FI58232C - Sjaelvkonvergerande system foer faergtelevisionsaotergivning - Google Patents

Description

IL ^ nr.\ Γη1 KUULUTUSJULKAISU :0070 ^ ί11) UTLÄGGNI NGSSKRIFT ^ ° ^ ύ 2 C Patentti myönnetty 10 1C 1930

Patent meddelat ' (51) Kv.ik.3/Int.a.3 H 01 J 29/76 SUOM I — F! N LAN D (21) Pw*n«fh*k#mu* —P»t«nt»nteknln| 16/73 (22) HakwnltpUvf — AraBknlngtdtg 0^.01.73 (13) AlkupUvl·-Glltlghttsd«( ()1+.01.73 (41) Tutkit {ulklMlcil — BIMt offtntllf 15.07.73

PstMttl.]· rekisterihallitus (44) NShtSvitotp^eo j. kuuLjultaiem pum.-

Patent· och reglsterstyralsen AiwWtan utlagd och uti.$krift*n publtorad 29.08.80 - (32)(33)(31) Pyydetty «uolkwii—B«|lrd priority ll+. 01.72 USA(US) 2177Ö0 ^ (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10022, USA(US) (72) Albert Maxwell Morrell, Lancaster, Pennsylvania, William Henry Barkow,

Pennsauken, New Jersey, Josef Gross, Princeton, New Jersey, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (5¼) Itsekonvergoiva Väritelevisionäyttöjärjestelmä - Självkonvergerande system för färgtelevisionsätergivning Tämä keksintö koskee väritelevisio näyttöjärjestelmiä, joissa joukko elektronisäteitä on olennaisesti konvergoitu kaikissa kohdissa pyyhkäisyrasteriä ilman, että käytetään dynaamista konvergointilaitteistoa.

- Useimmissa nykyisin käytössä olevista väritelevisovastaanottimista käytetään katodisädeputkea, jossa on useita elektronisäteitä, jotka synnytetään elektronitykkiyhdistelmällä, joka sijaitsee putken yhdessä päässä ja jotka sä- „ teet on suunnattu kohti kuvapintaa, joka sisältää joukon eri värisiä fosfori- elementtejä ja sijaitsee putken toisessa päässä. Reikälevy tai muita värin valintavälineitä kuten reikäristikko tai fokusointiristikko on sijoitettu kuvapinnan ja elektronitykkiyhdistelmän väliin varjostamaan elektronisäteet siten, että oeat kustakin säteestä osuvat vain niihin kuuluviin värifosforielement-teihin. Katodisädeputken ulkosivun ympärille sijoitetulle poikkeutuskelayksi-kölle annetaan energiaa aikaansaamaan magneettikenttä säteidenpoikkeuttamiseksi vaakasuorassa ja pystysuorassa pyyhkäisyrasterin muodostamiseksi kuvapinnalle. Tällaista perusnäyttöjärjestelmää on täydennetty lisälaitteilla dynaamisen konvergenssikorjauksen aikaansaamiseksi. Yhtenä vaatimuksena näyttöjärjestelmäs- sä on se, että säteet konvergoivat pyyhkäisyrasterin kaikissa pisteissä. Epä-konvergenssin vaikutuksena on väriliestymä, joka esiintyy esineiden reunassa 2 58232 televisiokuvassa. Epäkonvergenssia voidaan mitata ideaalisesti päällekkäisten punaisten, vihreiden Ja sinisten muodostaman ristiviivavarjostuksen erolla viivoihin, joita rasterilla esiintyy, kun asianomainen koestu3signaali johdetaan vastaanottimeen.

On tavallista konvergoida säteet staattisesti rasterin keskellä esimerkiksi permanenttimagneeteilla, jotka on sijoitettu kuvaputken kaulan ympärille ennaltamäärättyyn suhteeseen säteisiin. Säteet eivät pysy konvergoituneina, kun ne poikkeutetaan rasterin keskustaata, koska kuvapinta on suhteellisen tasainen ja etäisyys kuvapinnan ja poikkeutuskelayksikön keskustan välillä kasvaa, kun säteet poikkeutetaan kuvapinnan keskustasta. Lisäksi poikkeutusaherraatiot, kuten kuvakenttä taipuma, astigmaattisuus ja kooma aiheuttavat lisää konver-genssivirheitä. On tavallista käyttää laitteistoa säteiden dynaamisesti kon-vergoimiseksi, kun ne pyyhkäisevät yli rasterin. Kuvaputkissa, joissa elektroni tykkiyhdi s telmä on delta-tyyppiä, jossa kolme elektronitykkiä on sijoitettu tasasivuisen kolmion kärkiin, tavallisesti käytetään sähkömagneettista konver- ~ genssiyhdistelmää, jossa putken ulkopuolella sijaitsevat sähkömagneetit aktivoivat magneettinapakappaleita putken kaulan sisällä siirtämään säteitä radi-aalisessa suunnassa. Sähkömagneetit aktivoidaan aaltomuodoilla vaaka- ja pysty-pyyhkäisynopeuksilla tarkoituksella aikaansaada ajan mukana vaihtelevat konver-genssikentät, kun elektronisäteet suorittavat pyyhkäisyänsä. Lisäksi joskus on tarpeen yhdistää aaltomuodot vaaka- ja pystypyyhkäisynopeuksilla kuten vaaka-nopeusaaltomuodoilla moduloituna pystynopeusaaltomuodoilla ja johtaa resultant-tiaaltomuodot konvergenssisähkömagneetteihin tai poikkeutuskelakäämityksiin säteiden konvergenssin parantamiseksi rasterin nurkissa.

Jo aikaisemmin on ehdotettu väritelevisiovastaanottimia, joihin sisältyy värikuvaputki, jonka elektronitykkiyhdistelmä tuottaa kolme samantasoista tai linjassa olevaa sädettä, jotka tavallisesti sijaitsevat vaakasuoralla linjalla. Tässä tarkoituksessa on tunnettua, että säteet voidaan dynaamisesti konvergoida vaakasuunnassa syöttämällä sopivia vaaka- tai pystypyyhkäisynopeusaaltomuotoja sähkömagneettisiin tai sähköstaattisiin konvergointilaitteisiin. On kuvattu järjestelmä, jossa säteet konvergoidaan poikkeutuskelan avulla. Kuitenkin kun kela suunnitellaan tätä tarkoitusta varten, niin vaikutukset muihin poikkeutus-k ela-aherraatioihin, kuten koomaan, on korjattava. Dynaamiseen kooman korjaamiseen käytetty laite merkitsee sen kustannusten säästön menettämistä, joka saavutetaan eliminoimalla horisontaalinen dynaaminen konvergenssilaitteisto.

On tunnettua, että kooman ja epäkonvergenssin ei-toivottuja vaikutuksia voidaan vähentää vähentämällä linjassa olevien säteiden etäisyyksiä poikkeutuskelayksikön poikkeutustasossa. Tämä voidaan toteuttaa vähentämällä elektroni-tykkiyhdistelmän viereisiä säteitä muodostavien elementtien etäisyyksiä. Mitä lähempänä toisiaan linjassa olevat säteet ovat poikkeutustasossa, sitä alemman täytyy reikälevyn läpäisyn olla elektronisäteille, jotta ylläpidettäisiin kuva- 3 58232 pintatoleranssi fluoresenssipisteiden ja fosfcrielementtien välillä, jotka on sijoitettu kuvapinnalle. Kun reikälevyn läpäisyä pienennetään, tulee kuvaputken valon ulosanto vähennetyksi. Tästä on seurauksena, että vaikka oikea konvergenssi ja hyväksyttävä määrä koomaa voidaan tuottaa järjestelmällä käyttäen linjassa olevia elektronisäteitä suhteellisen pienillä väleillä, lopputulos ei ole tyydyttävä, jos kuva ei ole riittävän kirkas mukavaa katselua varten normaaleissa kat-selulolosuhteissa.

Tämän keksinnön kohteena on saada aikaan väritelevisio-näyttöjärjestelmä, jolla eliminoidaan tarve käyttää dynaamista konvergenssin ja kooman korjauslait-teistoa ja jolla aikaansaadaan kuva, jolla on kaupallisesti hyväksyttävä kirkkaus.

”” Esillä olevan keksinnön mukaiseen väritelevisio-näyttöjärjestelmään kuuluu väritelevisiokuvaputki, joka sisältää etulevyn, jolle on sijoitettu ryhmiä kolmen eri värin fosforielementeistä muodostamaan kuvapinta, elektronisädetykin kolmen elektronisäteen muodostamiseksi, jotka sijaitsevat vaakatasossa olennaisesti kohtisuorassa kuvapintaa vastaan, ja reikälevyn, johon sisältyy joukko reikiä kohdakkain fosforielementtiryhmien kanssa, elektrodisädetykin ollessa valittu tuottamaan mainitut kolme sädettä pitkin kolmea, yleensä konvergoivaa suoraa (kuv. 1), jotka suuntautuvat kohti kuvapintaa, ja poikkeutuskelayksiköstä, johon kuuluu pysty- ja vaakapoikkeutuskelat, jotka on sijoitettu kuvaputken ympärille reikälevyn ja tykin väliin poikkeuttamaan säteet rasterin muodostamiseksi kuvapinnalle. Keksinnölle ovat tunnusomaisia patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa mainitut seikat.

Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa kuvaputken kuvapinnan muodostavat toistuvat ryhmät kolmesta viereisestä eri värisestä fosforikaistaleesta. Tämän kuvapinnan kanssa käytettyyn reikälevyyn kuuluu joukko rakoaukkoja, jotka ovat fos-forikaistaleiden suuntaisia ja kiihoittavat asianomaiset fosforikaistaleet tuottamaan kirkkaamman ulostulon.

Elektronitykkiyhdistelmään sisältyy ainakin yksi yhteinen säteen muodostava elektrodi, johon kuuluu kolme aukkoa kolmen linjassa olevan säteen muodostamiseksi.

Toisessa suoritusmuodossa elektronitykkiyhdistelmään kuuluu magneettiset suojuselimet, jotka sijaitsevat kolmesta elektronisäteestä kahden ulomman tien ympärillä näiden säteiden suojaamiseksi osalta poikkeutuskenttää.

Keksinnön yksityiskohtaisempi selitys on annettu seuraavassa oheisiin piirustuksiin liittyen.

Kuvio 1 esittää päältä katsottuna pituusleikkausta keksinnön mukaisesta väritelevisio-näyttöjärjestelmästä.

Kuvio 2 esittää magneettista nettopoikkeutuskenttää, jonka kuviossa 1 kuvattu poikkeutuskelayksikkö muodostaa.

Kuvio 3 kuvaa kuvion 1 mukaisen järjestelmän elektronisäteiden konvergenssia kuvion 2 esittämän poikkeutuskentän vaikutuksen alaisena.

4 58232

Kuvio 4 kuvaa toroidisen poikkeutuskelayksikön kääminjakaantumista, joka on sopiva käytettäväksi kuvion 1 esittämässä järjestelmässä.

Kuvio 5 esittää elektronitykkiyhdistelmää, joka on sopiva käytettäväksi kuvion 1 esittämässä järjestelmässä.

Kuvio 6 kuvaa reikälevyä ja fosforielementti-kuvapintajärjestelyä, jotka ovat sopivia käytettäviksi kuvion 1 esittämässä kuvaputkessa.

Kuvio 1 esittää päältä katsottuna pituusleikkausta keksinnön mukaisesta väritelevisio-näyttöjärjestelmästä. Väritelevisiokuvaputki 10 käsittää evakuoidun lasikuoren 11. Kuoren 11 etuosa on kuvapinta ja etulevy 12, jonka sisäsivulle on sijoitettu joukko punaisia, vihreitä ja sinisiä fosforielementtejä 13,13a ja 13b. Putkessa fosforielementtien vieressä sijaitsee reikälevy 14, johon kuuluu joukko reikiä 15· Reiät 15 on siten kohdistettu suhteessa fosforiele-mentteihin, että niiden tehtävänä on varjostaa elektronisäteitä siten, että ne osat elektronisäteistä, jotka kulkevat aukkojen 15 lävitse, osuvat vain niihin kuuluviin fosforielementteihin. Lasikuoren 11 toisessa päässä on elektronitykki-yhdistelmä 16 kolmen samassa tasossa ja samassa linjassa olevan elektronisäteen muodostamiseksi. Elektronitykkiyhdistelmä 16 on konstruoitu siten, että kaksi ulompaa elektronisädettä on konvertoitu keskimmäiseen säteeseen kuvaputken keskellä sijaitsevassa kohdassa. Yksityiskohtaisempi kuvaus elektronitykkiyhdis-telmästä 16 annetaan jäljempänä kuvioon 5 liittyen.

Lasikuoren 11 ulkopuolella pitkin sen leviävää kohtaa sijaitsee poikkeu-tuskelayksikkö 17* joka on järjestetty saamaan energiaa sopivista pyyhkäisy-virtalähteistä, joita ei ole esitetty, magneettikentän muodostamiseksi, joka poikkeuttaa elektronisäteitä muodostamaan pyyhkäisyrasteri kuvapinnalle. Yk-tityiskohtaisempi kuvaus poikkeutuskelayksiköstä 17 annetaan kuvioihin 3 ja 4 liittyen.

Poikkeutuskelayksikön 17 taakse lasikuoren 11 kaulalle on sijoitettu staattinen konvergenssiyhdistelmä 18. Staattiseen konvergenssiyhdistelmään 18 sisältyy magneetit, joiden asemat ovat siten aseteltavissa, että ne kompensoivat mahdollisen virheen säteen suuntauksessa ja aikaansaavat säteiden konvergoin-nin kuvapinnan keskellä olevassa kohdassa, kun säteitä ei ole poikkeutettu. Sopiva staattinen konvergenssiyhdistelmä käytettäväksi linjassa olevilla säteillä varustetun elektronitykkiyhdistelmän kanssa on selitetty US-patenttijulkai-sussa n:o 3 725 831. Keksijä Robert L. Barbin, keksinnön nimi "Magnetic Beam Adjusting Arrangements" (Magneettiset säteen asettelujärjestelyt). Säteen konvergenssiyhdistelmän taakse on sijoitettu tavanomaisten rakennetta oleva säteen puhtauslaite 19« jonka tarkoituksena on aikaansaada säteiden osuminen asianomaisiin värifosforielementteihin.

Kuten jäljempänä selitetään , poikkeutuskelayksikkö 17 ja elektronitykki-yhdistelmä 16 yhteistoiminnassa tuottavat hyväksyttävän konvergenssin kaikille kolmelle elektronisäteelle kaikissa kohdissa pyyhkäisyrasteriä käyttämättä lisä- 5 58232 laitteita säteiden dynaamiseen konvergointiin tai kooman vaikutusten korjaamiseen.

Kuvio 2 kuvaa vallitsevaa magnettista poikkeutuskenttää, jonka kuviossa 1 kuvattu poikkeutuskelayksikkö tuottaa. Vaikka vaakasuora ja pystysuora kenttä epätasaisesti vaihtelevat pisteestä pisteeseen pitkin putken pituusakselia, kentän nettovaikutus on kuvattu kuviossa 2. Poikkeutuskenttä säteiden poikkeut-tamiseksi vaakasuorassa suunnassa, jonka kentän tuottaa pari vaakapoikkeutus-kelaa, on kuvattu ehyillä vuoviivoilla 21, joiden pääsuunta on pystysuora. On huomattava, että tämä magneettikenttä on tyynyvääristymätyyppinen, vuon viivat ovat kuperia katsottuna kuvion keskeltä. Vaakapoikkeutuskenttä aikaansaa elekt-ronisäteiden negatiivista vaakasuoraa isotrooppista astigmaattisuutta.

Kuviossa 2 on esistetty myös vuoviivoja 22, jotka kuvaavat magneettista poikkeutuskenttää säteiden poikkeuttamiseksi pystysuunnassa, mikä kenttä muodostetaan parilla poikkeutuskelayksikön 17 pystypoikkeutuskeloja. On huomattava, että pystypoikkeutuskenttä on yleensä tynnyrinmuotoinen, vuon viivat ovat koveria kuvion keskeltä katsottuna. Pystypoikkeutuskenttä aiheuttaa säteiden positiivista pystysuoraa isotrooppista astigmaattisuutta. Kuvatun laatuisten poik-keutuskenttien tarkoitusta selitetään kuvioon 3 liittyen.

Kuvio 3 kuvaa kuvion 1 esittämän järjestelmän elektronisäteiden konvergenssia kuvion 2 mukaisen poikkeutuskentän vaikutuksen alaisena. Kuvio 3& kuvaa vihreän, punaisen ja sinisen säteen 20a, 20h ja 20c suhteellisia asemia sellaisina kuin ne esiintyvät poikkeutuskelan poikkeutustasossa (taso C kuviossa l) katsottuna kuvaputken etulevyn puoleisesta päästä. Kuvio 3¾ kuvaa liioitellusti sä-t eiden konvergenssiolosuhteita pyyhkäisyrasterin nurkassa ja pitkin pysty- ja vaakapoikkeutusakseleita 25 ja 26. On huomattava, että kukin elektronisäde valaisee useita tietyn värin fosforielementtejä samalla kertaa. Forforielemen-tit ovat luonnollisesti erotetut toisistaan, muttä tämä ei näy kuviossa 3t>» joka kuvaa koko säteiden kovergenssia etulevyn eri alueilla.

Rasterin keskellä vihreä, punainen ja sininen säde ovat konvergoidut.

Tämä keskikohdan konvergenssi on toteutettu suuntaamalla säteet elektronitykki-yhdistelmän avulla ja kuviossa 1 esitetyllä staattisella konvergenssilaitteie-tolla 18. Pitkin vaakapoikkeutusakselia 26 vihreä, punainen ja sininen säde on kuvattu alikonvergoituneina, so. säteissä on eroa pitkin vaaka-akselia ja niiden järjestys on sama kuin säteillä on poikkeutustasossa, joka on esitetty kuviossa 3a. Tämä tila vallitsee rasterin molemmissa päissä pitkin vaaka-akselia. On ymmärrettävä, että säteiden alikonvergenssi vaaka-akselin päissä vähenee funktiona etäisyydestä rasterin keskustasta, jossa pisteessä säteet ovat konvergoidut. Säteiden alikonvergenssi vaaka-akselilla johtuu kuviossa 2 esitetyn vaakapoikkeutuskentän luonteesta.

Pystyakselin 25 päissä kuviossa 3h punainen, vihreä ja sininen säde on esitetty ylikonvergoituneina, so. sininen ja vihreä säde ovat menneet ristiin jossakin pisteessä, niin että etulevyllä, jossa fosforielementit sijaitsevat 6 58232 sininen ja vihreä säde ovat vastakkaisilla puolilla kuin poikkeutuskelan poik-keutustasossa. Säteiden tämä ylikonvergenssi pitkin pystyakselia vähenee funktiona etäisyydestä rasterin keskustasta, jossa pisteessä säteet ovat konvergoitu-neet. Säteiden ylikonvergenssin pystyakselilla aiheuttaa kuviossa 2 kuvattu pys-typoikkeutuskenttä. Säteiden konvergenssitila on seuraus poikkeutuskelan suunnittelusta aiheuttamaan jonkin verran negatiivista vaakasuoraa isotrooppista astigmaatttisuutta ja jonkin verran positiivista pystysuoraa isotrooppista astigmaattisuutta. Vaikka on kuvattu tila, jossa säteet ovat ylikonvergoidut pitkin pystyakselia ja alikonvergoidut pitkin vaaka-akselia, on ymmärrettävä, että naita epäkonvergenssitiloja pitkin akseleita voidaan käyttää tuottamaan hyväksyttävä konvergenssi kautta koko rasterin.

Olemme keksineet, että suhteuttamalla astigmaattisuus poikkeutuskeloissa säteet voidaan tehdä olennaisesti konvergoituviksi rasterin nurkissa sekä rasterin kaikissa muissa pisteissä, kuten on esitetty kuviossa 3b. Kuvion 3¾ rasterin oikeassa ylänurkassa kuvattu konvergenssi osoittaa, että sininen ja vihreä säde ovat hieman sivussa punaisesta säteestä pystysuunnassa. Vasen ylänurkka osoittaa, että sininen ja vihreä säde ovat sivussa punaisesta vastakkaiseen suuntaan kuin mitä kuvattiin oikeassa ylänurkassa. Tämän vaikutus rasteriin tunnetaan trapetsivääristymänä (trap), missä olosuhteissa rasterin muoto on hieman puolisuunnikasmainen suorakulmaisen sijasta. Aikaisemmin on yritetty tuottaa poikkeutuskeloja (line-focus) jotka ideaalisesti aikaansaavat säteiden konvergenssin pitkin poikkeutusakseleita, mutta jotka yleensä aiheuttavat ei-hyväksyttävän suuren määrän trapetsivääristymää nurkissa, jolloin nurkkakonver-genssitilalle edelleen on luonteenomaista säteiden vaakasuora erottuminen samoinkuin suhteellisen suuri pystysuora erottuminen.

Ideaalisessa viivafokusointi-poikkeutuskelassa on negatiivinen vaakasuora isotrooppinen astigmaattisuus ja positiivinen pystysuora isotrooppinen astigmaattisuus. Tämä astigmaattisuustyyppi ontarpeen ylläpitämään kolmen vaakasuorassa linjassa olevan säteen konvergenssia pitkin vaaka- ja pystypoikkeutus-akseleita. Tämä akselikonvergenssi olisi vietävä rasterin nurkkiin ja siitä ideaalisesti olisi seurauksena säteiden konvergenssi rasterin kaikissa pisteis- " sä. Käytännössä on todettu, että tämä ideaalinen viivafokusointitila voidaan toteuttaa vain kuvaputkissa, joissa kuvapinnan diagonaalin mitta on noin 36 cm tai vähemmän. Kuvaputkissa, joissa on suuremmat kuvapinnan diagonaa-limität, viivafokusointitilaa ei voida toteuttaa ja seurauksena on trapetsi-ilraio, kuten selitettiin kuvioon 3h liittyen. Trapetsi-ilmiön esiintyessä positiivinen ja negatiivinen astigmaattisuus täytyy suhteuttaa pysty- ja vaaka-poikkeutuskelo.jen välillä oikein valitsemalla johdinkäämien jako siten, että olennainen konvergointitila saavutetaan rasterin kaikissa pisteissä.

Tässä tarkoitetaan olennaisella konvergenssilla tilaa, joka on kaupallisesti hyväksyttävä. Televisiovastaanottimien valmistajien keskuudessa on taval- 7 58232 lista asettaa epäkonvergenssirajat tietyn televisiovastaanottimen suunnittelu-vaatimuksiin. On aina toivottavaa pitää epäkonvergenssi niin lähellä nollaa kuin mahdollista, mutta käytännössä valmistusvaihtelut tekevät nolla-epäkonvergenssin käytännöllisesti katsoen mahdottomaksi saavuttaa. Valmistajan asettamana suunnittelun päämääränä on, että säteiden epäkonvergenssi mitattuna 13 mm päässä pyyhkäisyrasterin nurkista tulisi olla alle 1,3 mm kuvaputkissa, joiden kuvapinnan diagonaali (lävistäjä) on 38 cm. Suunnitteluraja kasvaa suurempiin kuvapintakokoi-hin siirryttäessä ja olisi noin 1,6 mm kuvaputkelle, jonka kuvapinnan lävistäjä on 6k cm.

Käytännössä edellä mainituista valmistusvaihteluista, vaihteluista väri-kuvaputkessa ja poikkeutuskelayksikössä, on seurauksena konvergenssivirheiden jakaantuma vastaanottimesta toiseen. Monissa vastaanottimissa virhe on pienempi kuin 1,3 mm suunnittelutavoite. Toiselta puolen toisissa vastaanottimissa, jotka on valmistettu samasta panoksesta osia samalla tuotantolinjalla, on suurempi epäkonvergenssi. Kaupassa todellisuudessa myytävissä vastaanottimissa on todettu epäkonvergenssivirheitä, jotka ovat suurempia kuin 3,2 mm. Tässä selityksessä tarkoitetaan sanonnalla olennainen konvergenssi sitä, että epäkonvergenssi ei ole suurempi kuin 3,2 mm. Säteiden epäkonvergenssi voidaan havaita erona ideaalisesti päällekkäisten punaisen, sinisen ja vihreän viivavarjostuskuvioiden välillä, jotka esiintyvät kuvaputkella, kun sopiva testisignaali kytketään televisiovas-taanottimeen. On mahdollista, että tuotantovaihteluista poikkeutuskeloissa ja kuvaputkissa, jotka on liitetty ei-optimiyhdistelmäksi, voi olla seurauksena niin suuria konvergenssivirheitä kuin 3,2 mm, mutta tätä tilaa ei tavata usein eikä se osoita, että keksintöä ei ole käytetty edullisesti.

Tässä kuvattu poikkeutuskelayksikkö, joka on yksityiskohtaisemmin selitetty US-patenttijulkaisussa n:o 3 721 930 nimeltä "Deflection Yoke For Use With In-Line Elektron Guns" (poikkeutuskelayksikkö käytettäväksi linjassa olevien elektroni-tykkien yhteydessä). Keksijöinä William H. Barkow et ai., tuottaa poikkeutus-kentän, josta on seurauksena säteiden olennainen konvergenssi rasterin kaikissa "" pisteissä suhteuttamalla astigmaattisuus vaaka- ja pystypoikkeutuskäämitysten välillä.

Kuvio k kuvaa käämityksen jakaantumista toroidisessa poikkeutuskelassa, joka on sopiva tuottamaan kuviossa 3b kuvatut konvergenssi-ominaisuudet. Poikkeu-tuskelayksikköön kuuluu johtimet 31, jotka muodostavat parin pystypoikkeutUskeloja ja johtimet 32, jotka muodostavat parin vaakapoikkeutuskeloja käämittynä toroidisesti ferriittisydämelle 30. On ymmärrettävä, että paluujohtimet sijaitsevat pitkin ferriittisydämen 30 ulkosivua.

Kuvio 5 kuvaa elektronitykkiyhdistelmää 16, joka on sopiva käytettäväksi kuvion 1 esittämässä järjestelmässä. Kolme erillistä katodia 35a, 35b ja 35c on käytetty synnyttämään kolme elektronisädettä. Katodien emittoimat elektronit kiihdytetään, muodostetaan säteiksi ja fokusoidaan muilla elektrodeilla, joihin 8 58232 kuuluvat G1 elektrodi 36, G2 elektrodi 37» G3 elektrodi 38 ja Gl+ elektrodi 39· Vaikka kuviossa ei ole esitetty, on ymmärrettävä, että katodit ja muut elektrodit pidetään keksinäisissä asennoissaan yhteisillä sopivilla lasisilla tukikaista-leilla, jotka on kiinnitetty eri elektrodeihin. Elektronitykkiyhdistelmä 16 tuottaa kolme elektronisädettä, jotka konvergoituvat kuvion 1 etulevyn keskellä, kun ei ole olemassa poikkeutuskelayksikön muodostamaa poikkeutuskenttää. Tämän kon-vergoidun tilan aikaansaamiseksi ovat kriitillisiä eri elektrodien suuntaus ja välit toisiinsa nähden, erityisesti elektrodien G3 ja kohdalta. On huomattava, että kaikissa elektrodeissa on kolme aukkoa ja ne ovat yhteisiä kolmelle säteelle. Tämä monoliittityyppinen konstruktio suuresti helpottaa tarkan elektronitykin rakentamista, joka tuottaa säteiden halutun suuntauksen (saumansuuntaisuuden) erityisesti pystysuorassa suunnassa. Aukkojen välit suhteessa toisiinsa elektrodeissa G3 ja Gl mahdollistavat kahden ulomman säteen konvergoinnin kuvapinnalla. Vähäisemmät erot säteiden suuntauksessa (konvergenssi kuvaputken keskellä) korjataan edellä mainitun staattisen konvergenssiyhdistelmän asettelulla.

Suuremmissa värikuvaputkissa, esimerkiksi sellaisissa, joiden kuvaputken lävistäjä on 38 cm tai suurempi, voi olla toivottavaa käyttää koomakorjausta siten, että kahden ulomman säteen pyyhkäisyrasterit ovat samankokoiset kuin keskimmäisen säteen pyyhkäisyrasteri kuvapinnalla. Kooman voi aiheuttaa poikkeutuskela ja jos sitä esiintyy, se pyrkii tulemaan katsojalle sitä haitallisemmaksi, mitä suurempi on kuvapinnan koko. Kooman vaikutuksen korjaamiseksi sijoitetaan yleensä rengasmaiset suojukset 10 ja kl magneettisesti läpäisevää ainetta, kuten nikkelirautaa, elektrodin Gl poistumisaukkojen ympärille. Nämä suojukset tosiasiassa suojaavat kahta ulompaa sädettä osalta magneettista poikkeutuskenttää ja siten tasaavat magneettisen poikkeutuskentän vaikutuksen kolmeen säteeseen sillä tavoin, että muodostuu kolme samankokoista rasteria. Sopiva tämäntyyppinen elektronitykkiyhdistelmä on yksityiskohtaisemmin selitetty US-patenttijulkaisussa n:o 3 725 55^» keksijä Richard Hughes, "In-Line Elektron Gun".

Olemme todenneet, että keksinnön mukaisessa itsekonvergoituvassa väritele-visionäyttöjärjestelmässä sopiva viereisten säteiden väli on huolellisesti valittava. Minimivälin viereisten säteiden välillä määrää alin hyväksyttävä valoisuus-vaatimus kuvaputkessa. Kun säteet synnytetään yhä pienemmin välein toisistaan, reikälevyn läpäisyä täytyy alentaa väripuhtauden säilyttämiseksi. Tämän seurauksena on pienempi valon ulosanto kuvaputkesta. Tämä alaraja viereisten säteiden välille tyydyttävän kirkkauden aikaansaamiseksi tietyllä kuvaputkella voidaan laskea tai kokemusperäisesti määrätä alan ammattimiehelle tunnettuun tapaan.

Toiselta puolen keksinnön erään piirteen mukaan on olemassa raja viereisten säteiden maksimivälille. Tätä rajaa lähestytään, kun poikkeutuskelayksikkö ei enää pysty aikaansaamaan säteiden pyyhkäisyä tyydyttävällä konvergenssilla rasterin kaikissa pisteissä.

9 58232

Kuviosta 1 voidaan nähdä, että viereisten säteiden väli tasossa, Joka kulkee pisteen C kautta, on merkitty kirjaimella S. Kirjain C osoittaa poikkeutus-kelayksikön poikkeutustasoa. S on mitattu poikkeutustasoseapoispäin elektroni-yhdistelmästä, mutta on ymmärrettävä, että S määräytyy elektronitykin valinnalla, joka tuottaa halutut välit mitattuna tasossa,joka sijaitsee puolivälissä poikkeutuskelayksikön pituutta. Välin S suhde aukkoväleihin tykin sädettä muodostavissa elektrodeissa voidaan määrätä trigonometrisestä ensin mittaamalla aukkojen välinen etäisyys ja etäisyys jolla poikkeutuskelan keskusta on aukoista pitkin tietä kuvapinnalle kohtaan, jossa säteet konvergoituvat. Poik-keutustaso C on yleensä tasossa, joka sijaitsee puolivälissä poikkeutuskelayksikön pituusakselilla kohtisuorassa tätä akselia vastaan. Poikkeutuskelayksik-kö on asennettu kuvaputken kuoren ulkopuolelle suhteellisen vähäisen välyksen ollessa kelan sisäpinnan ja lasikuoren välissä. Tämä välys on yleensä suuruusluokkaa 6,4 mm tai vähemmän. Olemme todenneet, että kuvatun tyyppistä poikkeu-tuskelayksikköä voidaan siirtää suunnassa, joka on kohtisuorassa kuvaputken pituusakselia vastaan, säteiden parhaan kovergenssin aikaansaamiseksi. Ensin asetellaan staattinen konvergenssiyhdistelmä tuottamaan säteiden konvergenssi rasterin keskellä. Sitten siirretään poikkeutuskelayksikköä poikit-taissuunnassa kuvaputkeen nähden kunnes paras yleinen kovergenssi on saatu rasterille. Silloin poikkeutuskelayksikkö kiinnitetään paikalleen sopivilla asennus väl ine i 1 lä .

Kuvatussa järjestelmässä poikkeutuskelayksikkö, jossa poikkeutuskäämien johtimien jako on valittu tuottamaan negatiivinen vaakasuora isotrooppinen as-tigmaattisuus ja positiivinen pystysuora isotrooppinen astigmaattisuus, voi auttaa pitämään kolmen elektronisäteen konvergenssi tyydyttävänä mikäli S etäisyys ei ylitä 5,1 mm. Keksinnön mukaisia väritelevisio-näyttöjärjes-telmiä on rakennettu menestyksellisesti käyttäen kuvaputkia, joissa kuvapinnan halkaisijat ovat olleet 38 ja 43 cm ja S välin ollessa 4,0 mm. Sellaisesta yhdistelmästä yhdessä rakoreikälevyn kanssa on tuloksena sopiva valon ulostulo kuvaputkesta. Olemme todenneet, että kooman vaikutukset, so. eriväristen rastereiden erilainen koko, kasvaa suhteessa S-etäisyyden neliöön. Tämä on yksi syy siihen, että S:ää ei tule kasvattaa suhteellisen suureen arvoon vain suuremman valoulostulon saamiseksi kuvaputkesta. S-etäisyyden ollessa enintään 5,1 mm on tarpeetonta korjata koomaa, jos kuvapinnan lävistä jä on enintään 36 cm. Kun käytetään kuvaputkia, joissa on suuremmat kuvapinnat, kooman vaikutus tulee suhteellisesti suuremmaksi ja on toivottavaa, että käytetään koomasuojuksia, jotka selitettiin kuvioon 5 liittyen. Vaikka kuvatussa suoritusmuodossa on kuvattu toroidinen poikkeutuskelayksikkö, on ymmärrettävä, että yhtä hyvin voidaan käyttää sopivia poikkeutuskelayksiköitä, joissa on käytetty satulatyyppisiä keloja. On tunnettua, että satulatyyppisten kelojen koomaominaisuuksia voidaan valvoa satulatyyppisten käämien jaolla poik- 10 58232 keutuskelojen sisääntulo- ja keskiosassa. Samalla tavoin voidaan satulakelo-jen astigmaattisuutta valvoa käämien jaolla poikkeutuskelojen keski- ja ulostulo-osissa. Joissakin tapauksissa voi olla mahdollista eliminoida kuviossa 5 kuvatut koomasuojukset, koska satulatyyppisten poikkeutuskelayksiköiden kooma-ominaisuuksia voidaan valvoa.

Keksinnön joissakin suoritusmuodotea voi olla toitottavaa, että kooman vaikutuksia vähennetään vähentämällä S-etäisyyttä viereisten säteiden välillä pisteeseen, jossa valon ulostulo olisi alle tyydyttävän tason kuvaputkessa, jossa käytetään kuvapintaa, joka käsittää fluoresenssipisteet ja pisteauk-koisen reikälevyn. Tässä tilanteessa valon ulostuloa voidaan lisätä käyttämällä fosforielementteja ja reikälevyjärjestelyä, joka on kuvattu kuviossa 6.

Kuvio 6 kuvaa reikälevyä ja juovatyyppistä fosforielementtijärjestelyä, ~ joka on sopiva käytettäväksi kuvion 1 esittämässä kuvaputkessa. Kuviossa 6 kolme elektronisädettä 20a, 20b ja 20c on suunnattu reikälevyssä 14 olevien pitkänomaisten rakoaukkojen 15 lävitse osumaan vihreisiin, punaisiin ja sinisiin - juovatyyppisiin fosforielementteihin, jotka on sijoitettu kuvapinnalle 12.

Tämän tyyppistä yhdistelmää, jossa rakoaukot ovat samansuuntaiset pystysuorien fosforielementtijuovien kanssa, voidaan edullisesti käyttää yhdessä kuviossa 5 esitetyn elektronitykin kanssa,jossa säteet ovat vaakasuorassa samalla linjalla, koska säteiden pystysuora suuntaus ei ole kriitillinen. Tämä johtuu siitä, että fosforielementit ovat jatkuvia pystysuorassa suunnassa kuvapinnalla ja ei ole tarpeen kriibillisesti valvoa säteiden pystysuuntaista toleranssia, koska ne aina osuvat haluttuun väriin pystysuunnassa. Täten pitkänomaiset rako-aukot 15 reikälevyssä 14 sallivat suuremman osan säteistä läpipääsyn kuin vastaavat pisteaukot sellaisten kuvapintojen yhteydessä, joissa on pistemäiset fosforielementit. Tuloksena suuremmasta reikälevyn läpäisevyydestä pitkänomaisilla raoilla varustetussa reikälevyssä kuvion 6 mukaisten pystysuorien fos-forielementtien yhteydessä on kuvaputken lisääntynyt valoulostulo, mikä mahdollistaa suhteellisen pienen säteiden välisen etäisyyden S käyttämisen olennaisen konvergenssin saavuttamiseksi elektronisäteille, kun niitä poikkeutetaan edellä kuvatulla poikkeutuskelayksiköllä. Toisin kuin sen deltakanuunai-nen vastakohta, esillä olevan keksinnön yhteydessä käytetty suoralla olevilla säteillä varustettu elektronitykkiyhdistelmä ei tarvitse dynaamista konvergenssia ja tästä johtuen tuloksena ei ole sädetrion uudelleenryhmitys, so. säde-trion välien suurentuminen, kun säteet poikkeutetaan rasterin keskeltä. Täten optiikka fosforielementtien painamista varten tulee yksinkertaisemmaksi.

Esitetyn järjestelmän edullisena piirteenä on se, että ei tarvita dynaamista korjausta epäkonvergenssia ja kooman vaikutuksia vastaan. Koska epäkon-vergenssi ja kooman vaikutukset lisääntyvät kun kuvapinnan koko kasvaa, keksintöä voidaan edullisesti käyttää sellaisten suoralla olevilla elektronisäteil-lä varustettujen värikuvaputkien yhteydessä, joiden kuvapinnan lävistäjät ovat 58, 64 cm. Näissä olosuhteissa voi kuitenkin olla toivottavaa, että 11 58232 itsekonvergoivaa ominaisuutta täydennetään yksinkertaistetulla dynaamisella konvergenssilaitteella. Tällaisessa tapaukssssa voidaan käyttää sähköstaattisia tai sähkömagneettisia konvergenssivälineitä, jotka sijaitsevat kuvaputken kaulan alueella, ja jotka saavat energiaa vainyhdestä juova ja kenttäpyyhkäi-synopeudesta. Esimerkiksi vain vaakasuoran dynaamisen konvergenssikorjauksen käyttämisestä edellä kuvatun, suoralla olevilla elektronisäteillä varustetun elektronitykkiyhdistelmän yhteydessä, olisi seurauksena rasteri, jossa säteet ovat tyydyttävästi konvergoidut kaikissa pisteissä.

Claims (3)

58232 Patentti vaatimukset:

1. Väritelevisionäyttöjärjestelmä, johon kuuluu väritelevisiokuvaputki (10), joka sisältää etulevyn (12), jolle on sijoitettu ryhmiä kolmen eri värin fosfori-elementeistä (13» 13a, 13b) muodostamaan kuvapinta, elektronisädetykin (16) kolmen elektronisäteen (20a, 20b, 20c) muodostamiseksi, jotka sijaitsevat vaakatasossa olennaisesti kohtisuorassa kuvapintaa vastaan ja reikälevyn (1U), johon sisältyy joukko reikiä (15) kohdakkain fosforielementtiryhmien kanssa, elektrodi-sädetykin ollessa valittu tuottamaan mainitut kolme sädettä pitkin kolmea, yleensä konvergoivaa suoraa (kuv. 1), jotka suuntautuvat kohti kuvapintaa, ja poikkeutus-kelayksiköstä (17)> johon kuuluu pysty- ja vaakapoikkeutuskelat (31 ja vast. 32), - jotka on sijoitettu kuvaputken ympärille reikälevyn ja tykin väliin poikkeuttamaan säteet rasterin muodostamiseksi kuvapinnalle, tunnettu siitä, että poikkeutuskelojen (31, 32) käämien jakaantuma on valittu aikaansaamaan positii- _ vinen pystysuora isotrooppinen astigmaattisuus ja negatiivinen vaakasuora isotrooppinen astigmaattisuus, jotka on suhteutettu olennaisesti tasapainottamaan säteiden konvergointia vaakasuoria (26) ja pystysuoria (25) poikkeutusakseleita pitkin rasterin nurkissa tapahtuvaa säteiden konvergointia vastaan, ja että elektronisädetykki on lisäksi valittu aikaansaamaan likimain noin 5 mm:n tai sitä pienempi väli (s) viereisten säteiden välille mitattuna tasossa (c), joka sijaitsee puolivälissä poikkeutuskelayksikön päiden välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen väritelevisionäyttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että poikkeutuskelojen (31. 32) käämien jakaantuma on sellainen, että aikaansaadaan ylikonvergointia pystyakselin päiden läheisyydessä ja alikonvergointia vaaka-akselin päiden läheisyydessä.

3- Patenttivaatimuksen 1 mukainen väritelevisionäyttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että elektroni tykkiyhdistelmään sisältyy suojusvälineet (Uo, Ui), jotka sijaitsevat kahden ulomman (20a, 20c) mainituista kolmesta säteestä (20a, 20b, 20c) tien ympärillä näiden kahden säteen suojaamiseksi osalta mainittua poikkeutuskenttää. !+. Patenttivaatimuksen 1 mukainen väritelevi sionäyttöjärjestelmä, tunnettu siitä, että elektronitykkiyhdistelmä on valittu tuottamaan olennaisesti 1+ mm:n väli viereisten säteiden väliin poikkeutustasossa.