkerne, hvis indre omkreds- dimensioner ved dens monteringssted på hylsteret er større end hylsterets ydre omkredsdimensioner, så at åget kan bevæges i retninger på tværs af hylsterets akse, 30 e2) en vandret afbøjningsvikling, der til afbøjning af strålerne i den vandrette akses retning frembringer et magnetisk felt med effektiv negativ astigmatisme, samt e3) en lodret afbøjningsvikling, der til afbøjning af 35 strålerne i den lodrette akses retning frembringer et magnetisk felt med effektiv positiv astigmatisme, idet e4) viklingerne er indrettet til at afbøje de tre stråler således, at disse afsøger tre på hinanden overlej-rede rastere på skærmen, DK 158434B 12 O kendetegnet ved, f) at elektroderne i den (i punkt c) nævnte linse omfatter en fælles elektrode med tre åbninger, der afgrænser passageområder for de pågældende elektronstråler så- 5 ledes, at strålernes indbyrdes beliggenhed er nøjagtigt fastlagt når der træder ud af hovedfokuseringslinsen, g) at de astigmatiske egenskaber af de af de (i punkt e2 og e3) nævnte vandrette og lodrette viklinger frembragte magnetfelter er således proportioneret, at de tre stråler i 10 alt væsentligt konvergeres både i rasterets hjørner og i andre punkter i rasteret, samt h) at der uden for hylsteret er anbragt et åg-monterings-organ (18a) til at bære afbøjningsåget (18), hvilket åg-monteringsorgan (18a) er indrettet til at muliggøre 15 en positionsindstilling af afbøjningsåget (18) med hen blik på at bringe det af afbøjningsåget frembragte magnetfelt til at flugte med de (i punkt f) nævnte stråler med nøjagtigt fastlagt indbyrdes beliggenhed.

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at ågmonteringsorganerne (18å) er således udformet, at der under indstilling af ågets (18) stilling i tværretningen i forhold til billedrøret opretholdes en væsentlig parallelitet mellem ågets og billedrørets længdeakser. 25 1 35