NL8202573A - Teruggekoppelde kathodestraalbuis voor een geslotenluscorrectiestelsel. - Google Patents

Description

5**"---- ' - ^

jr - ... V

1 . :

82311^/Ti/vL

-1-

Korte aanduiding: Teruggekoppelde kathodestraalbuis voor een geslotenlus-correctiestelsel

De uitvinding heeft betrekking op middelen voor het besturen van de afbuiging van een elektronenbundel in een kathodestraalbuis, in het bij-zonder in een buis met meerdere elektronenkanonnen en een schaduwmasker.

De algemene opbouw van de conventionele kathodestraalbuis met drie 5 elektronenkanonnen en een schaduwmasker en de wijze waarop een dergelijke buis wordt bedreven ter verkrijging van een rastervormig afgetast kleuren-beeld zijn op zich bekend. Eveneens is bekend dat zonder dynamisehe correc-\ tie het met een dergelijke buis verkregen beeld een inherente vertekening vertoont. De voornaamsten daarvan zijn: kussenvormige vertekeningen, ver-10 oorzaakt doordat het afbuigcentrum van de drie elektronenbundels afwijkt van het kromtemiddelpunt van het beeldscherm (welke vertekening zowel in monochromatische als in kleurenkathodestraalbuizen optreedt), trapezium-vormige vertekening veroorzaakt doordat tenminste twee van de elektronenkanonnen liggen buiten de langsas van het omhulsel van de buis en een fout-15 convergentie van de bundels op het schaduwmasker van de buis veroorzaakt, doordat de kanonnen lateraal ten opzichte van elkaar zijn verplaatst. Bij een detalvormige elektronenkanonconfiguratie liggen de drie kanonnen rond de langsas van het elektronenkanonstels el; bij een "in-lijn" configuratie bevindt zich een kanon op de as en de twee anderen aan weerskanten daarvan.

20 De gebruikelijke werkwijze voor het corrigeren van geometrisehe ver tekening bestaat uit het invoeren van bepaalde analoge correctiefactoren in de afbuigsignalen die worden gebruikt voor het afbuigen van de bundel of van de bundels over het scherm ter vorming van het beeldraster. Miscon-vergentie wordt gewoonlijk gecorrigeerd door het invoeren van verschillen-25 de analoge correctiefactoren in de magnetische velden die worden gebruikt voor het convergeren van de drie bundels op het schermmidden. Van de twee vertekeningen is de misconvergentie het moeilijkste nauwkeurig en uniform te corrigeren; periodiek moet een nieuwe instelling worden uitgevoerd.

De basissystemen voor het uitvoeren van dynamisehe bundelconvergentie 30 bestaan uit het opwekken van individuele verticale en horizontale signalen voor elk van de bundels in de buis. Deze signalen hebben bij benadering de vorm van een enigszins schuine parabool; de correctiesignalen geven een nul-correctie op het schermmidden en een toenemende correctie naarmate de 8202573 i ϊ -2- bundels verder van het scherm zijn afgebogen. Een dergelijke opzet is ge-woonlijk voldoende voor amusementstelevisie -wear de kijker niet bijzonder kritiseh is en de zichtafstanden varieren tussen 1 1/2 en 3 meter. Bij in-f ornat i ewe erg ave echter zijn de kijkers veel kritischer en de zichtafstan-5 den veel korter terwijl, vat belangrijker is, de aan de resolutie gestelde eisen veel hoger zijn zodat een veel betere correctie van misconvergentie nodig is.

Een verbetering van bovenomschreven bekende tecbniek is gerealiseerd in het Tektronix U027 kleur terminal waarbij het beeldscherm is verdeeld 10 in verschillende onderbeelddelen en versehillende eorrectiesignalen, onaf-hankelijk instelbaar, worden opgewekt voor elke dergelijke verdeling. Hier-mee is een aceuratere convergentie van de drie bundels over het gehele schermoppervlak mogelijk. In het i+027 terminal is het beeldscherm verdeeld in negen onderoppervlakken en kunnen de bundels worden geconvergeerd in 15 elk dergelijk onderoppervlak met behulp van drie potentiometers, een voor elke bundel. Hoewel daanaee een betere correctie wordt verkregen is toch nog een tijdrovende instelling van 27 verschillende potentiometers nodig - drie voor elk van de negen onderoppervlakken. Andere systemen verdelen het beeldscherm in een nog groter aantal onderoppervlakken (de Tektronix 20 690 kleur monitor, bijvoorbeeld, in dertien) waardoor nog meer potentiometers moeten worden ingesteld. Een gemeenschappelijk nadeel van dergelijke systemen is de noodzaak dat de gebruiker het hele beeldscherm in beslag neemt gedurende de tijd vereist voor het uitvoeren van de verschillende instellingen.

25 Recentere ontwikkelingen maken gebruik van digitale convergentiemetho- den waarbij correctie-informatie digitaal kan worden ingevoerd, via een toetsenbord of een ander soortgelijk instrument, om te worden omgezet in analoge signalen die de gewenste bundelinstelling opleveren. Voorbeelden daarvan zijn bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 30 k.203.051 (Hallett) en U.203.05U (Sowter) (beide overgedragen aan IBM) en worden toegepast in het SRL model 382 kleurbeeldscherm ontwikkeld door Systems Research Laboratories, Dayton, Ohio. Het IBM Systeem is voorts beschreven in een artikel van J.S. Beeteson et al. "Digital System for Convergence of Three-Beam High-Resolution Color Data Displays", pag. 598 35 van September 1980 I.B.M. J. Res. Develop., Vol. 2ht no. 5. Een beschrij-ving van het SRL convergentiesysteem is gepubliceerd in "A 25-In. Precision Color Display for Simulator Visual Systems" van R.E. Holmes en J.A. Mays of Systems Research Laboratories. Een gemeenschappelijk kenmerk van de beide 8202573 * 3 -3- systemen is het gehruik van een toetsenbord waarmee de gebruiker digitale informatie kan invoeren die de mate van beweging representeert noodzake-lijk voor elk van de drie bundels ter verkrijging van de juiste convergen-tie of van andere geometrische instellingen. Het IBM system maakt het mo-5 gelijk dat de bundels individueel op 13 verschillende punten over het ge-hele beeldscherm worden ingesteld terwijl het SRL systeem een instelling op 256 verschillende punten mogelijk maakt.

Een semi-automatisch stelsel voor het uitsluitend uitvoeren van instellingen in de afbuiging is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 10 ^.099-092 ( Bristow). Een fotodiodereeks of een vastestof beeldcamera ge-plaatst voor de kathodestraalbuis en een digitale computer worden gebruikt voor het opwekken van correctiefactors die later via een programmeerbaar uitsluitend uitleesbaar geheugen kunnen worden ingevoerd in de gebruike-lijke afbuiggolfvormen.

15 Alle bekende systemen hebben het nadeel dat de gebruiker het systeem moet besturen gedurende de tijd noodzakelijk voor het uitvoeren van een convergentie of de geometrische correctie.

De uitvinding heeft betrekking op een kathodestraalbuis die informatie kan leveren welke een aanduiding is voor de horizontale en verticale posi-20 tie van een aftastende elektronenbundel. De werking van de buis in een geslotenlus correctie stelsel maakt een automatische besturing van zowel de convergentie als de geometrie van het beeld mogelijk.

De buis volgens de uitvinding omvat in het algemeen een, overigens conventionele, kathodestraalbuis met een beeldscherm uit fosforiserend 25 materiaal, een of twee elektronenkanonnen waarmee een elektronenbundel kan worden opgewekt en op het scherm gericht, en terugkoppelmiddelen aangebracht tussen de elektronenkanonnen en het beeldscherm voor het bij het bombarde-ren door een elektronenbundel leveren van een indieatie die representatief is voor de exacte locatie van de elektronenbundel in de vereiste twee 30 richtingen. Een uitvoeringsvorm van de buis bevat een in hoofdzaak conven-tioneel schaduwmaskerkleurtelevisiebuis met een aantal terugkoppelelemen-ten aangebracht op afstand van elkaar op het oppervlak van het schaduwmas-ker, in combinatie met middelen die het mogelijk maken dat bepaalde signa-len geleverd door deze elementen worden gedetecteerd. De elementen zijn 35 zodanig geconfigureerd en in de ruimte verdeeld dat zij, bij het aftasten door een elektronenbundel, een signaal of signalen leveren die de gewenste nauwkeurige positie-informatie bevatten, 8202573

» V

r

Andere uitvoeringsvormen van de buis volgens de uitvinding omvatten een monochromatische kathodestraalbuis met een aantal kleinere terugkop-pelelementen aangebracht op het binnenoppervlak van het beeldscherm.

De vakman zal een oppervlakkige overeenkomst ontdekken tussen de buis 5 volgens de uitvinding en bekende inrichtingen als monoscopen, vliegende puntaftasters, en bundelindexbuizen. Een monoscoop omvat een in hoofdzaak conventionele kathodestraalbuis met een doel dat is verdeeld in een aantal teken-bepalende delen van een bepaald secundair emitterend materiaal. Het ondervragen van een gekozen deel met .een aftastraster levert een indicatie 10 die een gekozen teken definieert. Een vliegende-puntaftaster is enigszins overeenkomstig daarmee voor vat betreft de toepassing van een fosforise-rend scherm met een lichtondoorlatend materiaal dat is geperforeerd tot teken-bepalende openingen. Wanneer een bepaalde opening wordt ondervraagd met een overeenkomstig aftastraster wordt een indicatie opgewekt die even-15 eens een gekozen teken definieert. Bundelindexkleurenbuizen zijn op zich bekend. De voornaamste eigenschap ervan is een meerbandig beeldscherm dat aan een kant is bedekt met een reeks indexbanden. Zoals in het hiernavol-gende nog zal blijken is er in feite geen echter overeenkomst met de buis volgens de aanvrage.

20 De primaire functie van de buis volgens de uitvinding is het mogelijk maken van een automatisch uitvoeren van de convergentie-instelling en het geometrisch uitlijnen binnen een kathodestraalbuis weergeefstelsel. Met geometrisch uitlijnen wordt bedoeld die bundelinstellingen die noodzake-lijk zijn voor het beinvloeden van afmeting, positie, lineairiteit, ortho-25 gonaliteit en dergelijke van een weergegeven beeld, en die instellingen die noodzakelijk zijn voor het corrigeren van beeldvertekeningen zoals kussen-vormige tekeningen en trapeziumvormige vertekeningen. Hoewel frekwenter geassocieerd met schaduwmasker kleurkathodestraalbuizen is convergentie (of beter: best-uurde mis convergentie) een belangrijke overweging bij het 30 bedrijf van elke kathodestraalbuis, monochromatisch of kleurenbuis, met meerdere elektronenkanonnen en een gemeenschappelijk, gedeeld toegepast afbuigstelsel.

Een gesloten luscorrectiestelsel geschikt voor gebruik in de buis volgens de uitvinding is onderwerp van een niet voorgepubliceerde Ameri-35 kaanse octrooiaanvrage ten name van aanvraagster.

Hoewel de terugkoppelelementen in de buis diverse configuraties kun-nen hebben is een nuttige configurable, in het bijzonder voor gebruik in 8202573 -5- een schaduwmasker kathodestraalbuis en een met twee niet doorverbonden benen van een-rechte driehoek, een verticaal en de ander schuinstaand, op afstand van elkaar aangebracht op een voorafbepaalde plaats op bet opper-vlak van het schaduwmasker tegenover de drie elektronenkanonnen. In een 5 bepaalde uitvoeringsvorm zijn deze elementen opgebouwd uit een fosforise-rend, snel dovend materiaal en omvatten de middelen voor het detecteren van het terugkoppelsignaal een of meer fotovermenigvuldigbuizen of half-geleider fotodetectoren, geoptimaliseerd om te reageren op een bepaald be-lichtingsspectrum en in staat tot detecteren van licht in het zichtbare 10 spectrum geleverd door fosfor bij bekrachtiging daarvan door een passeren-de elektronenbundel.

In een andere uitvoeringsvorm bestaat het element uit materiaal dat secundair elektronen kan uitzenden bij geschikte bekrachtiging en omvatten de detectiemiddelen een of meer collectors voor secundaire elektronen.

15 In een weer andere uitvoeringsvorm worden de elementen gevormd als openin-gen in een geleidende bekleding, geisoleerd van het maskeroppervlak, en omvatten de detectiemiddelen middelen voor het detecteren van de stromen geinduceerd in de geleidende bekleding en/of het schaduwmasker zelf door de passerende bundel. Daar de elementen alien zijn gevormd op het achter-20 oppervlak van het schaduwmasker bexnvloeden zij het totaalbeeld niet.

Een bijzonder nuttige terugkoppelconfiguratie te gebruiken bij mono-chromatische kathodestraalbuis is een kleine vlek of punt die kan worden ondervraagd via een serie rasterlijnaftastingen. De elementen zijn op afstand van elkaar aangebracht op voorafbepaalde plaatsen op het gealumini-25 seerde binnenoppervlak van het kathodestraalbuisscherm. Wanneer de elementen voldoende klein zijn kunnen zij zijn aangebracht binnen het zichtopper-vlak zonder het beeld te verstoren. Zo niet dan kunnen zij buiten het zicht-oppervlak zijn aangebracht. In elk geval kunnen de elementen zijn gevormd uit een snel dovend fosforiserend materiaal zoals dat geschikt te worden 30 gebruikt met de bovengenoemde schaduwmakeruitvoering of met nog te bespre-ken uitvoeringen.

Onafhankelijk van de samenstelling van de terugkoppelelementen verto-nen de signalen geleverd door de aftastende bekrachtiging daarvan bepaalde tijdrelaties die de positie representeren van elke elektronenbundel binnen 35 de buis ten opzichte van andere bundels (indien aanwezig) en de fysische lokatie van de individuele elementen. Deze tijdrelaties kunnen worden waar-genomen en verder verwerkt door een microprocessor of een andere geschikte 8202573 -6- verwerkings inrichting voor het bepalen van de correctiefactors die nood-zakelijk zijn om de gewenste geometrische en eonvergentie-instellingen uit te voeren. Ha bepaald te zijn kunnen de correctiefactoren worden inge-voerd aan de convergentie en afbuigketens door middel van op zich bekende 5 middelen, analoog of digitaal, omvattende die bekend nit de in het voor-gaande genoemde literatunrplaatsen.

Het voornaamste voordeel van de buis volgens de nitvinding is dat bij de convergentie-instelling en.de correctie van de geometrie de mens niet meer verkzaam hoeft te zijn; deze processen kunnen voorts worden uitge-10 voerd met voldoende snelheid en zo efficient dat zij de normale werking van het beeldstelsel niet verstoren.

De uitvinding verschaft aldus een verbeterde kathodestraalbuis met terugkoppelmiddelen die de nauwkeurige plaatsbepaling van een aftastende elektronenbundel mogelijk maken. Er zijn terugkoppelmiddelen die bij be-15 krachtiging door een passerende elektronenbundel een terugkoppelsignaal leveren dat een indicatie is van de positie van deze bundel in twee rich-tingen,

De uitvinding verschaft een verbeterde sehaduwmaskerkathodestraal-buis met terugkoppelmiddelen die een dergelijk terugkoppelsignaal kunnen 20 leveren en met middelen die een indicatie geven die representatief is voor de positie van de elektronenbundel in de buis.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 is een symbolische afbeelding van de bundelinstellingen be-schikbaar in een bekende delta-elektronenkanon sehaduwmaskerkathodestraal-25 buis.

Fig. 2 toont schematisch de procedure zoals gevolgd bij het conver-geren van de bundels van de buis volgens fig. 1.

Fig. 3 is een bloksehema van een op zich bekend correctieste3.sel.

Fig. ^ is een bloksehema van een kathodestraalbuis volgens de uitvin-30 ding voorzien van het geslotenlus-terugkoppelstelsel.

Fig. 5 toont enkele terugkoppelelementconfiguraties geschikt te wor-den gebruikt in de kathodestraalbuis volgens de uitvinding.

Fig. 6 toont op vergrote schaal een bijzondere gunstige uitvoerings-vorm van het terugkoppelelement.

35 Fig. 7 is een afbeelding van het sehaduwmasker van de kathodestraal buis volgens de uitvinding met daarop aangegeven de plaats van de terugkop-pelelementen.

8202573 -7-

Fig. 8 is een vereenvoudigd blokschema van de positiedetectorketen welke wordt toegepast in het stelsel volgens fig. k.

Fig. 9 is een tijddiagram en toont de vorm en het verloop van signa-len opgewekt in de keten volgens fig. 8.

5 Fig. 10 toont eveneens het terugkoppelelement volgens fig. 6 met daar- bij het verloop naar de tijd van de verschillende optredende verschijnse-len.

Fig. 11 is een afbeelding van twee rasterlijngroepen zoals ontwikkeld tijdens de werking van het stelsel volgens fig. It·.

10 Fig. 12 is een syrabolische veergave van de heschikbare bundelinstel- lingen in de gebruikelijke in-lijn elektronenkanonschaduwmaskerkathode-straalbuis.

Zoals bekend moeten de elektroneribundels van de gebruikelijke schaduw-maskerkathodestraalbuis op het schaduwmasker eonvergeren teneinde een 15 beeld met acceptabele kleurgetrouwheid te verkrijgen. Bij een delta-elek-tronenkanonstelsel wordt een dergelijke convergentie verkregen door het moduleren van bepaalde elektromagnetische velden waardoor de bundels moeten gaan op hun weg naar de openingen in het masker. Met een in-lijn stelsel is het proces vat anders doch de grondprineipes gelden ook hier. In de 20 verdere beschrijving wordt uitgegaan van een delta-elektronenkanonstelsel hoewe1 de uitvinding niet daartoe is beperkt en evenmin tot de toepassing bij schaduwmaskerkleurenbeeldbuizen; vele van de te beschrijven principes gelden voor buizen met een dan wel met meerdere bundels.

Fig. 1 toont de vier gewoonlijk heschikbare vrijheidsgraden van bun-25 delinstelling welke noodzakelijk zijn om een delta-elektronenkanonstelsel te kunnen eonvergeren. Elke bundelpositie, gezien vanaf de kant van de kijker van de kathodestraalbuis is in fig. 1 weergegeven door een cirkel met daarin de letters R, G en B waarmee wordt bedoeld de kleuren rood, groen en blauw, weer te geven door middel van de betreffende bundel. De 30 pijlen geven de heschikbare instelrichtin-en aan. Het is gebruikelijk dat de rode en groene bundel kunnen worden bewogen in een diagonaalrichting naar een gemeenschappelijk convergentiepunt toe en daarvan af, welk punt in fig. 1 is weergegeven als een klein kruis, terwijl de blauwe bundel zo-wel horizontaal als verticaal kan worden bewogen. In de praktijk worden, 35 zoals afgebeeld in fig. 2, eerst de rode en groene bundels geconvergeerd voor het verkrijgen van geel en wordt daarna de blauwe bundel ruimtelijk in coincidentie gebracht waardoor de witte vlek die complete convergentie 8202573 -8- aangeeft wordt verkregen. Het symbool dat in feite wordt weergegeven op het scherm van de kathodestraalbuis om de convergentie te vergemakkelij ken kan naar wens worden gekozen.

Het hekende stelsel voor het uitvoeren van de convergentie is schema-5 tisch afgeheeld in fig. 3; deze figuur toont de kathodestraalhuis 20 met het drie-element elektronenkanonstelsel 22 en het schaduwmasker 23, een convergentiestelsel 21+, een afbuigjuk of afbuigplaten 26, een hron 28 van Z-as of beeldsignalen, een hron 30 van horizontale en verticale synchroni-satiesignalen, de golfvormgenerator 32 voor het opwekken van de convergen-10 tie- en afbuiggolfvormen en middelen met behulp waarvan de gehruiker 36 met de hand hepaalde correctiefactoren kan kiezen die worden ingevoerd in de golfvorm van de generator 32. Voorbeelden van dit hekende stelsel zijn het Tektronix 1+027 kleurterminal en de IBM en SRL stelsels genoemd in de aanhef van de beschrijving. Bij het Tektronix 1+027 stelsel zijn de golfvorm-15 generator 32 en de handinstelmiddelen 3^+ analoog; hij het SRL stelsel is de golfvormgenerator analoog en zijn de instelmiddelen digitaal en in het IBM stelsel zijn heide functies digitaal. Een gemeenschappelijk kenmerk van elk stelsel is dat een bediener nodig is (36) en het hele stelsel ter beschikking moet staan gedurende de tijd noodzakelijk voor het corrigeren.

20 De primaire functie van het hekende stelsel is het de gehruiker 36 moge-lijk maken met de hand hepaalde correctiegolfvormen in te stellen waardoor de drie elektronenhundels 38a,h,c convergeren op het schaduwmasker 23 en een geometrisch acceptahel heeld wordt verkregen. Bij het vierde stelsel, dat van Bristow als eerder hesproken, wordt de gehruiker 36 gesteund door 25 een uitwendige aftastinrichting en worden de correctiegolfVormen automa-tisch opgewekt; 00k hier echter moet een gehruiker aanwezig zijn en het hele systeem ter beschikking staan.

Fig. 1+ toont een eerste uitvoeringsvorm van de kathodestraalbuis vol-gens de uitvinding met een gesloten lus-correctiestelsel. Zoals in de fi-30 guur afgeheeld heeft de kathodestraalbuis 1+0 een omhulsel 1+2 met aan een einde het met fosfor heklede beeldscherm 1+1+ en het andere einde een uit drie elementen hestaande elektronenkanonstelsel 1+6. Nabij het beeldscherm 1+1+ is een geperforeerd metalen schaduwmasker 1+8 geplaatst en op het naar het elektronehkanon gerichte oppervlak daarvan is een aantal terugkoppelelemen-35 ten 50 aangehracht die nog in detail zullen worden heschreven. Met uitzon-dering van de terugkoppelelementen 50 is de buis 1+0 een conventionele schaduwmasker kleurkathodestraalhuis.

8202573 -9-

Het stelsel gebruikt voor de buis omvat behalve de buis zelf een magnetiscli convergentiestelsel en een afbuigjuk of afbuigplaten k6 aan-gebracht om of binnen het nekdeel 52 van het omhulsel k2, een bron 6o van Z-as signalen, een bron 62 van horizontale en verticale afbuigsignalen en 5 een golfvormgenerator 6k. Voorts zijn er een detectieketen 66 voor het via een geschikt interface 58 detecteren van bepaalde terugkoppelsignalen tij-dens bedrijf van de buis en voor het in responsie daarop opwekken van twee-de signalen die indicatief zijn voor de positie van elke bundel kja, b, c in de buis, en een verwerker 68 reagerend op dergelijke tweede signalen 10 voor het teweegbrengen van bepaalde in te brengen correctiefactoren op de convergentie en afbuiggolfvormen van de generator 6k.

Tijdens bedrijf worden, zoals nog zal worden beschreven, positie-in-formaties verkregen door het aftasten van de terugkoppelelementen 50 met de elektronenbundel ^7 gebruikt door de verwerker 66 voor het opwekken van 15 correctiesignalen die worden ingebracht op de convergentie en afbuiggolfvormen opgewekt door de generator 6k om zowel de convergentie als de geo-metrie te corrigeren.

De terugkoppelelementen 50 kunnen op verschillende wijzen zijn uitge-voerd. In een uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van fosforiserend ma-20 teriaal met korte dooftijd, bijvoorbeeld P^7 fosfor, aangebracht op bepaalde uitgekozen plaatsen op het naar het elektronenlanon gekeerde opper-vlak van het schaduwmasker U8. Hog andere vormen zullen worden beschreven. Met de elementen 50 van fosforescerend materiaal is het daarbij behorend interface 58 een fotovermenigvuldigerbuis, opgesteld buiten de buis Uo 25 waarbij een lichtdoorlatend venster is gevormd in het omhulsel van de buis k2. In fig. k is met een kleine cirkel het interface 58 slechts symbo-lisch weergegeven; hiermee wordt uiteraard niet een bepaalde mechanische optische Of elektrische verbinding bedoeld. Het interface 58 kan 00k op andere wijzen zijn uitgevoerd.

30 De elementen 50 kunnen zijn van een afmeting en configurable die zowel horizontale als verticale positie-informatie betreffende een passerende elektronenbundel levert. Fig. 5 toont een aantal terugkoppelelementconfi-guraties die op hun werking zijn onderzocht. Elk element in de figuur is afgebeeld op de wijze waarop het vanuit de kant van de gebruiker op het 35 schema van de kathodestraalbuis wordt gezien. Zoals gerangschikt over het oppervlak van het schaduwmasker H8 zijn de elementen, gezien van links naar rechts, omgekeerd. Deze elementconfiguraties omvatten verticale en 8202573 ψ < -10- hellende elementen of begrenzingen en zijn gebleken het meest betrouwbaar te zijn en de meest ondubbelzinnige terugkoppels ignalen te leveren. Andere elementconfiguraties die de gewenste horizontale en verticale positie-informatie kunnen leveren kunnen binnen het kader van de uitvinding worden 5 toegepast. Een terugkoppelelement met een enkele band die zich geheel over het schaduwmasker of het beeldscherm uitstrekt, op de wijze van de bundel-indexbuis, kan niet worden gebruikt als een element daar een dergelijk element slechts bundellokatie-informatie in een richting kan leveren.

Een voorbeeld van een terugkoppelelementconfiguratie die bijzonder 10 geschikt is gebleken is afgebeeld in fig. 6 en zal in het hiernavolgende . worden besproken. Het element bestaat uit de twee, niet met elkaar verbon-den, benen 80, 82 van een rechthoekige driehoek, het eerste, voorste, been 80 staat vertieaal en het tweede, achterste been 82 staat schuin onder een hoek 81; van 30° ten opzichte van de horizontaal (dus 60° ten opziehte 15 van het been 80). Met het "eerste" been en "tweede" been worden bedoeld die benen die, gezien in de richting van de bundelbeweging, welke wordt aangenomen te zijn van links naar rechts, het eerste resp. het tweede door de bundel wordt getroffen. Het element 6 is getekend zoals het, indien zichtbaar, zal worden gezien van de kant van de gebruiker die naar het 20 beeldscherm kijkt; gezien vanaf de kant van het elektronenkanon is het element omgekeerd en is de bundelbeweging van rechts naar links. De termen horizontaal en vertieaal hebben de gebruikelijke betekenis zoals gebruikt in verband met het afbuigen van elektronenbundel in een kathodestraalbuis.

Typische afmetingen voor het element van fig. 6 zijn een hoogte 86 25 van ongeveer 7,5 mm tot 25 mm, en een lengte 88 van 15 mm tot ij-3 mm, een breedte van het been 90 in horizontale richting van 0,25 tot 2,5 mm en een scheidingsafstand 92 ongeveer gelijk aan de breedte van het been in horizontale richting. Andere afmetingen kunnen worden gekozen afhankelijk van andere karakteristieken van het systeem; belangrijk is dat het element op 30 voorspelbare wijze kan worden gelokaliseerd door een aftastende elektronenbundel en dat de signalen die bij een dergelijk aftasten worden opgewekt zowel herkenbaar als karakteriserend zijn. De hoogte 86 moet voldoende zijn om het mogelijk te maken dat de aftastbundels vertieaal worden ingesteld over een afstand die noodzakelijk is voor het verkrijgen van de convergen-35 tie zonder het been 80 te verlaten, en de beenafstand 92 moet zodanig zijn dat twee te onderscheiden signalen worden opgewekt onafhankelijk waar in het verticale vlak het element wordt afgetast. De constante horizontale 8202573 -11- breedte 90 van de twee benen 80, 82 wordt zodanig gekozen dat de twee sig-nalen van gelijke amplitude en tijdsduur zullen zijn. De hoek 81 van 30° is gekozen om het "been 92 uit te lijnen met de perforaties van het schaduw-masker 18. Deze laatste karakteristiek is echter niet kritisch daar de re-5 laties tussen de perforatiediameters, de bundeldiameters en de algehele afmetingen van het element de neiging hebben niet uniformiteiten veroor-zaakt door slechte uitlijning van' de elementcomponenten met de reeks ope-ningen te minimaliseren. Dezelfde elementconfigurable kan worden gebruikt met een schaduwmaskerbuis van het in-lijn type en bij monochromatische 10 buizen.

Pig. T toont het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker 18. Zoals aangegeven zijn de terugkoppelelementen 50, sche-matisch aangeduid met kleine kruisjes, zodanig over het schaduwmasker aan-gebracht dat een reeks elementen met regelmatige onderlinge afstanden ont-15 staat. Afhankelijk van de keuze van de ontwerper kunnen de elementen ge-heel binnen een voorafbepaald "kwaliteitsoppervlak" liggen bijvoorbeeld aangegeven met de streeplijnen 9l, of gedeeltelijk daarbuiten. Daar elk element het midden bepaalt van een onderoppervlak van het weergeefopper-vlak waarover de drie bundels van de kathodestraalbuis nauwkeurig kunnen 20 worden geconvergeerd en uitgelijnd is het aantal en de plaats van de elementen in hoge mate in kwestie van resolutiecorrectie. Het patroon vol-gens fig. T maakt convergentie en geometriecorrectie mogelijk op 17 ver-schillende plaatsen: midden boven en onder zijde, links en rechts, de vier hoeken en overeenkomstige punten daartussen. Voor systemen die een totaal 25 digitale convergentie toepassen kunnen grote reeksen bijvoorbeeld van 30 tot 256 elementen van op gelijke afstand gelegen doch evenredig kleinere elementen worden gebruikt. Zoals hieronder toegelicht kan elk terugkoppel-element 50 individueel worden ondervraagd door een aftastende elektronen-bundel en de convergentie en correctiebewerkingen kunnen worden uitgevoerd 30 op punt-voor-punt basis of over het gehele weergeefoppervlak tegelijk.

Een voorbeeld van een positiedetectieketen te gebruiken in de buis en met het stelsel volgens fig. 1 toont fig. 8. Aangenomen wordt dat de terugkoppelelementen 50 zijn opgebouwd uit een fosforescerend materiaal en dat de taster 58, die schematise]! is weergegeven, een fotovermenigvuldigbuis 35 is. De keten volgens fig. 8 omvat een schakelflip-flop 110 die kan schake-len tussen verschillende uitgangstoestanden in responsie op een voorafbe-paalde serie geschakelde ingangssignalen, een hellinggenerator 112 voor het 8202573 V v -12- convergeren van een uitgangstoestand van de flip-flop 110 in een analoge grootheid, en een analoog/digitaalomzetter 11h voor het opwekken van een digitale representatie van de analoge grootheid. De hellinggenerator 112 omvat een versterker 116 en twee transistorschakelaars Q1 en Q2 voor het 5 besturen van de lading die wordt opgewekt op de condensator C. De convertor 11*1 omvat een digitale oscillator 118 en een teller 120 voor het leve-ren van een digitale telling en een digitaal/analoogomzetter 122 en ver-gelijker 12*1 voor het stoppen van de teller 120 en het terugstellen van de hellinggenerator 112 wanneer de telling in de teller equivalent is aan de 10 lading over de condensator. In de keten 9 zijn voorts aanwezig een versterker 126 voor het "besturen van de amplitude van het fotovermenigvuldig-signaal. De functie van de keten is: het leveren van digitale tijdssigna-len die representatief zijn voor de horizontale en verticale positie van een bepaald rasterlijnsegment of aftastlijn ten opzichte van een gekozen 15 terugkoppelelement. Hoewel wordt beschreven aan de hand van rasteraftas-ting is de uitvinding niet daartoe beperkt; de uitvinding kan 00k worden toegepast bij stelsels werkend met een gerichte bundel, zogenaamde cali-grafische stelsels.

De working van de keten volgens fig. 8 wordt toegelicht aan de hand 20 van fig. 9. Voor het bepalen van de positie van een bepaalde rasterlijn, bijvoorbeeld een rode lijn gaande door het midden van het beeldoppervlak ten opzichte van een gekozen terugkoppelelement, bijvoorbeeld een element dat zich bevindt in de linker middenhoek van het beeldoppervlak is het slechts nodig een aftastlijn te produceren van voldoende lengte en afstand 25 om door de beide benen van het gekozen element te gaan. De eerste door-gang levert signalen die representatief zijn voor de horizontale positie van de lijn en de tweede levert signalen die representatief zijn voor de verticale positie. Door het herhalen van deze procedure voor elk van de drie kleurcomponenten van dezelfde aftastlijn kunnen de instellingen die 30 noodzakelijk zijn om hun convergentie of ruimtelijke relatie teweeg te brengen gemakkelijk worden bepaald. Door kennis van de plaats van de terugkoppelelement en ten opzichte van het beeldoppervlak kunnen de bijstellingen noodzakelijk voor het teweegbrengen van geometrische correcties 00k gemakkelijk worden bepaald.

35 Fig· 9 toont de Z-as- en de terugkoppel(PMT)signalen ontvangen door de keten van fig. 8, en de schakeltoestanden en condensatorlading (C) die optreden in responsie daarop. Opgemerkt wordt dat er twee stellen schakel-en C signalen zijn, een voor een eerste doorgang van het terugkoppelelement 3202573 , ~¥ -13- en een roor een tweede. Fig. 9 toont eveneens de aftastlijn opgewekt door het Z-as signaal. Gesuperponeerd over het aftastlijnsignaal is een terug-koppelelement getekend om symbolisch de positie van het opgewekte lijn-segment of aftastlijn ten opzichte van de twee henen 80, 82 van het ele-5 ment aan te geven. In horizontale richting zijn langs de aftastlijn dan ook tijd en afstand uitgezet.

Op het tijdstip t^, voordat de aftastlijn wordt opgewekt, worden geschikte hesturingssignalen uitgezonden door de verwerker 68 voor het hrengen van de schakel flip-flop 110 in de hoge toestand, en het hrengen 10 van de teller 120 op een voorafbepaalde aanvangswaarde, bijvoorbeeld nul. Onder deze omstandigheden is de ingang van de versterker 116 geaard en de condensator C ontladen. Het horizontale afbuigen begint dan en de drie bundels in de kathodestraalbuis beginnen hun beweging van links naar rechts over het beeldoppervlak. Op een voorafbepaald moment t ^ voordat het geko-15 zen terugkoppelelement 50 wordt bereikt wordt het Z-as signaal naar een van de elektronenbundels, bijvoorbeeld rood, onder constante amplitude ge-houden zodat een spoor met uniforme intensiteit wordt opgewekt. Tegelijk daarmee worden de Z-as signalen die aangelegd worden aan de groene en blauwe elektronenkanonnen op nul gezet. Een geschikt besturingssignaal wordt 20 uitgezonden door de verwerker 68 voor het instellen van de schakel flip-flop 110 in de lage toestand zoals aangegeven met de bovenste schakelkrom- me. Met de schakel flip-flop 110 in de lage toestand is de transistor Q1 niet geleidend ingesteld en de condensator C begint te laden. Dit is aangegeven met bovenste C kromme in fig. 9· Op het moment t^ komt de rode bun-25 del het eerste been 80 van het element 50 tegen, waardoor het element op-licht en een eerste terugkoppelindicatie geeft. Deze indicatie wordt gede-tecteerd door de fotovermenigvuldigbuis 100 en resulteert in een eerste PMT pills 140. De ontvangst van de PMT puls 1U0 heeft tot gevolg dat de schakel flip-flop 110 terug gaat naar de hoge toestand waardoor de aardverbinding 30 met de ingang van de versterker 116 wordt hersteld en de laadcyelus van de condensator C wordt beeindigd. Een geschikt besturingssignaal wordt dan uitgezonden om te voorkomen dat de schakel flip-flop reageert op de eerst-volgende PtlT puls 1^-2 zoals nog in het hiernavolgende zal worden besehre-ven. Op dit moment is de lading op de condensator C een analoge represen-35 tatie van zowel de horizontale afstand als de verstreken tijd tussen het begin van een lijnsegment 1¼ met constante intensiteit en het snijden daar-door van het eerste been 80 van het element 50.

Opgemerkt wordt dat het gedeelte van de Z-as signaal dat de lijn 1^ 8202573 -iU- bepaalt slechts een amplitude behoeft te hebben die voldoende is om een bruikbaar terugkoppelsignaal op te wekken; deze amplitude kan kleiner zijn dan die welke noodzakelijk is voor het verkrijgen van een voor de gebrui-ker zichtbaar beeldspoor.

5 Voor de volgende werking van de keten volgens fig. 8 wordt een ge- schikt besturingssignaal uitgezonden om de teller 120 met het tellen te laten beginnen. Wanneer de op deze wijze verkregen digitale telling, omge-zet in een analoog signaal door de omzetter 122 een waarde heeft equivalent aan de grootte van de lading in de condensator C zendt de vergelijker 12l 10 een signaal uit dat het tellen stopt en de condensator ontlaadt. In de ge-stopte toestand is de telling in de teller 120 een digitale representatie van de horizontale afstand en tijd. Deze digitale representatie lokali-seert de aftastlijn ill ten opzichte van het vertieale vlak gerepresen-teerd door het voorbeen 80 van het element 50.

15 Om de aftastlijn ill ten opzichte van een horizontale referentie te lokaliseren wordt de keten volgens fig. 8 opnieuw ingeleid en wordt de horizontale aftastbewerking herhaald. Op het tijdstip t^ wordt, wanneer het aftasten met constante intensiteit over de lijn ill begint, geen signaal gezonden naar de schakel flip-flop 110 en deze blijft in de hoge toe-20 stand zoals aangegeven met de onderste schakel flip-flop curve in fig. 8.

Op het moment t^ komt de aftastlijn het been 80 van het element 50 tegen en de resulterende PMT puls 110 brengt de schakel flip-flop 110 in.de lage toestand en doet het laden van de condensator C herbeginnen.. Dit is aangegeven door de onderste curve, aangeduid met C. Op het moment t^ komt de 25 bundel het tweede been 82 van het element 50 tegen; de resulterende tweede PMT puls 112 doet de schakel flip-flop 110 terugkeren naar de hoge toestand en beeindigt het laden. Het digitale signaal opgewekt in de teller 120 door de hernieuwde werking van de converter 111 is nu'een representatie van de horizontale afstand en de verstreken tijd tussen de punten van 30 het snijden door de lijn 1U1 van de twee benen 80, 82. Als gevolg van de helling van het tweede been 82 is het signaal tevens een representatie van de vertieale positie van het lijnsegment 1U»· ten opzichte van het element 50. Wanneer de nauwkeurige fysische plaats van het element 50 bekend is kan deze vertieale informatie worden gebruikt voor het tot stand bren-35 gen van een geometrische correctie zoals bijvoorbeeld door het bewegen van de lijn 1^ in een zodanige richting dat het verschil tussen de gedetec-teerde verstreken tijd en de verstreken tijd die behoort bij de bekende fysische plaats van het element 50 wordt verkleind tot beneden een vooraf- 8202573 -15- bepaalde waarde. Het is om convergentie te bereiken niet noodzakelijk dat de plaats van het element bekend is.

Praktijktoepassing in een niet-geinterlinieerd rasteraftastinrichting heeft aangetoond dat de positiedetectieketen volgens fig. 8 en de verwer-5 ker 68 voldoende snel kunnen werken om het mogelijk te maken dat de in-formatie die wordt verkregen gedurende een eerste horizontale aftasting van een bepaald gekozen terugkoppelelement 50 wordt gedigitaliseerd en . opgeslagen voor de eerstvolgende aftasting van hetzelfde element. Het is op deze wijze mogelijk om zowel horizontale als verticale positie-informa-10 tie te verkrijgen voor een bepaalde aftastlijn in minder dan de tijd noodzakelijk voor het opwekken van twee successievelijke rasterlijnen. Nadat de leesbundelinformatie voor een bepaald lijnsegment en terugkoppelelement is verkregen en opgeslagen wordt het proces herhaald om eorresponderende informatie te verkrijgen voor de groene en blauwe bundels. Wanneer de ho-15 rizontale positie-informatie dezelfde is voor beide aftastingen van een bepaalde kleur is het niet van belang welk van de twee bovenomschreven be-werkingen het eerste wordt uitgevoerd. Het is slechts noodzakelijk dat het gebruikte lijnsegment voor het verkrijgen van de verticale informatie voor elk der drie kleuren hetzelfde is.

20 De analyse van de op deze wijze verkregen informatie is vrij ongecom pile eerd. Het specifieke proces of algoritme gebruikt voor het berekenen van de correctiefactoren welke moeten worden toegepast op de convergentie golfvormen hangt af van het ontwerp en zal de vakman geen problemen ople-veren. De keuzen kan een zuivere stapsgewijze benadering zijn waarbij de 25 bundels herhaald worden bewogen in eenheidsstappen totdat convergentie is bereikt, of een zuiver matematisehe oplossing waarbij de vereiste correc-tie wordt berekend en de bundels in een stap wordt geplaatst, dan wel een hybride-oplossing waarbij de bundels stapsgewijs bewegen doch in stappen die gerelateerd zijn aan de mate van misconvergentie. In de praktijk wordt 30 convergentie bereikt wanneer de verschillen tussen de resp. verstreken tij-den zijn gereduceerd tot beneden een vooraf bepaalde grenswaarde. De oplossing die meest geschikt is voor een bepaald systeem zal afhangen van een aantal factoren zoals de tijd beschikbaar voor het uitvoeren van de nood-zakelijke berekeningen en de snelheid en eigenschappen van de rekeneenheid. 35 Het correctieproces kan automatisch worden uitgevoerd in overeenstem- ming met een voorafbepaald schema of opdracht van de gebruiker. Indien automatisch uitgevoerd zullen de lijnsegmenten 1¼ zo snel en weinig frekwent 8202573 r -ΐβ- optreden dat zij door de gebruiker vrijwel niet worden opgemerkt. Uitgaan-de van een 60 Hz beeldraster test elk lijnsegment gedurende minder dan 1/60 seconde en na het aanvankelijk opwarmen worden correctie-intervallen gemeten in uren. Er zijn echter ook toepassingen, zoals beeldschermfoto-5 grafie, waarbij elke onderbreking onaanvaardbaar is en het met de hand uitschakelen of inleiden van het projectieproces gewenst is. De ketens die noodzakelijk zijn om deze mogelijkheid te verschaffen kunnen door de vak-man gemakkelijk worden ontworpen.

In het voorgaande is er van uitgegaan dat de terugkoppeielementen 50 10 zijn vervaardigd uit een sneldovend fosformateriaal aangebraeht op het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker ^8. Ge-schikte fosformaterialen zijn bekend onder de aanduidingen Pb6 en P^-7·

Pi+6 licht op in het geelgebied en Phf in het ultraviolet gebied. Beide fos-foren doven vri j snel en kunnen daardoor een duidelijke indicatie van het 15 passeren der bundel geven. De keuze van de fosfor en de taster 58 is samen-hangende daar de taster, bijvoorbeeld een fotovermenigvuldigbuis, moet zijn aangepast aan de golflengte vein de fosforstraling. Bij gebruik van een fotovermenigvuldigbuis of een andere optische taster is uiteraard een lichtdoorlatend venster in de zijwand van het omhulse der kathodestraal-20 buis noodzakelijk. Er moet voor worden gezorgd dat het licht afkomstig van het passeren van de elektronenbundel ontvangen door de taster niet wordt gestoord door ander licht. Dergelijke voorzorgen zullen door de vakman gemakkelijk kunnen worden genomen.

De terugkoppeielementen 50 kunnen ook zijn gevormd uit een materiaal 25 dat bij het passeren van een elektronenbundel seeundaire elektronen kan emitteren. In dit geval moet het interface 58 bestaan uit een geschikte collector of meerdere collectors voor seeundaire elektronen, aangebraeht binnen het omhulsel van de buis en van buiten via een geschikte geleider bereikbaar. Een bekende emitter van seeundaire elektronen is magnesium-30 oxyde (Mgo). De configuratie en de plaatsing van collectoren voor secun-daire elektronen is op zich bekend en ligt binnen het bereik van de vakman.

De afmetingen en de plaatsing van de terugkoppeielementen 50 op het oppervlak van het schaduwmasker U8 is, hoewel er bepaalde beperkingen zijn, 35 vergaand een zaak van keuze. De primaire overweging is dat de signalen op-gewekt door het aftasten van de elementen duidelijk en te onderscheiden zijn. De elementen moeten dus groot genoeg zijn om een bruikbaar signaal 8202573 t t -17- te kunnen leveren over een beperk bereik van bundelinstelling, doch smal genoeg om een goede scheiding mogelijk te maken. Wanneer de elementen dicht bij elkaar liggen moet de verwerker 68 betere eigenscbappen hebben om onderscheid te kunnen maken tussen de signalen opgewekt door de verschil-5 lende componenten van een enkel element en die welke kunnen worden gepro-duceerd door een component van het eerste element en een andere component van een volgend element. Laatstgenoemd stel signalen kan optreden wanneer de bundels zeer slecht uitgelijnd zijn, aan het begin van een convergentie of ander correctieproces. Daar de mate van bundelinstelling, zoals gewoon-10 lijk noodzakelijk voor het verkrijgen van convergentie, is in de orde van grootte van + 3 mm voor een beeldoppervlak van ongeveer 25 x 18 cm is een terugkoppelelement van ongeveer 12 x 25 mm voldoende voor zowel correctie van convergentie als van geometrie. De afstand tussen de elementen is uiter-aard afhankelijk van het aantal en de afmeting der elementen en van de af-15 meting van het beeldoppervlak.

De terugkoppelsignalen kunnen ook rontgenstralen omvatten, die wor-den opgewekt wanneer de elektronenbundel valt op i j zerhoudend materiaal van het schaduwmasker. Daar het schaduwmasker materiaal een betrekkelijk hoog atoomgetal heeft, (hoge Z waarde) resulteert het bekleden van de niet-20 terugkoppelelementoppervlakken van dit masker met een materiaal met laag atoomgetal (lage Z waarde) zoals koper, in een reeks terugkoppelelemen-ten 50 die X-stralen kunnen uitzenden in responsie op het passeren van een elektronenbundel. Eventueel kan het schaduwmasker worden bekleed met een eerste laag van materiaal met een nog hogere Z waarde zoals wolfram om de 25 emissie van rontgenstralen te ondersteunen. Een halfgeleiderdetector die is geoptimaliseerd voor het X stralen spectrum van het gebruikte materiaal kan zijn ondergebracht in de buis voor het detecteren van de terugkoppelsignalen.

Als vierde alternatief kunnen de terugkoppelelementen 50 zijn uitge-30 voerd als openingen in een geleidende/isolerende bekleding aangebracht over het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker 48. Een werkwijze voor het vormen van dergelijke elementen is de vol-gende: 1. Bekleed het oppervlak van het schaduwmasker met geschikt isolerend 35 materiaal.

2. Bekleed het isolerend materiaal met een geschikt metallisch of ander geleidend materiaal voor het binnen het isolerend materiaal en scha- 8202573 -18- duwmasker 48 vormen van een geleider/isolator/geleider laminaat, 3. Gebruikmakend van bekende foto-etstechnieken worden zowel de iso-lerende als de geleidende materialen verwijderd op die plaatsen en in die vormen welke de gewenste terugkoppelelementen 50 definieren.

5 De terugkoppelelementen 50 hebben op deze wijze speciaal geeonfigu- reerde openingen die gaan door de neergeslagen lagen van geleidend en iso-lerend materiaal doch niet door het schaduwmasker zelf (de oorspronkelijke, veel kleinere, openingen die de sehaduwmaskerperforaties vormen blijven uiteraard zorgvuldig gehandhaafd).

10 Via uitwendige elektrische verbindingen (een vierde uitvoeringsvorm van het interface 58) naar zowel het schaduwmasker 48 als de geleidende laag is het mogelijk om zowel negatieve als positieve indicaties van een passerende elektronenbundel te verkrijgen. Wanneer de opening zich bevindt in een oppervlak bepaald door een elementopening zal een bundelstroom wor-15 den geinduceerd in het schaduwmasker; wanneer de bundel zich op een andere plaats bevindt zal een bundelstroom worden geinduceerd in de geleidende bovenlaag. De eerste conditie kan worden besehouwd als een positieve indi-catie en de tweede als een negatieve indicatie. Uiteraard zal 00k enige bundelstroom worden geinduceerd in het schaduwmasker 48 wanneer de bundel 20 gaat door de kleinere beeldpunten bepalende perforaties doch deze laatste stroom kan gemakkelijk worden onderscheiden van de terugkoppelstromen.

Het verwerken van de terugkoppelstromen ter verkrijging van de gewenste correctiesignalen geschiedt via de in het voorgaande beschreven procedure. Zoals reeds vermeld aan de hand van fig. 5 kan het terugkoppelelement 25 vele verschillende vormen hebben. De voorkeur wordt gegeven aan de configurable volgens fig.. 6 wanneer het convergentieproces gebruikmakend van enkele lijnsegmenten wordt uitgevoerd. In bepaalde gevallen echter kan het voordelen hebben een kleinere, eenvoudiger elementconfiguratie toe te pas-sen zoals een enkele punt en het uitvoeren van het convergentieproces ge-30 bruikmakend van een raster van lijnsegmenten zoals gebruikt voor het onder-vragen van een ehkel punt of een vliegende puntaftaster.

Een dergelijk proces wordt toegelicht aan de hand van fig. 11, In het linkergedeelte van deze figuur is getekend een raster van 8, rode, lijn-segmenten i44r gesuperponeerd over een terugkoppelpunt 50*. Eenvoudigheids-35 halve zijn de even lijnsegmenten 0 t/i 8 genummerd aan de linkerkant van het raster. Wanneer het raster wordt opgewekt wordt een geschikte teller of andere middelen voor het registreren van het lijngetal en de tijd t^ 8202573 -19- waarop een eerste terugkoppelsignaal wordt gedetecteerd, Het proces wordt daarna herhaald, zoals aangegeven in het rechtergedeelte van fig. 11 met een raster van 8 groene lijnsegmenten 1UUG voor het verkrijgen van een nieuwe lijngetal en tijd t^. De mate van correctie noodfakelijk om de 5 rasters in convergentie te hrengen wordt hepaald als hovenomschreven.

In het hovenstaande is uitgegaan van een delta-elektronenkanon.

Zoals reeds gezegd is dit geen beperking daar de principes van de uitvin-ding eveneens kunnen worden toegepast op andere elektronenkanonstelsels en op kathodestraalbuizen met meer of met minder dan 3 elektronenkanonnen.

10 Fig. 12 toont de drie horizontale uitgelijnde bundels van een in-lijn ka-thodestraalbuis met een indicatie van de vier vrijheden van bundelinstelling die gevoonlijk beschikbaar zijn om convergentie te verkrijgen. Even-als in het voorgaande is elke bundel voorgesteld door een cirkel met daar-in een der letters R, G of B voor het aangeven van de kleur: rood, groen 15 of blauw zoals teweeggebracht door de bundel. De middenbundel staat vast, dus slechts verplaatsbaar via de normale afbuiging terwijl de twee buiten-ste bundels elk in twee richtingen beweegbaar zijn. Voor het convergeren van de drie bundels worden slechts de buitenste bundels zoals noodzakelijk verplaatst ten opzichte van de middenbundel. Een dergelijk proces is op 20 zich bekend. Het proces dat moet worden gevolgd gebruikmakend van het stel-sel volgens de uitvinding voor het verkrijgen en handhaven van een derge-lijke convergentie zal voor de vakman in samenhang met de voorgaande be-spreking aan de hand van fig. 11 duidelijk zijn. In plaats van het convergeren van de rode en groene bundels en het daarna brengen van de blauwe 25 bundel in coincidentie worden nu de twee buitenste bundels naar binnen be-wogen. Het proces van signaaldetectie en berekenen van de tijd blijft in hoofdzaak gelijk.

Hoewel de voorgaande bespreking in hoofdzaak is gericht op de automa-tische bundelconvergentie geldt het basisprincipe eveneens voor de automa-30 tische correctie van bekende soorten geometrische vertekening. Voor een dergelijke correctie is het slechts noodzakelijk de gewenste positie van elke geconvergeerde aftastlijn ten opzichte van de bekende fysische loca-tie van het resp. terugkoppelelement te kennen. Deze fysische locatie kan worden bepaald door een fysische meting gedurende de vervaardiging of kan 35 worden verkregen via het eorrectiestelsel zelf. Wanneer eenmaal het beeld-raster is geconvergeerd en op acceptabele wijze geometrisch is afgesteld is het eenvoudig de gedetecteerde positie (in termen van t^, t en t^) van 8202573 -20- een bepaalde aftastlijn ten opzichte van het bijbehorend terugkoppelelement op te slaan en deze positie via verdere automatische bijstellingen te hand-haven.

Uiteraard is het principe volgens de uitvinding niet beperkt tot toe-5 passing bij een schaduwmasker kleurenbnis doch kan worden toegepast bij andere kathodestraalbuizen, monochromatische of kleurenbuizen met enkele of meervoudige elektronenkanonstelsels. De meeste van de principes betref-fende de bundelconvergentie in een schaduwmaskerkathodestraalbuis gelden eveneens voor gecontroleerde bundelmisconvergentie in een meerbundel mono-10 chromatische kathodestraalbuis met een enkel, gedeeld, afbuigstelsel. Monochromatische weergeefstelsels zijn bekend met twee of meer elektronenbun-dels die parallel worden afgebogen over een beeldmedium voor het vormen van een beeldraster met een vergroot aantal rasterlijnen of een kleinere framesnelheid. In dergelijke stelsels is eerder een nauwkeurige voorafbe-15 paalde misconvergentie dan een nauwkeurige convergentie belangrijk. Geome-trische correctie is uiteraard van belang in zowel kleur als monochromatische kathodestraalbuizen, al dan niet met schaduwmasker.

Voor die kathodestraalbuizen zonder schaduwmasker worden de terugkop-pelelementen 50 het gunstigst aangebracht rond de omtrek van dat beeld-20 oppervlakdeel dat zeker een goede kwaliteit moet hebben, ofwel doordat zij zijn gevormd op een omringend rame danwel omdat zij zijn aangebracht op het beeldscherm zelf. Zolang het terugkoppelelement zich bevindt buiten het beeldoppervlak met hoge kwaliteit zal het effect ervan op het weergegeven beeld minimaal zijn en kan het element worden gevormd als bovenomschreven. 25 Wanneer het element zich binnen het kwaliteitsoppervlak bevindt moet ervoor worden gezorgd dat het element zo min mogelijk voor de gebruiker zichtbaar is en dat het zichtbare reactiesignaal moet worden geisoleerd van dat van het beeldstelsel. Bij voorkeur heeft het element de configuratie van een kleine punt of vlek, zoals eerder beschreven aan de hand van fig. 11. Dit 30 vlekvormige element kan, als gevolg van de kleine afmetingen en de puntvor-mige configuratie worden aangebracht op bepaalde gekozen plaatsen op het beeldscherm zonder dat daardoor het weergegeven beeld nadelig.wordt bexn-vloed. Het ondervragen van het vlekvormige element op het beeldscherm ge-schiedt op de wijze zoals beschreven aan de hand van fig. 11 gebruikmakend 35 van een bundelintensiteit die juist voldoende is om een betrouwbaar terug-koppelsignaal te leveren. Een dergelijke lage bundelinstensiteit zou ook de beeldfosfor bekrachtigen doch op een ζό laag niveau dat dit niet waarneem-baar is.

8202573

Claims (34)

1. KathodestraaTbuis omvattende een beeldscherm van fosforigerend mate-riaal tenminste een elektronenkanon voor het opwekken van een op het beeldscherm te richten elektronenbundel gekenmerkt door terugkoppelmiddelen aangebracht tussen het elektronenkanon en het beeldscherm 5 voor het, bij het treffen ervan door de elektronenbundel, leveren van een indieatie die representatief is voor de plaats van de bundel in twee di-mensies.

2. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de terugkoppelmiddelen middelen omvatten voor het leveren van een uit 10 elektromagnetische straling bestaande indieatie in responsie op het treffen ervan door de bundel.

3. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de straling ligt in het golflengtegebied omvattende ziehtbaar licht en ultraviolette straling.

15 H. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de terugkoppelmiddelen middelen omvatten voor het in responsie op het opvallen van de bundel leveren van een elektrische indieatie.

5. Kathodestraalbuis volgens conclusie k met het kenmerk dat de elektrische indieatie bestaat uit een in het materiaal van het 20 schaduwmasker opgewekte stroom.

6. Kathodestraalbuis volgens conclusie ^ met het kenmerk dat de elektrische indieatie bestaat uit het uitzenden van secundaire elek-tronen.

7. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2 met het kenmerk 25 dat de straling bestaat uit X-straling,

8. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 gekenmerkt door een schaduwmasker aangebracht tussen het elektronenkanon en het beeldscherm vaarbij het terugkoppelelement is aangebracht op een voorafbepaalde plaats op het oppervlak van het schaduwmasker en is gevormd uit het materiaal 30 dat een indieatie kan geven bij het opvallen van een elektronenbundel,

9. Kathodestraalbuis volgens conclusie 8 met het kenmerk dat het terugkoppelelement is gevormd uit een fosforigerend materiaal.

10. Kathodestraalbuis volgens conclusie 8 met het kenmerk dat het terugkoppelelement is gevormd uit een secundaire elektronen emit- 35 terend materiaal. 8202573 -22-

11. Kathodestraalbuis volgens conclusie 8 met het kenmerk dat het terugkoppelelement hestaat uit een ten opzichte van het’oppervlak van de laag elektrisch geisoleerd aangebracht geleidend materiaal.

12. Kathode straalbuis volgens conclusie 8 met het kenmerk 5 dat het terugkoppelelement hestaat uit een materiaal met een hoge Z-fac- tor, omringd door materiaal met een lage Z-factor.

13. Kathode straalbuis volgens conclusie 8 gekenmerkt door een bekleding uit isolerend materiaal, aangebracht op het oppervlak van het schaduwmasker en dat een opening op de gewenste plaats op het opper- 10 vlak bepaalt, terwijl het terugkoppelelement bestaat uit het binnen deze opening gelegen oppervlak van het schaduwmasker.

14. Kathodestraalbuis volgens conclusie 8 gekenmerkt door een aantal terugkoppelelement en aangebracht op voorafbepaalde op afstand van elkaar gelegen plaatsen op het oppervlak van het schaduwmasker. 15 15· Kathodes traalbuis volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de configuratie van het terugkoppelelement bestaat uit althans delen van de twee benen van een rechthoekige driehoek.

16. Kathodestraalbuis volgens conclusie 15 met het kenmerk dat deze benen niet met elkaar zijn verbonden.

17. Kathodestraalbuis volgens conclusie 15 met het kenmerk dat het eerste been van de rechthoekige driehoek verticaal staat en het tweede been met het eerste been een scherpe hoek maakt.

18. Kathodestraalbuis volgens conclusie 15 met het kenmerk dat de breedte van de twee benen van het element in horizontale richting 25 gezien gelijk is.

19. Kathodestraalbuis volgens conclusie 17 met het kenmerk dat de scherpe hoek 60° is.

20. Kathodestraalbuis omvattende een beeldscherm, een elektronenkanon en een daartussen aangebracht schaduwmasker gekenmerkt door 30 terugkoppelmiddelen samenwerkend met het schaduwmasker voor het verschaf-fen van een indicatie welke representatief is voor de plaats der elektro-nenbundel in twee richtingen.

21. Kathodestraalbuis te gebruiken in een schaduwmaskerkathodestraalbuis waarvan het schaduwmasker bestaat uit een geperforeerde metalen plaat 35 gekenmerkt door terugkoppelmiddelen samenwerkend daarmee voor het verschaffen van een indicatie welke representatief is voor, de plaats in twee dimensies van een in deze buis opgewekte elektronenbundel. 8202573 ’ > > -23-

22. Kathodestraalbuis volgens c'onelusie 21 met h e t kenmerk dat de terugkoppelmiddelen middelen omvatten voor het leveren van een nit elektromagnetische straling bestaande indieatie welke representatief is voor genoemde plaats.

23. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 22 met het kenmerk dat de straling plaats vindt in het golflengtegebied omvattend zichtbaar licht en ultraviolet straling. 2k. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 21 met het kenmerk dat de terugkoppelmiddelen middelen omvatten voor het leveren van een voor 10 deze plaats representatieve elektrische indieatie.

25. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 2k met het kenmerk dat genoemde elektrische indieatie bestaat uit een in het materiaal van de kathodestraalbuis opgewekte stroom. 26 .> Kathodestraalbuis volgens eonclusie 2k met het kenmerk 15 dat elektrische indieatie bestaat uit het uitzenden van secundaire elektro-nen.

27. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 2k met het kenmerk dat de straling bestaat uit X-straling.

28. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 21 met het kenmerk 20 dat de terugkoppelmiddelen bestaan uit een terugkoppelelement aangebraeht op een voorafbepaalde plaats op het oppervlak van de plaat en het element is gevormd uit materiaal dat een indieatie kan geven van het treffen daarvan door een elektronenbundel.

29. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 28 met het kenmerk 25 dat het terugkoppelelement is gevormd uit fosforigerend materiaal.

30. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 28 met het kenmerk dat het terugkoppelelement is gevormd uit een seeundaire elektronen emit-terend materiaal.

31. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 28 met het kenmerk 30 dat het terugkoppelelement is gevormd uit een elektrisch van het oppervlak van de plaats geisoleerd geleidend materiaal.

32. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 28 met het.kenmerk dat het terugkoppelelement is gevormd uit een materiaal met een hoog Z-factor omringd door materiaal met een laag Z-factor.

33. Kathodestraalbuis volgens eonclusie 28 gekenmerkt door een overeenkomstig geperforeerde bekleding uit isolerend materiaal aange-bracht op het oppervlak van de plaat, welk materiaal een opening op genoemde 8202573 - A k -2k- plaats op het oppervlak definieert terwijl het terugkoppelelement bestaat uit het hinnen deze opening gelegen plaatoppervlak. 3^·. Kathodestraalhuis volgens conclusie 28 gekenmerkt door een aantal terugkoppelelementen, op afstand van elkaar aangehracht op 5 voorafbepaalde plaatsen op het plaatoppervlak.

35· Kathodestraalhuis volgens conclusie 28 met het kenmerk dat het terugkoppelelement de vorm heeft van twee benen van een rechthoe-kige driehoek.

36. Kathodestraalhuis volgens conclusie 35 met het kenmerk 10 dat deze benen niet met elkaar zijn verhonden.

37· Kathodestraalhuis volgens conclusie 35 of 36 met het kenmerk dat de eerste been van het driehoek verticaal is geplaatst en de tweede been daarmee onder een scherpe hoek staat.

38. Kathodestraalhuis volgens conclusie 35 met het kenmerk 15 dat de breedte der benen van het element in horizontale richting gelijk is. 39· Kathodestraalhuis volgens conclusie 37 met het kenmerk dat de scherpe hoek gelijk is aan 60°. 8202573