NL8202650A

NL8202650A - CLOSED-LOOP CORRECTION SYSTEM FOR AN IMAGING DEVICE OF THE CATHODE BEAM TYPE.

Info

Publication number: NL8202650A
Application number: NL8202650A
Authority: NL
Original assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1983-02-01
Also published as: GB2102258A; DE3225256A1; DE3225256C2; JPS5824186A; GB2102258B; JPH0148553B2

Description

♦ -1- £ .-♦ -1- £ .-

823115/Ti/VL823115 / Ti / VL

Korte aanduiding: Gesloten-lus correetiestelsel voor een beeldinrichting van het kathodestraalbuistypeShort designation: Closed-loop correction system for a cathode ray tube type imaging device

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.The invention relates to means for controlling the deflection of an electron beam in a cathode ray tube, in particular in a tube with multiple electron guns and a shadow mask.

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 dynamische 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 (weIke 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 deltavormige elektronenkanonconfiguratie liggen de drie kanonnen rond de langsas van het elektronenkanonstelsel; bij een "in-lijn" configuratie bevindt zich een kanon op de as en de twee anderen aan weerskanten daarvan. 20 De gebruikelijke werkwij ze voor het corrigeren van geometrische 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 sehermmidden. Van de twee vertekeningen is de misconvergentie het moeilijkste nauwkeurig en uniform te corrigeren; periodiek moet een nieuwe instelling worden uitgevoerd.The general structure of the conventional cathode ray tube with three electron guns and a shadow mask and the manner in which such a tube is operated to obtain a raster-shaped scanned color image are known per se. It is also known that without dynamic correction, the image obtained with such a tube shows an inherent distortion. The main ones are: cushion-shaped distortions, caused by the deflection center of the three electron beams deviating from the center of curvature of the screen (which distortion occurs in both monochromatic and color cathode-ray tubes), trapezoidal distortion caused by at least two of the electron guns outside the longitudinal axis of the casing of the tube and an error-convergence of the beams on the shadow mask of the tube causes the guns to move laterally relative to each other. In a delta-shaped electron gun configuration, the three guns lie about the longitudinal axis of the electron gun system; in an "in-line" configuration, a gun is located on the shaft and the two others on either side. The usual method for correcting geometric distortion is to input certain analog correction factors into the deflection signals used to deflect the beam or beams across the screen to form the image grid. Misconvergence is usually corrected by entering different analog correction factors into the magnetic fields used to converge the three beams at the center of the shield. Of the two biases, the most difficult to correct accurately and uniformly is misconvergence; a new setting must be made periodically.

De basissystemen voor het uitvoeren van dynamische 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 sehermmidden en een toenemende correctie naarmate de 8202650 * * -2- bundels verder van het scherm zijn afgebogen. Een dergelijke opzet is ge-woonlijk voldoende voor amusementstelevisie waar de kijker niet bijzonder kritisch is en de zichtafstanden varieren tussen 1 1/2 en 3 meter. Bij in-formatieweergave echter zijn de kijkers veel kritischer en de zichtafstan-5 den veel korter terwijl, wat belangrijker is, de aan de resolutie gestelde eisen veel hoger zijn zodat een veel betere correctie van misconvergentie nodig is.The basic systems for performing dynamic beam convergence 30 consist of generating individual vertical and horizontal signals for each of the beams in the tube. These signals are approximately in the form of a slightly oblique parabola; the correction signals give a zero correction to the seher center and an increasing correction as the 8202650 * * -2 beams are further deflected from the screen. Such an arrangement is usually sufficient for entertainment television where the viewer is not particularly critical and the viewing distances range between 1 1/2 and 3 meters. In information display, however, the viewers are much more critical and the viewing distances are much shorter while, more importantly, the requirements of the resolution are much higher, so that a much better correction of misconvergence is needed.

Een verbetering van bovenomschreven bekende tecbniek is gerealiseerd in het Tektronix ^)-027 kleur terminal waarbij het beeldscherm is verdeeld 10 in verschillende onderbeelddelen en verschillende correctiesignalen, onaf-hankelijk instelbaar, worden opgewekt voor elke dergelijke verdeling. Hier-mee is een accuratere convergentie van de drie bundels over het gehele schermoppervlak mogelijk. In het ^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 daarmee 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.An improvement of the prior art described above has been realized in the Tektronix® 027 color terminal in which the display is divided into different sub-picture parts and different correction signals, independently adjustable, are generated for each such distribution. This allows more accurate convergence of the three beams over the entire screen surface. In the ^ 027 terminal, the display is divided into nine bottom surfaces and the beams can be converged in each such bottom surface using three potentiometers, one for each beam. Although better correction is thereby obtained, a time-consuming adjustment of 27 different potentiometers is still required - three for each of the nine bottom surfaces. Other systems divide the display into an even larger number of bottom surfaces (the Tektronix 20 690 color monitor, for example, in thirteen), which means that even more potentiometers must be set. A common drawback of such systems is the need for the user to occupy the entire display for the time required to perform the various settings.

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 U.203.051 (Hallett) en ^.203.05^- (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 enn 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. 2k, 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 -3- systemen is het gebruik van een toetsenbord waarmee de gebruiker digitale informatie kan invoeren die de mate van beweging representeert noodzake-lijk voor elk van de drie bun dels 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.More recent developments use digital convergence methods where correction information can be entered digitally, via a keyboard or other similar instrument, to be converted into analog signals that provide the desired beam setting. Examples thereof are described, for example, in U.S. Pat. Nos. 30,203,051 (Hallett) and ^ .203,05 - (Sowter) (both assigned to IBM) and are used in the SRL model 382 color display developed by Systems Research Laboratories, Dayton, Ohio. The IBM System is further described in an article by J.S. Beeteson et al. "Digital System for .Convergence of Three-Beam High-Resolution Color Data Displays," p. 598 35 of September 1980 I.B.M. J. Res. Develop., Vol. 2k, no. 5 · A description of the SRL convergence system is published in "A 25-In. Precision Color Display for Simulator Visual Systems" by R.E. Holmes and J.A. Mays of Systems Research Laboratories. A common feature of the two systems is the use of a keyboard that allows the user to input digital information representing the degree of movement necessary for each of the three beams to achieve proper convergence or other geometric settings. The IBM system allows the beams to be individually set at 13 different points across the entire display, while the SRL system allows setting at 256 different points.

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.A semi-automatic system for making deflection adjustments only is described in U.S. Patent 10,099,092 (Bristow). A photodiode array or a solid-state image camera placed in front of the cathode ray tube and a digital computer are used to generate correction factors which can later be input into the conventional deflection waveforms via a programmable read-only memory.

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.All known systems have the disadvantage that the user has to control the system for the time necessary to perform a convergence or the geometric correction.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en stelsel waarin gebruik wordt gemaakt van gesloten-lusterugkoppeltechnieken voor het automat-20 tisch tot stand brengen van zowel de convergentie als van de geometrische uitlijning in een kathodestraalbuis. (Zoals gebruikt in de beschrijving om-vat de term "geometrische" die bundelinstellingen die nog zijn voor het be-invloeden van afmeting, positie, lineairiteit, orthogonaliteit en derge-lijke van een weergegeven beeld alsmede die bundelinstellingen noodzake-25 lijk voor het corrigeren van beeldvertekeningen zoals kussenvormige verte-kening en trapeziumvormige vertekening). Hoewel het probleem van fout-con-vergentie gewoonlijk wordt geassocieerd met kleur-kathodestraalbuizen van het schaduwmaskertype is dit verschijnsel 00k van belang bij elke andere kathodestraalbuis, al dan niet voor kleuren, met meerdere elektronenkanon-30 nen en een gemeenschappelijk afbuigstelsel.The invention relates to a method and system using closed loop feedback techniques for automatically establishing both convergence and geometric alignment in a cathode ray tube. (As used in the description, the term "geometric" includes those beam settings remaining to affect size, position, linearity, orthogonality and the like of a displayed image as well as those beam settings necessary for correction. of image distortions such as cushion-shaped distortion and trapezoidal distortion). Although the problem of error convergence is usually associated with shadow mask type color cathode ray tubes, this phenomenon is of interest with any other cathode ray tube, whether or not colored, with multiple electron guns and a common deflection system.

De uitvinding verschaft een kathodestraalbuis die tijdens bedrijf terugkoppelsignalen kan leveren die indicatief zijn voor de positie in twee dimensies van een aftastende elektronenbundel. Verschillende soorten kathodestraalbuis, geschikt te worden gebruikt bij het stelsel volgens de uit-35 vinding zijn beschreven in de samenhangende octrooiaanvrage 8202573 ten name van aanvraagster. Andere kathodestraalbuizen welke dergelijke terugkoppelsignalen kunnen leveren kunnen binnen het kader van de uitvinding 8202650 » tl -U- eveneens worden toegepast.The invention provides a cathode ray tube capable of providing feedback signals indicative of the two-dimensional position of a scanning electron beam during operation. Various types of cathode ray tubes suitable for use in the system of the invention are described in copending application No. 8202573 in the name of applicant. Other cathode ray tubes which can supply such feedback signals can also be used within the scope of the invention 8202650 »t1 -U-.

Het stelsel volgens de uitvinding omvat middelen samenwerkend met een dergelijke kathodestraalbuis van bovengenoemde soort vaarmee een signaal kan worden geleverd dat indicatief is voor de positie van een aftastende 5 elektronenbundel in de buis, middelen voor het detecteren van een derge-lijk signaal en middelen die reageren op deze detectie voor het leveren van een correctiesignaal dat representatief is voor een gewenste mate van bundelbijstelling. Voor het instellen van convergentie worden signalen indicatief voor de positie van elke elektronenbundel vergeleken met die van 10 de anderen voor het opwekken van bepaalde verschilindicaties representatief voor de mate en richting van misconvergentie. Reagerend op de verschillen-de indicaties -worden geschikte correctiesignalen opgewekt en toegevoerd aan de gebruikelijke convergentieketens op een zodanige wijze dat de bundels in de gewenste ruimtelijke relatie ten opziehte van het schaduwmasker of, bij 15 een monochromatische buis, ten opziehte van het beeldvlak worden gebracht. Voor geometrische instelling worden signalen indicatief voor de positie van een bundel vergeleken met een referentie voor het verkrijgen van een indicatie die representatief is voor de mate en soort van de geometrische vervorming. In responsie op de vervormingsindicatie worden geschikte cor-20 rectiesignalen opgewekt en toegevoerd aan geschikte afbuigketens op een zodanige wijze dat de gewenste instelling wordt verkregen.The system according to the invention comprises means cooperating with such a cathode ray tube of the above-mentioned type, with which a signal indicative of the position of a scanning electron beam in the tube, means for detecting such a signal and means reacting can be supplied on this detection to provide a correction signal representative of a desired degree of beam adjustment. To establish convergence, signals indicative of the position of each electron beam are compared with that of the others to generate certain difference indications representative of the degree and direction of misconvergence. Responding to the different indications, appropriate correction signals are generated and applied to the conventional convergence chains in such a way that the beams are brought up to the image plane in the desired spatial relationship with respect to the shadow mask or, for a monochromatic tube. . For geometric adjustment, signals indicative of beam position are compared with a reference to obtain an indication representative of the degree and type of geometric distortion. In response to the distortion indication, appropriate correction signals are generated and applied to suitable deflection circuits in such a manner as to achieve the desired setting.

Met uitzondering van het gebruik van een speeiale kathodestraalbuis en het gesloten-lusbedrijf waarin de bundel of de bundels worden bestuurd, is de werking van het stelsel gelijk aan die beschreven in de samenhangen-25 de octrooiaanvrage; het beeldoppervlak van de kathodestraalbuis is verdeeld in een aantal onderoppervlakken en het convergentie- en geometrische instel-proces wordt, in grove stappen of iteratief, voor elk onderoppervlak uitge-voerd.With the exception of the use of a cathode-ray cathode ray tube and the closed-loop operation in which the beam or beams are controlled, the operation of the system is similar to that described in the pending patent application; the image surface of the cathode ray tube is divided into a number of bottom surfaces and the convergence and geometric adjustment process is performed, in coarse steps or iteratively, for each bottom surface.

De voornaamste voordelen van het stelsel en de werkwijze volgens de 30 uitvinding zijn het elimineren van de noodzaak van ingrijpen door de ge-bruiker in het proces van geometrische en convergentiecorrectie, en de snel-heid en het effect waarmee dit proces kan worden uitgevoerd zonder dat daarbij het normale gebruik van het beeldstelsel wordt verstoord.The primary advantages of the system and method of the invention are to eliminate the need for user intervention in the geometric and convergence correction process, and the speed and effect with which this process can be performed without thereby disturbing the normal use of the image system.

De uitvinding verschaft aldus een verbeterd geslotenlusstelsel voor 35 het tot stand brengen en handhaven van een voorafbepaalde spatiale relatie tussen de elektronenbundels in een meerbundelkathodestraalbuis.The invention thus provides an improved closed loop system for establishing and maintaining a predetermined spatial relationship between the electron beams in a multi-beam cathode ray tube.

Voorts verschaft de uitvinding een verbeterd geslotenlusstelsel voor het tot stand brengen en handhaven van bundelconvergentie in een schaduw- 8202650 -5- maskerkleurkathodestraalbuis.Furthermore, the invention provides an improved closed loop system for establishing and maintaining beam convergence in a shadow mask color cathode ray tube 8202650-5.

De uitvinding verschaft verder een verbeterd geslotenlusstelsel voor het tot stand brengen en handhaven van geometrische uitlijning in een kathodestraalbuis .The invention further provides an improved closed loop system for establishing and maintaining geometric alignment in a cathode ray tube.

5 Ook verschaft de uitvinding een stelsel voor het teweegbrengen van hundeleonvergentie en bundeluitlijninstellingen in een kathodestraalbuis-veergeefstelsel zonder de noodzaak van ingrijpen door de gebruiker. De nor-male working van het stelsel vordt daarbij niet onderbroken.The invention also provides a system for effecting their partial unvergence and beam alignment adjustments in a cathode ray tube spring system without the need for user intervention. The normal working of the system is not interrupted.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.The invention is elucidated with reference to the drawing.

10 Fig. 1 is een symbolische afbeelding van de bundelinstellingen die beschikbaar zijn in een gebruikelijke delta-elektronenkanonsehaduwmasker-kathodestraalbuis; fig. 2 is een symbolische representatie van de procedure gewoonlijk toegepast voor het convergeren van de bundels volgens fig. 1; 15 fig· 3 is het blokschema van een bekend correctiestelsel; fig. is het blokschema van het convergentie- en geometrische instel-correctiestelsel volgens de uitvinding; fig. 5 is sen gedeeltelijke doorsnede door een kathodestraalbuis ge-schikt te ·νοΓΐεη gebruikt met het stelsel volgens fig. U; 20 fig. 6 is een afbeelding op vergrote schaal van een terugkoppelelement dat kan worden gebruikt met de buis volgens fig. 5; fig. 7 is sen afbeelding van een kathodestraalbuis van de soort volgens fig. 5 met een reeks terugkoppelelementen; fig. 8 is een vereenvoudigd schematisch blokschema van een positie-25 detectorketen toegepast in het stelsel volgens fig. U; fig. 9 is een tijddiagram met daarin aangegeven bepaalde signalen op-gevekt in de keten volgens fig. 8 tijdens het gebruik daarvan; fig. 10 is een tweede afbeelding van een terugkoppelelement volgens fig. 6 en toont bepaalde tijdrelaties zoals deze optreden tijdens de -wer-30 king van het stelsel volgens fig.FIG. 1 is a symbolic representation of the beam settings available in a conventional delta electron gun shadow mask cathode ray tube; FIG. 2 is a symbolic representation of the procedure commonly employed for converging the beams of FIG. 1; Fig. 3 is the block diagram of a known correction system; FIG. is the block diagram of the convergence and geometric adjustment correction system of the invention; FIG. 5 is a partial section through a cathode ray tube suitable for use with the system of FIG. U; Fig. 6 is an enlarged view of a feedback element that can be used with the tube of Fig. 5; FIG. 7 depicts a cathode ray tube of the type shown in FIG. 5 with a series of feedback elements; FIG. 8 is a simplified schematic block diagram of a position detector circuit used in the system of FIG. U; FIG. 9 is a timing chart showing certain signals covered in the circuit of FIG. 8 during use thereof; FIG. 10 is a second view of a feedback element of FIG. 6 and shows certain time relationships as they occur during the operation of the system of FIG.

fig. 11 toont twee rasterlijngroepen zoals deze worden verkregen tijdens het bedrijf van het stelsel volgens fig.FIG. 11 shows two grid line groups as obtained during operation of the system of FIG.

fig. 12 is een symbolische afbeelding van de bundelinstellingen die beschikbaar zijn bij de gebruikelijke in-lijn schadmimaskerkathodestraal-35 buizen.FIG. 12 is a symbolic representation of the beam settings available with the conventional in-line damage mask cathode ray tubes.

Zoals bekend moeten de elektronenbundels van de gebruikelijke schaduw-maskerkathodestraalbuis op het schaduwmasker convergeren teneinde een beeld 8202650 -6- met acceptabele kleurgetrouvheid te verkrijgen. Bij een delta-elektronenkanonstelsel vordt een dergelijke convergentie verkregen door het moduleren van bepaalde elektramagnetische velden vaardoor de bundels moeten gaan op hun veg naar de ppeningen in het masker. Met een in-lijn stelsel is het 5 proces vat anders doch de grondprincipes gelden ook hier. In de verdere beschrijving vordt uitgegaan van een delta-elektronenkanonstelsel hoevel de uitvinding niet daartoe is beperkt en evenmin tot de toepassing bij schaduvmaskerkleureribeeldbuizen; vele van de te beschrijven principes gelden voor buizen met een dan vel met meerdere bundels.As is known, the electron beams from the conventional shadow mask cathode ray tube on the shadow mask must converge to obtain an image 8202650-6 with acceptable color fidelity. In a delta electron gun system, such convergence is obtained by modulating certain electromagnetic fields through which the beams must pass on their veg to the pins in the mask. The process is different with an in-line system, but the basic principles also apply here. The further description is based on a delta electron gun system, however the extent to which the invention is not limited thereto, nor to the use with damage mask color tubes; many of the principles to be described apply to multi-bundle dan-sheet tubes.

10 Fig. 1 toont de vier gevoonlijk beschikbare vrijheidsgraden van bun- delinstelling velke noodzakelijk zijn am een delta-elektronenkanonstelsel te kunnen convergeren. Elke bimdelpositie, gezien vanaf de kant van de kijker van de kathodestraalbuis is in fig. 1 veergegeven door een cirkel met daarin de letters R, G en B vaarmee vordt bedoeld de kleuren rood, 15 groen en blauv, veer te geven door middel van de betreffende bundel. De pijlen geven de beschikbare instelriehtingen aan. Het is gebruikelijk dat de rode eh groene bundel kunnen vorden bevogen in een diagonaalrichting naar een gemeenschappelijk convergent!epunt toe en daarvan af, velk punt in fig. 1 is veergegeven als een klein kruis, tervijl de blauve bundel zo-20 vel horizontaal als verticaal kan vorden bevogen. In de praktijk vorden, zoals afgebeeld in fig. 2, eerst de rode en groene bundels geconvergeerd voor het verkrijgen van geel en vordt daarna de blauve bundel ruimtelijk in coincidentie gebracht vaardoor de vitte vlek die complete convergentie aangeeft vordt verkregen. Het symbool dat in feite vordt veergegeven op 25 het scherm van de kathodestraalbuis om de convergentie te vergemakkelijken kan naar vens vorden gekozen.FIG. 1 shows the four conventionally available degrees of freedom of beam adjustment that are necessary to converge a delta electron gun system. Each bimdel position, viewed from the viewer side of the cathode ray tube, is given in Fig. 1 by a circle with the letters R, G and B in it, which means that the colors red, green and blue, are springed by means of the concerning bundle. The arrows indicate the available settings. It is common for the red and green bundle to be projected in a diagonal direction toward and away from a common convergent point, each point in FIG. 1 is shown as a small cross, file the blue bundle horizontally as well as vertically. can inspire. In practice, as shown in Fig. 2, the red and green beams are first converged to obtain yellow, and then the blue beam is spatially coincidentated by the whit spot indicating complete convergence. The symbol which is actually provided on the screen of the cathode ray tube to facilitate convergence can be chosen according to preference.

Het bekende stelsel voor het uitvoeren van de convergentie is schema-tisch afgebeeld in fig. 3; deze figuur toont de kathodestraalbuis 20 met het drie-element elektronenkanonstelsel 22 en het schaduvmasker 23, een 30 convergentiestelsel 21+, een afbuigjuk of afbuigplaten 26, een bron 28 van Z-as of beeldsignalen, een bron 30 van horizontale en verticale synchroni-satiesignalen, de golfvormgenerator 32 voor het opvekken van de convergentie- en afbuiggolfVormen en middelen 3l+ met behulp vaarvan de gebruiker 36 met de hand bepaalde correctiefactoren kan kiezen die vorden ingevoerd in 35 de golfvorm van de generator 32. Voorbeelden van dit bekende 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- 8202650 -7- generator 32 en de handinstelmiddelen 3¾ analoog; bij het SRL stelsel is de golfvormgenerator analoog en zijn de instelmiddelen digitaal en in het IBM stelsel zijn beide functies digitaal. Een gemeenschappelijk kenmerk van elk stelsel is dat een bediener nodig is (36) en het hele stelsel ter 5 beschikking moet staan gedurende de tijd noodzakelijk voor het corrigeren. De primaire functie van het bekende stelsel is het de gebruiker 36 moge-lijk maken met de hand bepaalde eorrectiegolfvormen in te stellen waardoor de drie elektronenbundels 38a,b,c convergeren op het sehaduwmasker 23 en een geometrisch acceptabel beeld wordt verkregen. Bij het vierde stelsel, 10 dat van Bristow als eerder besproken, wordt de gebruiker 36 gesteund door een uitwendige aftastinriehting en worden de correctiegolfvormen automa-tisch opgewekt; ook hier echter moet een gebruiker aanwezig zijn en het , hele systeem ter beschikking staan.The known system for performing the convergence is shown schematically in Fig. 3; this figure shows the cathode ray tube 20 with the three-element electron gun system 22 and the damage mask 23, a convergence system 21+, a deflection yoke or deflection plates 26, a source 28 of Z axis or image signals, a source 30 of horizontal and vertical synchronization signals , the waveform generator 32 for generating the convergence and deflection waveforms and means 3l + by means of which the user 36 can manually select certain correction factors which are input into the waveform of the generator 32. Examples of this known system are the Tektronix 1 +027 color terminal and the IBM and SRL systems mentioned in the preamble of the description. In the Tektronix 1 + 027 system, the waveform generator 8202650-7 and the manual adjustment means 3¾ are analog; in the SRL system, the waveform generator is analog and the setting means is digital, and in the IBM system both functions are digital. A common feature of any system is that an operator is required (36) and the entire system must be available for the time necessary to correct. The primary function of the prior art system is to allow the user 36 to manually set certain correction waveforms whereby the three electron beams 38a, b, c converge on the shadow mask 23 and obtain a geometrically acceptable image. In the fourth system, that of Bristow discussed earlier, the user 36 is assisted by an external scanning device and the correction waveforms are generated automatically; here, too, a user must be present and the entire system must be available.

Fig. if- toont schematisch het stelsel volgens de uitvinding. Het omvat, 15 zoals de figuur toont, een kathodestraalbuis ho met het drie-element elek-tronenkanonstelsel h2 en een sehaduwmasker h-3 (in meer detail in het vol-gende beschreven), een convergentiestelsel kb, een afbuigjuk (of platen) b6, een bron van Z-as-signalen, een bron 50 van horizontale en vertikale synchronisatiesignalen en een golfvormgenerator 52. Voorts zijn aanwezig 20 een detectorketen 60 voor het via een geschikt interface 62 te detecteren van bepaalde terugkoppelsignalen die tijdens bedrijf van de buis HO optre-den en voor het in responsie daarop opwekken van tweede signalen indieatief voor de positie van elke bundel 6ha,b,c in de buis en een verwerker 66 rea- gerend op deze tweede signalen voor het produceren van bepaalde correctie- 25 .Fig. if- schematically shows the system according to the invention. As shown in the figure, it comprises a cathode ray tube ho with the three-element electron gun system h2 and a shadow mask h-3 (described in more detail below), a convergence system kb, a deflection yoke (or plates) b6 , a source of Z-axis signals, a source 50 of horizontal and vertical synchronization signals and a waveform generator 52. Furthermore, there are provided a detector circuit 60 for detecting via a suitable interface 62 certain feedback signals which occur during operation of the tube HO. and for generating second signals in response thereto indicative of the position of each beam 6ha, b, c in the tube and a processor 66 responsive to these second signals to produce certain correction.

factoren die worden mgevoerd m de grove convergentie- en afbuiggolfvor- men geleverd door de generator 52. De term "verwerker" is niet limitatief bedoeld en kan geschikte besturingslogica en geheugenfaciliteiten bevatten voor het uitvoeren van elke procedure, berekening of andere bewerking.factors carried by the coarse convergence and deflection waveforms provided by the generator 52. The term "processor" is not intended to be limiting and may include appropriate control logic and memory facilities for performing any procedure, calculation or other operation.

De golfvormgenerator kan analoog of digitaal zijn. De hoofdfunctie van het 30 stelsel volgens fig. If- is het uitvoeren van de convergentie en geometrische correctiebewerkingen in het stelsel volgens fig. 3 zonder dat de gebruiker behoeft in te grijpen en zonder dat de normale werking van het stelsel waarin het stelsel volgens fig. 3 is opgenomen wordt verstoord.The waveform generator can be analog or digital. The main function of the system of Fig. If- is to perform the convergence and geometric correction operations in the system of Fig. 3 without the user having to intervene and without the normal operation of the system in which the system of Fig. 3 is disrupted.

De buis hO kan een kathodestraalbuis zijn welke in staat is tot het 35 leveren van een indicatie die representatief is voor de horizontale en ver- ticale positie van een aftastende elektronenbundel. Bepaalde uitvoeringen van een geschikte sehaduwmaskerbuis zijn beschreven in bovengenoemde samen- 8202650 -8- hangende octrooiaanvrage; echter andere buizen geschikt voor het leveren van de noodzakelijke indicaties kunnen binnen- het kader van de uitvinding worden gebruikt. In het nu volgende zal worden uitgegaan van de buis zoals beschreven in bedoelde octrooiaanvrage.The tube hO may be a cathode ray tube capable of providing an indication representative of the horizontal and vertical position of a scanning electron beam. Certain embodiments of a suitable shadow mask tube are described in the above co-pending patent application; however, other tubes suitable for providing the necessary indications can be used within the scope of the invention. In the following, the tube as described in the said patent application will be started from.

5 Zoals aangegeven in fig. 5 is een uitvoeringsvorm van een geschikte kathodestraalbuis 1*0 een schaduwmaskerkathodestraalbuis met een aantal separate terugkoppelelementen 70 aangebracht op het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker 1*3. De terugkoppelelement JO kunnen verschillende uitvoeringen hebben. Een ervan maakt gebruik van een snel 10 dovend fosforiserend materiaal, bijvoorbeeld een pl*7 fosfor aangebracht op bepaalde gekozen plaatsen op het schaduwmasker oppervlak. Andere vormen zul-len in het hiernavolgende worden besproken. Wanneer de elementen 70 bestaan uit fosforiserend materiaal is het interface 62 een fotovermenigvuldigbuis buiten de buis 1*0 met een lichtdoorlatende opening gevormd in het omhulsel 15 van de buis. Met een kleine cirkel is in fig. 1* het interface 62 symbolisch aangegeven; daarmee is niet een bepaalde mechanische, optische of elektri-sche verbinding bedoeld. Het interface 62 kan op verschillende wijzen zijn uitgevoerd.As shown in Fig. 5, an embodiment of a suitable cathode ray tube 1 * 0 is a shadow mask cathode ray tube with a plurality of separate feedback elements 70 mounted on the electron gun facing surface of the shadow mask 1 * 3. The feedback element JO can have different designs. One uses a fast-extinguishing phosphor material, for example, a P1 * 7 phosphor applied to certain selected locations on the shadow mask surface. Other forms will be discussed below. When the elements 70 are comprised of phosphor material, the interface 62 is a photomultiply tube outside the tube 1 * 0 with a light-transmissive opening formed in the casing 15 of the tube. In Fig. 1 * the interface 62 is symbolically indicated with a small circle; this does not mean a specific mechanical, optical or electrical connection. The interface 62 can be designed in various ways.

Een voorbeeld van een terugkoppelelementeonfiguratie die bijzonder ge-20 schikt is gebleken is afgebeeld in fig. 6 en zal in het hiernavolgende worden besproken. Het element bestaat uit de twee, niet met elkaar verbonden, benen, 80, 82 van een rechthoekige driehoek, het eerste, voorste, been 80 staat verticaal en het tweede, achterste been 82 staat schuin onder een hoek 81+ van 30° ten opzichte van de horizontaal (dus 60° ten opzichte van 25 het been 8o). Met het "eerste" been en "tweede" been worden bedoeld die benen die, gezien in de richting van de bundelbeweging, welke wordt aan-genomen 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 30 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 verticaal hebben de gebruikelijke betekenis zoals gebruikt in verband met het afbuigen van elektronenbundel in een kathodestraalbuis.An example of a feedback element configuration which has been found to be particularly suitable is shown in FIG. 6 and will be discussed below. The element consists of the two, unconnected, legs, 80, 82 of a right triangle, the first, front, leg 80 is vertical and the second, rear leg 82 is inclined at an angle 81+ of 30 ° to from the horizontal (so 60 ° in relation to 25 the leg 8o). By the "first" leg and "second" leg is meant those legs which, viewed in the direction of the beam movement, which is assumed to be from left to right, are the first resp. the second is hit by the bundle. The element 6 is drawn as it will be seen from the side of the user looking at the display when visible; viewed from the side of the electron gun, the element is inverted and the beam movement is from right to left. The terms horizontal and vertical have the usual meaning as used in connection with electron beam deflection in a cathode ray tube.

Typische afiaetingen voor het element van fig. 6 zijn een hoogte 86 35 van ongeveer 795 mm tot 25 mm, en een lengte 88 van 15 mm tot 1*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 hori- 8202650 -9- zontale richting. Andere afiuetingen kunnen worden gekozen afhankelijk van andere karakteristieken van het systeem; belangrijk is dat het element op voorspeltare wijze kan worden gelokaliseerd door een aftastende elektronen-bundel en dat de signalen die bij een dergelijk aftasten worden opgewekt 5 zowel herkenbaar als karakteriserend zijn. De hoogte 86 moet voldoende zijn am het mogelijk te maken dat de aftastbundels verticaal worden ingesteld over een afstand die noodzakelijk is voor het verkrijgen van de convergen-tie zonder het been 80 te verlaten, en de beenafstand 92 moet zodanig zijn dat twee te onderseheiden signalen worden opgewekt onafhankelijk waar in 10 het verticale vlak het element wordt afgetast. De constante horizontale breedte 90 van de twee benen 80, 82 wordt zodanig gekozen dat de twee signalen van gelijke amplitude en tijdsduur zullen zijn. De hoek 8¾ van 30° is gekozen om het been 92 uit te lijnen met de perforaties van het sehaduw-masker *+8. Deze laatste karakteristiek is echter niet kritisch daar de re-15 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 elementeomponenten met de reeks ope-ningen te minimaliseren. Dezelfde elementconfiguratie kan worden gebruikt met een schaduwmaskerbuis van het in-lijn type en bij monoehromatische 20 buizen.Typical dimensions for the element of Fig. 6 are a height 86 35 from about 795 mm to 25 mm, and a length 88 from 15 mm to 1 * 3 mm, a width of the leg 90 in a horizontal direction from 0.25 to 2 .5 mm and a separation distance 92 approximately equal to the width of the leg in a horizontal direction. Other sizes can be selected depending on other system characteristics; importantly, the element can be predictably located by a scanning electron beam and that the signals generated by such scanning are both recognizable and characterizing. The height 86 should be sufficient to allow the scan beams to be vertically adjusted by a distance necessary to obtain the convergence without leaving the leg 80, and the leg distance 92 should be such that two sub-signals are generated independently where the element is scanned in the vertical plane. The constant horizontal width 90 of the two legs 80, 82 is chosen such that the two signals will be of equal amplitude and duration. The angle ¾ of 30 ° has been chosen to align the leg 92 with the perforations of the shadow mask * + 8. However, the latter characteristic is not critical since the relationships between the perforation diameters, the beam diameters and the overall dimensions of the element tend not to cause uniformities by minimizing misalignment of the element components with the array of apertures. The same element configuration can be used with an inline type shadow mask tube and monohromatic tubes.

Fig. T toont het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker U3. 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-25 staat. Afhankelijk van de keuze van de ontwerper kunnen de elementen ge-heel binnen een voorafbepaald "kwaliteitsoppervlak" liggen bijvoorbeeld aangegeven met de streeplijnen 9*1» of gedeeltelijk daarbuiten. Daar· elk element het midden bepaalt van een onderoppervlak van het weergeefoppervlak waarover de drie bundels van de kathodestraalbuis nauwkeurig kunnen 30 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. 7 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 35 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- 8202650 -ΙΟΙ undel en de convergentie en correetiebewerkingen kunnen worden uitgevoerd op punt-voor-punt basis of over het gehele weergeefoppervlak tegelijk.Fig. T shows the electron gun facing surface of the shadow mask U3. As indicated, the feedback elements 50, schematically indicated by small crosses, are arranged over the shadow mask in such a manner that a series of elements are formed at regular mutual distances. Depending on the choice of the designer, the elements may lie wholly within a predetermined "quality surface" indicated, for example, by the dashed lines 9 * 1 or partly outside it. Since each element defines the center of a bottom surface of the display surface over which the three beams of the cathode ray tube can be accurately converged and aligned, the number and location of the elements is largely a matter of resolution correction. The pattern of Figure 7 allows for convergence and geometry correction in 17 different places: top center and bottom side, left and right, the four corners and corresponding points in between. For example, for systems employing a total of 35 digital convergence, large arrays of 30 to 256 elements of equally spaced but proportionally smaller elements can be used. As explained below, each feedback element 50 can be individually interrogated by a scanning electron beam and the convergence and correction operations can be performed on a point-by-point basis or over the entire display surface simultaneously.

Een voorbeeld van een positiedetectieketen te gebruiken in de buis en 'met het stelsel volgens fig. h toont fig. 8. Aangenomen wordt dat de terug-5 koppelelementen TO zijn opgebouwd nit een fosforescerend materiaal en dat het interface 62, dat schematise!! is weergegeven, een fotovermenigvuldig-buis is. De keten volgens fig. 8 omvat een schakelflip-flop 110 die kan schakelen tussen verschillende uitgangstoestanden in responsie op een voor-afbepaalde serie geschakelde ingangssignalen, een zaagtandgenerator 112 10 voor het converteren van een uitgangstoestand van de flip-flop 110 in een analoge grootheid, en een analoog/digitaalomzetter 11^ voor het opwekken . van een digitale representatie van de analoge grootheid. De generator 112 omvat een versterker 116 en twee transistorschakelaars Q1 en Q2 voor het besturen van de lading die wordt opgewekt op de condensator C. De conver-15 tor 11U 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 12k voor het stoppen van de teller 120 en het terugstellen van de zaagtandgenerator 112 wanneer de telling in de teller equivalent is aan ddlading over de condensator. In de keten zijn voorts aanwezig een verster-20 ker 126 voor het besturen van de amplitude van het fotovermenigvuldigsig-naal. De functie van de keten is: het leveren van digitale tijdssignalen die representatief zijn voor de horizontale en verticale positie van een bepaald rasterlijnsegment of aftastlijn ten opzichte van een gekozen terug-koppelelement. Hoewel wordt beschreven aan de hand van rasteraftasting is 25 de uitvinding niet daartoe beperkt; de uitvinding kan ook worden toegepast bij stelsels werkend met een gerichte bundel, zogenaamde caligrafische stel-sels.An example of a position detecting circuit to be used in the tube and with the system of Fig. H shows Fig. 8. It is assumed that the feedback elements T0 are constructed of a phosphorescent material and that interface 62, which is schematically illustrated. is shown is a photomultiply tube. The circuit of FIG. 8 includes a switching flip-flop 110 capable of switching between different output states in response to a predetermined series of switched input signals, a sawtooth generator 112 for converting an output state of the flip-flop 110 into an analog quantity, and an analog / digital converter 11 ^ for generating. of a digital representation of the analog quantity. The generator 112 includes an amplifier 116 and two transistor switches Q1 and Q2 for controlling the charge generated on the capacitor C. The converter 11U includes a digital oscillator 118 and a counter 120 for supplying a digital count and a digital / analog converter 122 and comparator 12k for stopping the counter 120 and resetting the sawtooth generator 112 when the count in the counter is equivalent to charge across the capacitor. Also included in the circuit is an amplifier 126 for controlling the amplitude of the photomultiply signal. The function of the chain is to provide digital time signals representative of the horizontal and vertical position of a given gridline segment or scanline relative to a selected feedback element. Although described with reference to raster scanning, the invention is not limited thereto; the invention can also be applied to systems operating with a directional beam, so-called caligraphic systems.

De werking van de keten volgens fig. 8 wordt toegelicht aan de hand van fig. 10. Voor het bepalen van de positie van een bepaalde rasterlijn, 30 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 om door de beide benen van het gekozen element te gaan. De eerste door-35 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 8202650 -11- dr ie kleureomponenten Tan dezelfde aftastlijn kunnen de instellingen die noodzakelijk zijn om hun eonvergentie of ruimtelijke relatie teweeg te brengen gemakkelijk worden bepaald. Door kennis van de plaats van de terug-koppelelementen ten opzicbte van het beeldoppervlak knnnen de bijstellingen 5 noodzakelijk voor het teweegbrengen van geometrisehe correcties ook gemakkelijk worden bepaald.The operation of the circuit according to Fig. 8 is explained with reference to Fig. 10. For determining the position of a certain grid line, for example a red line going through the center of the image surface with respect to a selected feedback element, for example an element located in the left center corner of the image surface, it is only necessary to produce a scan line of sufficient length and distance to pass through both legs of the selected element. The first pass provides signals representative of the horizontal position of the line and the second provides signals representative of the vertical position. By repeating this procedure for each of the 8202650 -11 three color components of the same scan line, the settings necessary to effect their eonvergence or spatial relationship can be easily determined. Knowing the position of the feedback elements with respect to the image surface also makes it easy to determine the adjustments 5 necessary to effect geometrical corrections.

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-10 en C signalen zijn, een voor een eerste doorgang van het terugkoppelelement en een voor een tweede. Fig. 9 toont eveneens de aftastlijn opgewekt door het Z-as signaal. Gesuperponeerd over het aftastlijnsignaal is een terugkoppelelement getekend om symboliseh de positie van het opgewekte lijn-segment of aftastlijn ten opzichte van de twee benen 80, 82 van het ele-15 ment aan te geven. In horizontale richting zijn langs de aftastlijn dan ook tijd en afstand uitgezet.Fig. 9 shows the Z axis and feedback (PMT) signals received by the circuit of FIG. 8, and the switching states and capacitor charge (C) that occur in response thereto. It is noted that there are two sets of switch-10 and C signals, one for a first pass of the feedback element and one for a second. Fig. 9 also shows the scan line generated by the Z-axis signal. A feedback element is superimposed over the scan line signal to indicate the position of the generated line segment or scan line relative to the two legs 80, 82 of the element. In the horizontal direction, time and distance are therefore plotted along the scanning line.

Op het tijdstip tQ, voordat de aftastlijn wordt opgewekt, worden geschikte besturingssignalen uitgezonden door de verwerker 68 voor het brengen van de schakel flip-flop 110 in de hoge toestand, en het brengen 20 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 reehts over het beeldoppervlak. Op een voorafbepaald moment t ^ voordat het geko-25 zen terugkoppelelement TO 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 30 uitgezonden door de verwerker 68 voor het instellen van de schakel flip-flop 110 in de lage toestand zoals aangegeven met de bovenste-schakelkrom-At the time tQ, before the scan line is generated, appropriate control signals are sent from the processor 68 to bring the switching flip-flop 110 into the high state, and to bring the counter 120 to a predetermined initial value, for example zero. Under these conditions, the input of amplifier 116 is grounded and capacitor C is discharged. Horizontal deflection then begins and the three beams in the cathode ray tube begin their movement from left to right across the image surface. At a predetermined moment t ^ before the selected feedback element T0 is reached, the Z-axis signal to one of the electron beams, for example red, is kept at constant amplitude so that a track of uniform intensity is generated. At the same time, the Z-axis signals applied to the green and blue electron guns are set to zero. A suitable control signal is emitted from the processor 68 to set the switching flip-flop 110 in the low state as indicated by the upper switching curve.

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 kromrne in fig. 9· Op het moment t^ komt de rode bun-35 del het eerste been 80 van het element 50 tegen, waardoor het element op-licht en een eerste terugkoppelindicatie geeft. Deze indieatie wordt gede-tecteerd door de fotovermenigvuldigbuis 100 en resulteert in een eerste PMTme. With the switch flip-flop 110 in the low state, the transistor Q1 is turned off and the capacitor C begins to charge. This is indicated by the upper C curve in FIG. 9 · At the instant t ^, the red beam meets the first leg 80 of the element 50, causing the element to light up and provide a first feedback indication. This indication is detected by the photomultiplier tube 100 and results in a first PMT

8202650 -12- puls 1^-0. De ontvangst van de PMT puls 1^-0 lie eft tot gevolg dat de schakel flip-flop 110 terug gaat naar de hoge toestand waardoor de aardverbinding met de ingang van de versterker 116 wordt hersteld en de laadcyclus van de eondensator C wordt beeindigd. Een gesehikt besturingssignaal wordt dan 5 uitgezonden om te voorkomen dat de schakel flip-flop reageert op de eerst-volgende PMT puls lk2 zoals nog in het hiernavolgende zal worden beschre-ven. Op dit moment is de lading op de eondensator C een analoge represen-tatie van zowel de horizontale afstand als de verstreken tijd tussen het begin van een lijnsegment 1¾^ met constante intensiteit en het snijden daar-10 door van het eerste been 80 van het element 50.8202650 -12- pulse 1 ^ -0. The reception of the PMT pulse 10-0 causes the switch flip-flop 110 to return to the high state, thereby restoring the ground connection to the input of the amplifier 116 and terminating the charging cycle of the capacitor C. A suitable control signal is then sent to prevent the link flip-flop from responding to the next PMT pulse 1k2 as will be described below. At this time, the charge on the capacitor C is an analog representation of both the horizontal distance and the elapsed time between the start of a line segment of constant intensity and the intersection of the first leg 80 of the element 50.

Opgemerkt wordt dat het gedeelte van de Z-as signaal dat de lijn 1UU bepaalt slechts een amplitude behoeft te hebben die voldoende is om een bruikbaar terugkoppelsignaal op te wekken; deze amplitude kan kleiner zijn dan die velke noodzakelijk is voor het verkrijgen van een voor de gebrui-15 ker zichtbaar beeldspoor.It should be noted that the portion of the Z-axis signal determining the line 1UU need only have an amplitude sufficient to generate a useful feedback signal; this amplitude may be less than that which is necessary to obtain an image trace visible to the user.

Voor de volgende verking 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 20 aan de grootte van de lading in de eondensator C zendt de vergelijker 12^ een signaal uit dat het tellen stopt en de eondensator ontlcodt. 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 1¼ ten opzichte van het verticale vlak gerepresen-25 teerd door het voorbeen 80 van het element 50.For the next circuit of FIG. 8, an appropriate control signal is sent to start counter 120 to start counting. When the digital count obtained in this way, converted into an analog signal by the converter 122, has a value equivalent to the magnitude of the charge in the capacitor C, the comparator 12 ^ emits a signal that stops counting and the capacitor decodes. In the stopped state, the count in counter 120 is a digital representation of the horizontal distance and time. This digital representation locates the scan line 1¼ of the vertical plane represented by the foreleg 80 of the element 50.

0m de aftastlijn 1 h-U 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 lUh begint, geen sig-30 naal gezonden naar de schakel flip-flop 110 en deze blijft in de hoge toestand zoals aangegeven met de onderste schakel flip-flop curve in fig. 8.In order to locate the scan line 1 hU relative to a horizontal reference, the circuit of FIG. 8 is restarted and the horizontal scan is repeated. At time t ^, when the scan begins at constant intensity over the line 1Uh, no signal 30 is sent to the link flip-flop 110 and it remains in the high state as indicated by the bottom link flip-flop curve in FIG. 8.

Op het moment komt de aftastlijn het been 80 van het element 50 tegen en de resulterende PMT puls 1^0 brengt de schakel flip-flop 110 in de lage toestand en doet het laden van de eondensator C herbeginnen. Dit is aange-35 geven door de onderste curve, aangeduid met C. Op het moment t^ komt de bundel het tweede been 82 van het element 50 tegen; de resulterende tweede PMT puls 1^2 doet de schakel flip-flop 110 terugkeren naar de hoge toe- 8202650 -13- stand en beeindigt het laden. Het digitale signaal opgewekt in de teller 120. door de hernieuwde werking van de converter 11U is nu een representa-tie van de horizontale afstand en de verstreken tijd t us sen de punten van het snijden door de lijn 1¾ van de twee henen 80, 82. Als gevolg van de 5 helling van. hettweede been 82 is het signaal tevens een representatie van de verticale positie van het lijnsegment ten opzichte van het element 50. Wanneer de nauvkeurige fysische plaats van het element 50 bekend is kan deze verticale informatie worden gebruikt voor het tot stand bren-gen van een geometrische correctie zoals bijvoorbeeld door het bewegen van 10 de lijn 14U in een zodanige richting dat het verschil tussen de gedetec-teerde verstreken tijd en de verstreken tijd die behoort bi j de bekende fysische plaats van het element 50 wordt verkleind tot beneden een vooraf-bepaalde waarde. Het is om convergentie te bereiken niet noodzakeli jk dat de plaats van het element bekend is.At this time, the scan line encounters the leg 80 of the element 50 and the resulting PMT pulse 100 brings the switch flip-flop 110 into the low state and restarts the charging of the capacitor C. This is indicated by the bottom curve, denoted by C. At the moment t ^, the beam encounters the second leg 82 of the element 50; the resulting second PMT pulse 1 ^ 2 returns the link flip-flop 110 to the high state 8202650-13 and terminates charging. The digital signal generated in the counter 120. by the re-operation of the converter 11U is now a representation of the horizontal distance and the elapsed time between the points of intersection by the line 1 de of the two arms 80, 82 Due to the 5 slope of. the second leg 82, the signal is also a representation of the vertical position of the line segment relative to the element 50. When the precise physical location of the element 50 is known, this vertical information can be used to establish a geometric correction such as, for example, by moving the line 14U in such a direction that the difference between the detected elapsed time and the elapsed time associated with the known physical location of the element 50 is reduced below a predetermined value . It is not necessary to know the location of the element to achieve convergence.

15 Prakti jktoepassing in een niet-geinterlinieerd rasteraftastinrichting heeft aangetoond dat de positiedetectieketen volgens fig. 8 en de verwer-ker 68 voldoende snel kunnen werken om het mogelijk te maken dat de informatie die wordt verkregen gedurende een eerste horizontale aftasting van een bepaald gekozen terugkoppelelement 50 wordt gedigitaliseerd en 20 opgeslagen voor de eerstvolgende aftasting van hetzelfde element. Het is op deze wijze mogelijk om zowel horizontale als verticale positie-informa-tie te verkrijgen voor een bepaalde aftastlijn in minder dan de tijd nood-zakelijk voor het opwekken van twee successievelijke rasterlijnen. Nadat de leesbundelinformatie voor een bepaald lijnsegment en terugkoppelelement 25 is verkregen en opgeslagen wordt het proces herhaald om corresponderende informatie te verkrijgen voor de groene en blauwe bundels. ¥anneer de horizontale positie-informatie dezelfde is voor beide aftastingen van een bepaalde kleur is het niet van belang welk van de twee bovenomschreven be-werkingen het eerst wordt uitgevoerd. Het is slechts noodzakelijk dat 30 het gebruikte lijnsegment voor het verkrijgen van de verticale informatie voor elk der drie kleuren hetzelfde is.Practical application in a non-interlaced raster scanner has shown that the position detecting circuit of FIG. 8 and the processor 68 can operate sufficiently fast to allow the information obtained during a first horizontal scan of a given selected feedback element 50 is digitized and stored for the next scan of the same element. It is thus possible to obtain both horizontal and vertical position information for a given scan line in less than time necessary to generate two successive grid lines. After the read beam information for a particular line segment and feedback element 25 has been obtained and stored, the process is repeated to obtain corresponding information for the green and blue beams. If the horizontal position information is the same for both scans of a particular color, it does not matter which of the two operations described above is performed first. It is only necessary that the line segment used to obtain the vertical information be the same for each of the three colors.

De analyse van de op deze wijze verkregen informatie is niet geeompli-ceerd. Fig. 10 toont het terugkoppelelement volgens fig. 6 met de drie ten opzichte van elkaar verplaatste aftastlijnen aangegeven 10UR, iMiG en 14UB; 35 de letters geven de resp. kleuren: rood, groen, blauw aan. Het midden van elke aftastlijn is aangegeven door een kleine cirkel. De positie-informatie, in feite uitgedrukt in de'Verstreken tijd", verkregen via de bovenomschreven 8202650 - Inverting van de positiedetector 60 en de ververker 66 zijn veergegeven bij de accolades en aangegeven met R^ voor rood horizontaal, R^ voor rood ver-ticaal, G^ voor groen horizontaal, enz.. In de nu volgende beschrijving vordt met de term "toename" bedoeId het zodanig corrigeren van de conver-5 gentiegolfvormen dat de r'esp. bimdels bevegen in de richtingen aangegeven met de pijlen nabij het midden van de rode en groene lijnsegmenten 1WR en UAg in fig. 11. Met de term "afname" vordt bedoeld een beveging van de bundel in tegengestelde richting.The analysis of the information obtained in this way is not complicated. Fig. 10 shows the feedback element of FIG. 6 with the three scanning lines displaced relative to each other indicated 10UR, iMiG and 14UB; 35 letters indicate the resp. colors: red, green, blue on. The center of each scan line is indicated by a small circle. The position information, in fact expressed in the "Elapsed time", obtained through the above described 8202650 - Inverting the position detector 60 and the amplifier 66 are springed at the curly brackets and indicated with R ^ for red horizontal, R ^ for red horizontal. tical, G ^ for green horizontal, etc. In the description which follows, the term "gain" is intended to correct the conversion waveforms such that the red bands sweep in the directions indicated by the arrows near the center of the red and green line segments 1WR and UAg in Fig. 11. The term "decrease" refers to a sweeping of the beam in the opposite direction.

Uit fig. 11 blijken de volgende relaties: 10 1. Wanneer is rood links van groen; beide moeten toenemen voor horizontale convergentie.Fig. 11 shows the following relationships: 10 1. When is red to the left of green; both should increase for horizontal convergence.

2. Wanneer <. G^ is rood rechts van groen; beide moeten afnemen voor horizontale convergentie.2. When <. G ^ is red to the right of green; both should decrease for horizontal convergence.

3. Wanneer R^ > G^ is rood beneden groen; rood moet toenemen en groen 15 moet afnemen voor vertieale convergentie.3. When R ^> G ^ is red below green; red should increase and green 15 should decrease for vertical convergence.

Wanneer < G^_ is rood boven groen; rood moet afnemen en groen toenemen voor vertieale convergentie.When <G ^ _ is red over green; red should decrease and green should increase for vertical convergence.

Aannemend dat rood en blauv moeten vorden geconvergeerd: 1. met > R^ is blauv links van het convergent!epunt.Assuming that red and blue must be converged: 1. with> R ^, blue is to the left of the convergent point.

20 2. Wanneer is blauv rechts van het convergentiepunt.20 2. When is blauv to the right of the convergence point.

3. Wanneer > R^ is blauv beneden het convergentiepunt.3. When> R ^ is blauv below the convergence point.

4. Wanneer B^ < R^ is blauv boven het convergentiepunt.4. When B ^ <R ^ is blauv above the convergence point.

Opgemerkt vordt dat de richting van elke ongelijkheid de richting aan-geeft van de bundelbeveging noodzakelijk om convergentie te bereiken: de 25 grootte van de ongeli jkheid geeft de mate van de beveging aan. Wanneer een-maal de rode en groene aftastlijnen zijn geconvergeerd behoeft men slechts de blauve lijnvaarden te vergelijken met die voor een van de anderen der ge-convergeerde lijnen doch niet beide.It is noted that the direction of each inequality indicates the direction of the beam sweep necessary to achieve convergence: the magnitude of the unevenness indicates the degree of sweep. Once the red and green scan lines have converged, it is only necessary to compare the blue lines with those for one of the others of the converged lines, but not both.

Het rekenproces gebruikt voor het berekenen van de correctiefactoren 30 is een kvestie van keuze van de ontverper en ligt binnen het bereik van de vakman. Deze keuze kan een zuiver iteratieve oplossing zijn vaarbij de bundels herhaald vorden bevogen in eenheidsstappen tot convergentie is be-reikt, een zuiver mathematische oplossing vaarin de gevenste correctie vordt berekend en de bundels in een stap vorden bevogen of een hybride- of 35 tussenoplossing vaarin de bundels stapsgevijs vorden bevogen doch vaarin de stappen zijn gerelateerd aan de mate van misconvergentie. In de praktijk vordt convergentie verkregen vanneer de versehillen tussen de resp. ver- 8202650 -15- streken tijden zijn verkleind tot beneden een voorafbepaalde grenswaarde.The calculation process used to calculate the correction factors 30 is a matter of choice of the destabilizer and is within the reach of those skilled in the art. This choice may be a purely iterative solution where the bundles are repeatedly progressed in unit steps until convergence is reached, a purely mathematical solution is calculated before the correction given, and the bundles are progressed in one step or a hybrid or intermediate solution is used. bundles are step-by-step, but the steps are related to the degree of misconvergence. In practice, convergence is obtained from the differences between the resp. elapsed times have decreased to below a predetermined limit.

De oplossing welke voor een bepaald probleem het meest geschikt is hangt af van factoren zoals de tijd beschikbaar voor het uitvoeren van de nood-zakelijke berekeningen en de snelheid en opbouw van de rekeneenheid. Een 5 voorbeeld van een hybride oplossing is de volgende: 1. Tast het gekozen terugkoppelelement af zoals bovenaangegeven voor het verkrijgen van R^, RvS Gh# G^, B^ By.The solution best suited to a particular problem depends on factors such as the time available to perform the necessary calculations and the speed and build-up of the computer. An example of a hybrid solution is the following: 1. Scan the selected feedback element as indicated above to obtain R ^, RvS Gh # G ^, B ^ By.

2. Bereken Ah = R - G, , Δ = R - G .2. Calculate Ah = R - G,, Δ = R - G.

h h* v v v 3. Analyseer per relatie (zie fig. 10) bijvoorbeeld: 10 nit > G , stel R = RQ + Δ h, G = GQ+ Ah uit R < G . stel R = R. - Δ v, G = G_ + Δ v v 0 0 v combineren: stel R = R„ + ( Δ - Δ )/2, 0 h v 5 G = G + ( Δ .+ Δ )/2 o h v h. Herhaal stappen 1 t/m 3 totdat Δ < 15 voorafbepaalde grensvaarde, wat een convergentie van rood en groen .h h * v v v 3. Analyze per relation (see fig. 10) for example: 10 nit> G, set R = RQ + Δ h, G = GQ + Ah from R <G. suppose R = R. - Δ v, G = G_ + Δ vv 0 0 v combine: suppose R = R „+ (Δ - Δ) / 2.0 hv 5 G = G + (Δ. + Δ) / 2 ohv h. Repeat steps 1 through 3 until Δ <15 predetermined limit value, which is a convergence of red and green.

aangeeft.indicates.

5. Bereken opnieuw Δ, = B, ~ R, , Δ = B - R5. Calculate again Δ, = B, ~ R,, Δ = B - R

h h η v v v gebruikmakend van de 1-atste waarden van R^.h h η v v v using the 1-att values of R ^.

6. Analyseer zoals in het voorgaande (zie fig. 11) 20 uit B < R , beweeg B naar beneden over Δ v v* v uit < R^j beweeg B naar links over Δ^ 7. Herhaal de stappen 5 en 6 totdat Δ^, liggen beneden de voorafbepaalde grensvaarde waarmee convergentie van rood en blauw is bereikt.6. Analyze as above (see fig. 11) 20 from B <R, move B down over Δ vv * v out <R ^ j move B left over Δ ^ 7. Repeat steps 5 and 6 until Δ ^, are below the predetermined limit value with which convergence of red and blue is achieved.

25 Wanneer eenmaal de rode en groene bundels zijn geconvergeerd is het slechts noodzakelijk de blauwe-bundeluitlijning te vergelijken met die van een van de twee andere bundels. Of men daarvoor rood of groen kiest is een kwestie van keuze.Once the red and green beams have converged, it is only necessary to compare the blue beam alignment with that of one of the other two beams. Whether one chooses red or green is a matter of choice.

Als gevolg van overspraak binnen het convergentiestelsel en tussen 30 de elementen van de elektronenkanonnen der kathodestraalbuis zal instelling van elke bundel de andere bexnvloeden. Het kan dan ook gewenst zijn het ge-hele proces meer dan eens uit te voeren om een complete convergentie te be-reiken. Het proces vordt dan herhaald voor elk terugkoppelelement 70 en zoveel maal als noodzakelijk is om een acceptabele convergentie over het 35 gehele beeldoppervlak te verkrijgen. Wanneer vordt uitgegaan van een rang-schikking zoals afgebeeld in fig. 7 is een gesuggereerde volgorde van eon-vergentie-instelling: midden, boven-midden, lihks-midden,.rechts-midden, 8202650 -16- onder-midden, de aeht centrale posities, en dan de bovenste linkerhoek, bovenste rechterhoek, onderste linkerhoek, onderste rechterhoek. Voorzien is dat de tijd noodzakelijk om een complete convergentie van de drie bun-dels van een kleurkathodestraalbuis op de 17 punten volgens fig. 7, uit-5 gaande van een 60 Hz niet-geinterlineeerd raster minder dan twee seconden zal zijn. Elke gewenste opzet kan worden gebruikt om te komen tot de fei-telijke golfvormcorrecties wanneer hun aard is bepaald. Verschillende van dergelijke wijzen zijn bekend, inclusief die welke wordt toegepast in de Tektronix 1)-027 kleurterminal en die beschreven in de bovengenoemde IBM en 10 SRL publikaties.As a result of cross-talk within the convergence system and between the elements of the electron guns of the cathode ray tube, adjustment of each beam will affect the others. Therefore, it may be desirable to perform the entire process more than once to achieve complete convergence. The process is then repeated for each feedback element 70 and as many times as necessary to obtain acceptable convergence across the entire image area. When assuming an arrangement as shown in Fig. 7, a suggested sequence of eon-verver setting is: middle, top-middle, left-center, right-middle, 8202650 -16-bottom-middle, the aeht central positions, and then the top left corner, top right corner, bottom left corner, bottom right corner. It is envisioned that the time to complete convergence of the three beams of a color cathode ray tube at the 17 points of FIG. 7, starting from a 60 Hz uninterlaced grating, will be less than two seconds. Any desired design can be used to arrive at the actual waveform corrections when their nature is determined. Several such modes are known, including those used in the Tektronix 1) -027 color terminal and those described in the aforementioned IBM and 10 SRL publications.

Het correctieproces kan automatisch worden uitgevoerd in overeenstem-ming met een voorafbepaald schema of opdracht van de gebruiker. Indien automatisch uitgevoerd zullen de lijnsegmenten 1^-^+- zo snel en weinig frekwent optreden dat zij door de gebruiker vrijwel niet worden opgemerkt. Uitgaan-15 de van een βθ Hz beeldraster test elk lijnsegment gedurende minder dan 1/60 seconde en na het aanvankelijk opwarmen worden correetie-intervallen gemeten in uren. Er zijn echter ook toepassingen, zoals beeldschermfoto-grafie, waarbij elke onderbreking onaanvaardbaar is en het met de hand uitschakelen of inleiden van het projectieproces gewenst is. De ketens die ' 20 noodzakelijk zijn om deze mogelijkheid te verschaffen kunnen door de vak-man gemakkelijk worden ontworpen.The correction process can be performed automatically according to a predetermined schedule or command from the user. When executed automatically, the line segments 1 ^ - ^ + - will occur so quickly and with little frequency that they are hardly noticed by the user. Starting from a βθ Hz image grid, test each line segment for less than 1/60 second and after initial warm-up, correction intervals are measured in hours. However, there are also applications, such as display photographography, where any interruption is unacceptable and manual shutdown or initiation of the projection process is desired. The chains necessary to provide this capability can be easily designed by those skilled in the art.

In het voorgaande is er van uitgegaan dat de terugkoppelelementen JO zijn vervaardigd uit een sneldovend fosformateriaal aangebracht op het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmasker 1)-3.In the foregoing, it has been assumed that the feedback elements JO are made of a fast-quenching phosphor material applied to the electron-gun facing surface of the shadow mask 1) -3.

25 De terugkoppelelementen 50 kunnen ook zijn gevormd uit een materiaal dat bij het passeren van een elektronenbundel secundaire elektronen kan emitteren. In dit geval moet het interface 62 bestaan uit een geschikte collector of meerdere collectors voor secundaire elektronen, aangebracht binnen het omhulsel van de buis en van buiten via een geschikte geleider 30 bereikbaar. Een bekende emitter van secundaire elektronen is magnesium-oxyde (MgO). De configuratie en de plaatsing van collectoren voor secundaire elektronen is op zich bekend en ligt binnen het bereik van de vak-man.The feedback elements 50 can also be formed of a material which can emit secondary electrons when it passes an electron beam. In this case, the interface 62 must consist of a suitable collector or multiple secondary electron collectors disposed within the envelope of the tube and accessible from the outside via a suitable conductor 30. A known emitter of secondary electrons is magnesium oxide (MgO). The configuration and placement of secondary electron collectors is known per se and is within the reach of those skilled in the art.

De afmetingen en de plaatsing van de terugkoppelelementen 50 op het 35 oppervlak van het schaduwmasker U8 is, hoewel er bepaalde beperkingen zijn, 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 8202650 -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 eigenschappen 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 correctieproees. 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 35 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.The size and placement of the feedback elements 50 on the surface of the shadow mask U8, although there are certain limitations, is largely a matter of choice. The primary consideration is that the signals generated by scanning the elements are clear and distinguishable. Thus, the elements must be large enough to provide a usable signal 8202650-17 over a limited range of beam setting, but narrow enough to allow good separation. When the elements are close together, the processor 68 must have better properties to distinguish between the signals generated by the different components of a single element and those that can be produced by a component of the first element and another component of a subsequent element. The latter set of signals can occur when the beams are very misaligned, at the beginning of a convergence or other correction trial. Since the amount of beam adjustment, as usually necessary for convergence, is of the order of + 3 mm for an image area of about 25 x 18 cm, a feedback element of about 12 x 35 mm is sufficient for both correction of convergence as of geometry. The distance between the elements naturally depends on the number and the size of the elements and on the size of the image surface.

Als derde altematief kunnen de terugkoppelelement en 70 zijn uitge-voerd als openingen in een geleidend (isolerende) bekleding aangebracht over het naar het elektronenkanon gekeerde oppervlak van het schaduwmas-ker ij-3. Een werkwijze voor het vormen van deze elementen is beschreven in 20 de samenhangende octrooiaanvrage. Indien op deze wijze uitgevoerd bevatten de terugkoppelelementen 70 speciaal geconfigureerde openingen gaande door de neergeslagen lagen van geleidend en isolerend materiaal, doch niet door het schaduwmasker zelf. De oorspronkelijke, veel kleinere openingen in het schaduwmasker blijven uiteraard gehandhaafd.As a third alternative, the feedback element and 70 may be formed as openings in a conductive (insulating) coating applied over the electron gun facing surface of the shadow mask ij-3. A method of forming these elements is described in the copending patent application. When performed in this manner, the feedback elements 70 contain specially configured openings passing through the deposited layers of conductive and insulating material, but not through the shadow mask itself. The original, much smaller openings in the shadow mask will of course be maintained.

25 Via uitwendige elektrische verbindingen (een derde uitvoeringsvorm van het interface 62) naar zowel het schaduwmasker 1+3 als de geleidende laag is het mogelijk zowel negatieve als positieve indicaties van een pas-serende elektronenbundel te verkrijgen. Wanneer de opening zich bevindt in een oppervlak bepaald door een elementopening zal een bundelstroom worden 30 geinduceerd in het schaduwmasker; wanneer de bundel zich op een andere plaats bevindt zal een bundelstroom worden geinduceerd in de geleidende bovenlaag.Via external electrical connections (a third embodiment of the interface 62) to both the shadow mask 1 + 3 and the conductive layer, it is possible to obtain both negative and positive indications of a passing electron beam. When the aperture is in a surface defined by an element aperture, a beam current will be induced in the shadow mask; when the beam is elsewhere, a beam current will be induced in the conductive top layer.

De eerste conditie kan worden beschouwd als een positieve indicatie en de tweede als een negatieve indicatie. Uiteraard zal ook enige bundelstroom worden geinduceerd in het schaduwmasker U3 wanneer de bundel gaat door de 35 kleinere beeldpunten bepalende perforaties doch deze laatste stroom kan ge-makkelijk worden onderseheiden van de terugkoppelstromen. Het verwerken van de terugkoppelstromen ter verkrijging van de gewenste correctiesignalen 8202650 -18- geschiedt via de in het voorgaande beschreven procedure.The first condition can be considered as a positive indication and the second as a negative indication. Of course, some beam current will also be induced in the shadow mask U3 as the beam passes through the smaller pixels defining perforations, but the latter current can easily become subunits of the feedback currents. The processing of the feedback currents to obtain the desired correction signals 8202650-18 takes place via the procedure described above.

De terugkoppelelementen JO kunnen verschillende vormen hebben. De con-figuratie volgens fig. 6 heeft de voorkeur wanneer het convergentieproces wordt uitgevoerd gebruikmakend van enkele lijnsegmenten, In bepaalde ge-5 vallen kan het voordelen hebben een kleinere eenvoudiger elementconfigurable toe te passen zoals een enkele punt en het convergentieproces uit te voeren gebruikmakend van een raster van lijnsegmenten. Een dergelijk proces wordt toegelicht aan de hand van fig. 11. In het lihkergedeelte van deze figuur is aangegeven een raster van acht rode lijnsegmenten 1^1+R gesuperpo-10 neerd over een terugkoppelpunt 70’. Gemakshalve zijn de even lijnsegmenten 0 t/m 8 genummerd aan de linkerzijde van het raster. Uaarmate het raster wordt gevormd worden geschikte tellers of andere middelen geactiveerd voor het registreren van het lijngetal en de tijd t^ waarop een eerste terug-koppelsignaal wordt gedetecteerd. Het proces wordt dan herhaald, zoals 15 aangegeven in het rechtergedeelte van fig. 11 met een raster van acht groe-ne lijnsegmenten 1UUG voor het verkrijgen van een nieuw lijngetal en een tijd De mate van correctie noodzakelijk om de rasters in convergentie te brengen kan dan worden bepaald zoals bovenomschreven.The feedback elements JO can have different shapes. The configuration of Fig. 6 is preferred when the convergence process is performed using single line segments. In certain cases, it may be advantageous to use a smaller simpler element configurable such as a single point and the convergence process to be performed using a grid of line segments. Such a process is explained with reference to Fig. 11. In the left part of this figure a grid of eight red line segments 1 ^ 1 + R superposed over a feedback point 70 is shown. For convenience, the even line segments 0 through 8 are numbered on the left side of the grid. As the grid is formed, appropriate counters or other means are activated to record the line number and time t ^ at which a first feedback signal is detected. The process is then repeated as indicated in the right part of Figure 11 with a grid of eight green line segments 1UUG to obtain a new line number and time. The amount of correction necessary to bring the grids into convergence can then are determined as described above.

In het bovenstaande is uitgegaan van een delta-elektronenkanon. Zoals 20 reeds gezegd is de uitvinding niet daartoe beperkt daar de principes van de uitvinding eveneens kunnen worden toegepast op andere elektronenkanon-stelsels en op kathodestraalbuizen met meer of met minder dan 3 elektronen-kanonnen. Fig. 12 toont de drie horizontale uitgelijnde bundels van een in-lijn kathodestraalbuis met aangegeven de vier vrijheden van bundelinstel-25 ling die gewoonlijk beschikbaar zijn om convergentie te verkrijgen. Even-als in het voorgaande is elke bundel voorgesteld door een cirkel met daar-in een der letters E, G of B die de kleur: rood, groen of blauw, opgewekt door de bundel voorstellen. De middenbundel staat vast, is dus slechts ver-plaatsbaar via de normale afbuiging terwijl de twee buitenste bundels elk 30 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 zich bekend. Het proces dat moet worden gevolgd gebruikmakend van het stelsel volgens de uitvinding voor het verkrijgen en handhaven van een dergelijke convergen-35 tie zal voor de vakman in samenhang met de voorgaande bespreking 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 bundel in coincidentie 8202650 -19- vorden nu de twee buitenste bundels naar binnen bewogen. Het proces van signaaldetectie en berekenen van de tijd blijft in hoofdzaak gelijk.The above assumes a delta electron gun. As already stated, the invention is not limited thereto as the principles of the invention can also be applied to other electron gun systems and to cathode ray tubes with more or less than 3 electron guns. Fig. 12 shows the three horizontally aligned beams of an in-line cathode ray tube indicating the four beam setting freedoms commonly available to achieve convergence. As in the foregoing, each beam is represented by a circle with one of the letters E, G or B in it representing the color: red, green or blue generated by the beam. The central beam is fixed, so it can only be moved via the normal deflection, while the two outer beams are each movable in two directions. To converge the three beams, only the outer beams are moved as necessary with respect to the center beam. Such a process is known per se. The process to be followed using the inventive system to obtain and maintain such a convergence will be apparent to those skilled in the art in conjunction with the foregoing discussion with reference to FIG. Instead of converging the red and green bundles and then bringing the blue bundle in coincidence 8202650-19, the two outer bundles are now moved inward. The signal detection and time calculation process remains essentially the same.

Hoewel in het voorgaande is nitgegaan van een schaduwmaskerkleurka-thodestraalbuis is het duidelijk dat de meeste principes volgens de uit-5 vinding ook kunnen worden' toegepast in een meerbundelmonochromatische kathodes traalbuis met een enkel, gemeenschappelijk, afbuigstelsel. Monochro-matische beeldstelsels zijn bekend waarin twee of meer elektronenbundels parallel worden afgebogen over een displaymedinm voor het vormen van een beeldraster met een groter aantal rasterlijnen of een kleinere rasterfre-10 kwentie. Bij dergelijke stelsels is een zeer nauwkeurig bepaalde bundel-foutconvergentie noodzakelijker dan een precisieconvergentie. Uitgaande van het stelsel volgens de uitvinding is het eenvoudig om een de continue cor-rectie te realiseren die noodzakelijk is om de gewenste mate van bundel-separatie in stand te houden. In plaats van de aftastlijnen te bewegen 15 totdat bepaalde verstreken tijden gelijk of vrijwel gelijk zijn kunnen de lijnen worden bewogen totdat hun resp. bijbehorende tijden, primair die welke betrekking hebben op een verticale verplaatsing, in een voorafbe-paalde mate verschillen. Wanneer de bundels gemeenschappelijk een conver-gentiestelsel en een afbuigstelsel gebruiken worden de noodzakelijke cor-20 rectiefactoren ingevoerd in het convergentiestelsel op een wijze overeenko-mend met die beschreven aan de hand van een schaduwmaskerkathodestraalbuis. Wanneer de bundels individueel worden afgebogen wordt het convergentiestelsel weggelaten en worden de correctiefactors ingevoerd in de individu-ele afbuigstelsels.Although a shadow mask color cathode ray tube has been discussed above, it is clear that most principles of the invention can also be applied in a multi-beam mono-cathode cathode ray tube with a single, common, deflection system. Monochromatic image systems are known in which two or more electron beams are deflected in parallel over a display medium to form an image grating having a larger number of grating lines or a smaller grating frequency. With such systems, a very precisely determined beam error convergence is more necessary than a precision convergence. Starting from the system according to the invention, it is simple to realize the continuous correction which is necessary to maintain the desired degree of beam separation. Instead of moving the scan lines until certain elapsed times are equal or nearly equal, the lines can be moved until their resp. associated times, primarily those related to a vertical displacement, differ by a predetermined amount. When the beams jointly use a convergence system and a deflection system, the necessary correction factors are introduced into the convergence system in a manner similar to that described by a shadow mask cathode ray tube. When the beams are individually deflected, the convergence system is omitted and the correction factors are input into the individual deflection systems.

25 Voor die stelsels, zoals die als bovenomschreven waarin de kathode- straalbuis geen schaduwmasker heeft, worden de terugkoppelelementen 70 bij voorkeur aangebracht rond de omtrek van een oppervlak waarin een afbeelding met goede kwaliteit wordt gewenst. Verschillende middelen voor het teweeg-brengen van een dergelijke verdeling zonder het nadelig beinvloeden van de 30 beeldkwaliteit zijn beschreven in de samenhangende octrooiaanvrage.For those systems, such as those described above in which the cathode ray tube does not have a shadow mask, the feedback elements 70 are preferably arranged around the perimeter of a surface in which a good quality image is desired. Various means for effecting such distribution without adversely affecting image quality are described in the copending patent application.

Hoewel het voorgaande is gericht op een bespreking van automatisehe convergentie of bestuurde foutconvergentie is het stelsel volgens de uitvinding daartoe niet beperkt en kan eveneens worden toegepast voor automa-tische correctie van bekende soorten geometrische vertekening. Qm een der-35 gelijke correctie uit te voeren is het slechts noodzakelijk de gewenste positie van elke aftastlijn of geconvergeerd stel aftastlijnen ten opzichte van de' bekende fysische lokatie van het resp. terugkoppelelement te kennen.Although the foregoing is directed to a discussion of automatic convergence or controlled error convergence, the system of the invention is not limited thereto and may also be used for automatic correction of known types of geometric distortion. In order to make such a correction, it is only necessary to set the desired position of each scan line or converged set of scan lines relative to the known physical location of the resp. know the feedback element.

8202650 -20-8202650 -20-

Deze fysische lokatie kan vorden bepaald door een fysische meting geduren-de vervaardiging of kan vorden verkregen via het correctiestelsel zelf. Wanneer eenmaal het heeldraster is geconvergeerd en zodanig ingesteld dat het beeld acceptabel is, is het eenvoudig de gedetecteerde positie (in ter-5 men van t^, t^ en r^) van een bepaalde lijn ten opzichte van zijn terug-koppelelement vast te leggen en dan deze positie te handhaven via verdere automatische detectie, vergelijking en instelling. De in de aanhef ge-noemde IBM publikatie beschrijft het gebruik van een open lusstelsel voor het verkrijgen van bundelconvergentie en correctie van vertekening. Het 10 stelsel volgens de uitvinding gebruikt primair een gesloten lus met de speciale buis ^0, het interface 62, de positiedetectors 60 en de verver-ker 66.This physical location can be determined by a physical measurement during manufacture or can be obtained through the correction system itself. Once the frame is converged and adjusted so that the image is acceptable, it is easy to fix the detected position (in terms of t ^, t ^ and r ^) of a given line relative to its feedback element and then maintain this position through further automatic detection, comparison and adjustment. The IBM publication cited above describes the use of an open loop system for obtaining beam convergence and distortion correction. The system according to the invention primarily uses a closed loop with the special tube ,0, the interface 62, the position detectors 60 and the amplifier 66.

De principes der aanvrage kunnen vorden gebruikt voor het convergeren van twee of meer geprojecteerde bundels van een projectiekleurenbeeldstel-15 sel. Bij een dergelijk stelsel kunnen terugkoppelelementen van de soort zoals in het bovenstaande beschreven vorden aangebracht op het projectie-scherm in de vorm van lichtdoorlatende fotogeleiders. Terugkoppelsignalen opgevekt bij het aftasten van de fotogeleiders door de bevegende lichtbun-dels kunnen dan vorden ververkt als bovenomschreven ter verkrijging van de 20 correctiesignalen noodzakelijk om de mate van bijstelling te verkrijgen.The principles of the application can be used to converge two or more projected beams of a projection color imaging system. In such a system, feedback elements of the type described above can be applied to the projection screen in the form of translucent photoconductors. Feedback signals picked up when the photoconductors are scanned by the sweeping light beams can then be processed as described above to obtain the correction signals necessary to obtain the degree of adjustment.

82026508202650

Claims

A closed-loop correction system for controlling the movement of an electron beam in a cathode ray tube characterized by: (a) a cathode ray tube with a display screen and an electron gun; (b) means for generating a seherm-oriented electron beam by the electron gun; (c) deflection means for deflecting the electron beam across the display to form a scan line and for moving this line to a predetermined location relative to the center of the display; (D) feedback means cooperating with the cathode ray tube to generate a signal indicative of the displacement of the scanning line in two directions; (e) means which in response to this signal displaces the scan line relative to the center of the display.

2. Closed-loop correction system for controlling the movement of an electron beam in a cathode ray tube, characterized in that the means for moving the scanning line comprise means for generating a digital signal representative of the movement of this line .

3. Closed-loop correction system for controlling the movement of an electron beam in a cathode ray tube, characterized in that these means further comprise means for comparing the digital signal with a reference and for moving the line in such a direction that it difference between the digital signal and the reference decreases. Closed-loop correction system for controlling the movement of an electron beam in a cathode ray tube, characterized in that the feedback means comprises a feedback element arranged in the cathode ray tube which can indicate when it is struck by a passing electron beam, and further characterized by means for intersecting this feedback element through the scan line.

System according to claim 1, characterized by means for determining the time elapsing between the start of the scanning line 35 and the crossing of the element. 8202650 -22-

System according to claim 5, characterized by means for moving the scanning line in such a direction that this elapsed time approaches a predetermined value.

System according to claim 6, characterized by means for continuing the movement of the line until the difference between the elapsed time and the predetermined value is less than a predetermined limit value. System according to claim 11, with fence characterized in that the feedback element consists of two separate parts, and further characterized by 10. . means for crossing both parts through the scan line.

System according to claim 8, characterized by means for determining the time elapsed between crossing the scanning line of the first element and crossing the second element.

System according to claim 9, characterized by means for 15 ... ... moving the scanning line m in such a direction that this time approaches a predetermined value.

11. System according to claim 10, characterized by means for continuing the movement of the scanning line until the difference between the elapsed time and the predetermined value is below a predetermined limit value.

System according to claim 1, characterized in that the deflecting means comprises means for moving the electron beam across the screen in a grid-line of scanning lines, while the feedback means comprise a feedback element arranged within 25. ... the cathode ray tube which can indicate when it is hit by a passing electron beam, and further with means for crossing the feedback element through at least one of the scanning lines in the grating.

System according to claim 12, characterized in that the last-mentioned means comprise means for determining the time lapse elapsed between the beginning of the intersecting line and the moment of crossing with the element. 1U. System according to claim 13, characterized by means for moving the grid until the elapsed time has reached a predetermined value.

System according to claim 12, characterized by means for determining which scan lines intersect the element. 8202650 -23-

System according to claim 15, characterized by means for moving the grid until a predetermined grid line crosses the element.

System according to claim 1, characterized in that the cathode-ray tube further comprises a second electron gun with means for generating a second electron beam through this electron gun directed towards the screen, while the deflection means are arranged for deflecting the two electron beams over the display 10 for determining first and second scanning lines, and the feedback means can generate a second signal with respect to a second scanning line and further with means for assuming a second preferred position with respect to the center of the display by this second scan line.

Correction system according to claim 17, characterized by means for deflecting the first and second electron beam over the screen in a first and second grating-determining manner, wherein each such grating contains an equal number of scanning lines and wherein the feedback means comprise a feedback element within the cathode ray tube which may indicate its striking by a passing electron beam, and further characterized by means for crossing at least one of the scan lines in each frame of said element.

System according to claim 18, characterized by means for determining the times elapsed between the beginning of each such intersecting scanning line and the resp. intersect with the element.

System according to claim 19, characterized by means for moving both frames until the elapsed times have reached a common value.

System according to claim 8, characterized by means for determining which of the scanning lines in each frame has crossed the element.

System according to claim 21, characterized by means for moving the frames until a mutually corresponding scanning line 35 in each frame crosses the element.

System according to claim 17, characterized in that the feedback means comprise a feedback element in the cathode ray tube, which element can give an indication of its impact by a passing electron beam and further characterized by means for crossing of the feedback element by heath scan lines. 2k. St else! according to claim 23, characterized in that said means comprise means for determining the times elapsed between the start of each such scan line and the respective crossing with the element.

System according to claim 2h, characterized by means for moving the first scanning line in such a direction that the resp. elapsed time approaches a first predetermined value and moving the second scan line in such a direction that the resp. the elapsed time approaches a second predetermined value.

6. System according to claim 25, characterized by means for continuing the movement of the scanning line until the difference between the first elapsed time and the first predetermined value and the difference between the second elapsed time and the second predetermined value are both dropped below a predetermined limit value.

System according to claim 25 or 26, characterized in that the first and second predetermined limit values are equal.

28. System according to claim 2h, characterized by means for moving the first and second scanning lines in directions which the resp. elapsed times approximate a common value.

29. System according to claim 23, characterized in that the feedback element comprises two separate parts and the system furthermore comprises means for crossing the two parts through the scanning lines.

System according to claim 29, characterized by means for determining a first time elapsed between crossing the first scan line with the first and second parts, and for determining a second time elapsed between crossing the second scan line with the first 30 and second parts.

System according to claim 30, characterized by means for causing the first and second scanning lines to move in directions which the resp. elapsed times approximate a common value.

System according to claim U or 23, characterized in that the feedback means comprise a number of elements arranged at different locations within the cathode ray tube, and further characterized by means for selectively crossing at least one of the scanning lines 8202650 -25- and each of the elements.

33. Closed Loop Correction System For controlling the movement of an electron beam in a cathode ray tube characterized by a cathode ray tube having a display and a plurality of electron guns for generating an electron beam directed to the display by each of the electron gun deflecting means deflecting each electron beam across the display in a separate scan line defining manner and enabling displacement of the scan lines relative to the center of the display feedback means cooperating with the cathode ray tube to provide a first signal indicative of the displacement of a first scan line and a second signal indicative of the displacement of a second scan line and means for causing a common displacement of the first and second scan lines relative to the center of the image in response to these signals rm. 3 * 1. Cathode ray tube imaging system comprising means for receiving corrective x-input signal representative of a desired change in beam displacement characterized by feedback means cooperating with a cathode ray tube for giving an indication representative of the beam displacement in two directions, means for detecting this indication and means for supplying a corrective input signal in response to this detection.

System according to claim 3 * +, characterized in that the means for generating the corrective input signal comprise processed means for detecting the difference between a desired beam displacement in a detected beam displacement, and for generating a correction signal sufficient to reduce this difference below a predetermined limit value.

36. A method of controlling electron beam movement in a cathode ray tube characterized by the steps of using a cathode ray tube with a display and generating an electron gun from an electron beam directed toward the display by deflecting the electron gun onto a deflection line defining manner of the electron beam across the display generating a signal indicative of the bi-directional displacement relative to the center of the display of this scanning line 5 in response to this signal the scanning line a preferred displacement take in relation to the screen center.

Method according to claim 36, characterized by the step of comparing the signal with a reference and moving the scan line in a direction which reduces the difference between this signal and the reference below a predetermined limit value.

A method according to claim 36, characterized in that use is made of a cathode ray tube with a feedback element which can give an indication when it is hit by passing electron beam while the scanning line is made to cross this feedback element. A method according to claim 38 characterized by the step of determining the time elapsed between the start of the scan line and the crossing of the element. ifO. The method of claim 39 characterized by the step of moving the scan line in such a direction that the elapsed time approaches a predetermined value. 1 + 1. Method according to claim 1 + 0 characterized by continuing the movement of the scan line until the difference between the elapsed time and the predetermined value is reduced below a predetermined limit value. 25 1 + 2. Method according to claim 38, characterized in that use is made of a feedback element with two separate parts and the scanning line is made to cross both parts. 1 + 3. Method according to claim 1 + 2 characterized by determining the time elapsed between crossing the scan line with the first part and crossing the scan line with the second part. 1 + U. Method according to claim 1 + 3 characterized by moving the scan line in such a direction that this elapsed time approaches a predetermined value. 1 + 5. Method according to claim 1 + 1 + characterized by continuing the movement of the scanning line until the difference between the elapsed time and the predetermined value is reduced below a predetermined limit value. 8202650 -27- 1 + 6. Method according to claim 36, characterized in that use is made of a cathode ray tube with a feedback element which can give an indication when it is hit by a passing electron beam while deflecting the electron beam over the screen in a manner defining a grid of scanning lines whereby at least one of the scanning lines in the grid is made to cross the element. 1 + 7. Method according to cone loop 1 + 6 characterized by determining the time elapsed between the beginning of the crossing scanning line and the moment of crossing the element. 10 1 + 8. Method according to claim 1 + 7, characterized by moving the grid until the elapsed time assumes a predetermined value. 1 + 9. Method according to claim 1 + 8, characterized in that it is determined which scanning line in the grid is allowed to cross the element.

A method according to claim 1 + 9, characterized by moving the grid until a predetermined grid line crosses the element.

51. A method according to claim 36, characterized in that a cathode-ray tube with a second electron gun is used, thereby generating a second electron beam directed towards the screen, deflecting the two electron beams over the screen in a manner which determines first and second scanning lines. , generates a second signal relative to the second scan line and causes the second scan line to assume a second preferred displacement relative to the center of the display. 25

52. Method according to claim 36, characterized in that. that one uses a cathode ray tube having a feedback element therein which element can give an induction upon being hit by the passing electron beam and the first and second electron beams are deflected across the display in a manner that scans a first and a second grid of scanning lines wherein each such frame contains an equal number of scan lines and one of the scan lines in each frame is made to cross the element.

The method of claim 52 characterized by determining the times elapsed between the start of each intersecting scan line 35 and the time of crossing with the element. 5 ^ +. Method according to claim 53, characterized by moving the two frames until the elapsed times have a common value.

A method according to claim 52, characterized by the step of determining which of the scan lines in each frame is made to cross the element.

A method according to claim 55, characterized by moving the two frames until a mutually corresponding scan line in each frame crosses the element.

A method according to claim 56, characterized in that use is made of a cathode ray tube containing a feedback element which can give an indication of its striking by a passing electron beam, whereby the two scanning lines are made to cross the feedback element.

The method of claim 57 characterized by determining the times elapsed between the start of each scan line and the resp. crossing the element.

A method according to claim 58, characterized by moving a first scanning line in a direction that the resp. elapsed time approximates a first predetermined value, and causes the second scan line to move in a direction the resp. elapses a second predetermined value.

The method of claim 59 characterized by continuing the movement of the scan line until the difference between the first elapsed time and the first predetermined value and the difference between the second elapsed time and the second predetermined value are both below a predetermined limit value reduced.

A method according to claim βθ, characterized in that the first and second predetermined values are the same.

A method according to claim 58, characterized in that the first and second scanning lines are moved in directions which the resp. elapsed times approximates a common limit value.

63. Method as claimed in claim 57, characterized in that use is made of a feedback element with two separate parts and that these elements are crossed through the two scanning lines. 6U. A method according to claim 63 characterized by determining a first time elapsed between crossing the first scan line with the first and second parts and then determining a second time elapsed between crossing the second scan line and the first and 8202650 -29- second parts.

The method of claim 6k characterized by moving the first and second scan lines in directions that the resp. times elapses a common value. 8202650