NL8301989A - Zelfconvergerend televisieweergeefsysteem. - Google Patents

Description

# t » * V.0.4843

Zelfconvergerend televisieweergeef systeem.

De uitvinding heeft betrekking op een televisieweergeefsysteem dat gebruik maakt vein een verbeterde zelfconvergerende opbouw met een beeldbuis en een afbuigspoel.

Sen conventionele opbouw van een zelfconvergerend kleurentelevisie-5 weergeefsysteem omvat een kleurentelevisiebeeldbuis waarin gebruik wordt gemaakt van drie horizontale in lijn gelegen bundels,die afgebogen worden door een electro-magnetische afbuigspoel welke de convergentie van de bundels handhaaft, wanneer deze over het scherm van de beeldbuis worden afgebogen.

10 Hiertoe zijn de horizontale spoelen van de afbuigspoel zodanig ge wonden, dat zij een uiteindelijk kussenvormig afbuigveld vormen en de vertikale spoelen zijn zodanig gewonden dat zij een uiteindelijk tanvormig veld vormen. In het algemeen verschaft deze combinatie van af-buigvelden een convergentie van de bundels bij het aftasten. Een voor-15 keursvorm van dit type afbuigspoel is een zogenaamd zadel-toroïde juk.

In een dergelijk juk zijn de horizontale spoelen zadelvormig gebonden en bezitten dus twee zich longitudinaal uitstrekkende groepen aktieve geleidende wikkelingen welke aan de voor- en achterzijde in verbinding staan met zich in dwarsrichting uitstrekkende aan de voor- en achterzijde 20 gelegen groepen terug voerende geleiders. De vertikale spoelen zijn toroidaal gewonden op een in het algemeen hoomvormig uitlopende cilindrische ferrietkem. De vertikale spoelen en kernen zijn opgenomen binnen en omgeven de horizontale spoelen.

Er is veel energie gestoken in het zoeken naar een ideale combina-25 tie van spoelen, kern en beeldbuis parameters om de best mogelijke convergentie te verkrijgen, het laagste energieverbruik, de kleinste hoeveelheid ferriet- en koperdraad, een minimale defocussering van de bundels ten gevolge van de afbuigspoel, en een minimale vervorming van het raster dat op het scherm gevormd wordt, in het bijzonder kus senvervorming 30 Een optimale afweging tussen eigenschappen, energieverbruik en kosten is een ontwerpprobleem in een kleurenweergeefsysteem. Dit probleem wordt des te ingewikkelder wanneer beeldbuizen met grotere afbuighoeken, zoals 110®, gebruikt worden, in het bijzonder wanneer de afmetingen van het scherm toenemen. Er is onderkend dat een serieus probleem, dat het 35 "convergentie trilemma" genoemd wordt, in beeldbuizen met een grote af- 8301989 -2- buighoek bestaat. Dit trilemmaprobleem is in fig. 1 getoond, welk figuur het kwadrant aan de rechterbovenzijde van een weergave op een scherm van een televisiebeeldbuis toont. In dit figuur is verondersteld dat wanneer men vanaf de zichtzijde van de beeldbuis kijkt, de elektroden-5 bundels door een elektrodenkanonopbouw worden uitgezonden in de getoonde volgorde, met de blauwe bundel aan de linkerzijde, de groene bundel in het midden en de rode bundel aan de rechterzijde. Het convergentie trilemma-probleem wordt beschreven als het verschil tussen de convergentie van de rode en blauwe rasters. In figuur 1 is het rode raster getoond 10 met behulp van doorgetrokken lijnen en het blauwe raster met behulp van stippellijnen. De horizontale deconvergentie van rode en blauwe verti-kale lijnen in het bovenmidden gedeelte van het raster is aangegeven met Cy. Aan de rechterzijde van het raster langs de X-as, is een deconvergentie C- aanwezig, welke de horizontale deconvergentie van vertikale

A

15 rode en blauwe lijnen op dit punt aangeeft. In de rechterbovenhoeken van het raster is een deconvergentie aanwezig die aangegeven is met T, en bekend staat als val (Engels: trap) en de vertikale scheiding van horizontale rode en blauwe lijnen aangeeft. In fig. 1 is, met de getoonde bundelorientatie, de val negatief omdat de hoek van het blauwe raster 20 lager is dan die van het rode raster. Het convergentie trilemma wordt als volgt uitgèdrukt:

Trilemma = C - C + T.

£1 V

Het trilemma is dus de som van de deconvergenties op de as en de val. Wanneer de assen geconvergeerd zijn, is de resterende val gelijk 25 aan het trilemma. Deze resterende val varieert van een positieve waarde voor buizen met een korte "worp", zie voor dit begrip hieronder, tot een negatieve waarde voor buizen met een lange worp. De worp is de afstand van het afbuigcentrum van het weergeef systeem naar het scherm. Deze afstand neemt toe wanneer de afmetingen van het scherm toenemen en neemt 30 af wanneer de afbuighoek toeneemt. In het verleden werd de kwaliteits-begrenzing die veroorzaakt wordt door het trilemmaprobleem bij bepaalde ontwerpen verzacht door het doen toenemen van de opgeslagen energie in het ombuigjuk en/of de kosten van het afbuigsysteem. Het zal duidelijk zijn dat een dergelijk compromis niet gewenst is.

35 Een wiskundige analyse van het convergentie trilemma is beschreven in "Application of Aberation Theory to the Deflection Yoke Design of 8301989 f % -3- a Color Picture Tube" door Y.Nakamura e.a., SID 82 Digest. Een oplossing voor het convergentie-trilennnaprobleem is beschreven in het artikel "New Self-Convergence Yoke and Picture Tube System with 110° In-Line Feature", dat is verspreid op de 1977 tret: G-CE Chicago Spring 5 Conference. Het Amerikaanse octrooischrift nr.4041428 beschrijft dat de convergentie verbeterd kan worden door een vertikale toroïdale afbuig-spoel korter te maken dan de bijbehorende zadelvormig·: gewonden horizontale spoel en door deze te plaatsen aangrenzend aan het voorste gebogen gedeelte van de horizontale afbuigspoel. Tot op heden is echter geen op-10 lossing geboden die volledig bevredigend is.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt het trilemmaprobleem verkleind door een kleurentelevisie-weergeefbuis met een horizontale in-li.jn bundel en een zelf convergerend zadel-toroldaal afbuigjuk waarin de lengteafmeting van de aktieve geleiderwikkeliigsnvan de zadelvormige 15 spoelen, die gelegen zijn tegen het hoomvormig uitlopende gedeelte van de omhulling van de buis niet groter is dan 1,2 maal de nominale buitendiameter van hethalsgedeelte van de beeldbuis. De longitudinale afmeting van de toroidale kern is dus niet groter dan de nominale afmeting van de buitendiameter van de hals van de beeldbuis met welke het afbuig-20 juk werkzaam is. Verder is deze relatief korte kern en vertikale spoel-opbouw in longitudinale zin geplaatst tussen de eindwikkelingen van de horizontale zadelvormige kernen zonder dat zij deze eindwindingen raken.

Deze combinatie minimaliseert het trilemma effect, verkleint de opgeslagen energie en resulteert ook in compact afbuigjuk hetgeen de koper- en 25 ferrietkosten verlaagt.

De uitvinding zal in het hiernavolgende nader worden besproken aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening, hierin toont: fig. 1 het convergentie-trilennnaprobleem gezien in het rechterboven-30 kwadrant van een televisie-weergeefscherm; fig. 2 in het algemeen een weergeefsysteem volgens de uitvinding en fig. 3 meer gedetailleerd de componenten van het afbuigjuk in de relatie tot de beeldbuis volgens de uitvinding.

In fig. 2 is een zelfconvergerend weergeefsysteem 10 volgens de uit-35 vinding voorzien vein een beeldbuis met glazen omhulling 12. Aan de voorzijde van de omhulling 12 is een frontplaat 11 op de binnenzijde waarvan --SS» 8301989 -4- een zich herhalend patroon van de rode, groene en blauwe fosforelementen 13 is aangebracht, welke het scherm van de beeldbuis vormt. De omhulling 12 omvat een hoomvormig of trechtervormig gedeelte 12b, dat in verbinding staat met een cilindrisch halsgedeelte 12a. Binnen de glazen 5 omhulling 12 is een elektronenkanonopbouw 15 bevestigd, welke drie horizontale in-li:jn bundels voortbrengt, die aangegeven zijn met R, B en G en door een apertuurmasker 14 gericht worden om hun respectieve fosfor kleur elementen 13 te treffen.

Naast de hals en de trechtervormige gedeelten 12a en 12b van de 10 glazen omhulling is een afbuigjuk 16 aangebracht. Het juk omvat een hoomvormig uitlopende cilindrische ferrietkern 17 met toroldaal daaromheen gewonden geleiderwindingen welke een paar toroldale vertikale af-buigspoelen vormen. Een paar zadelvormige spoelen 18 zijn omgeven door de hoomvormige kern en de vertikale spoelen en verzorgen de horizontale 15 afbuiging van de elektronenbundels. De kern en de spoelen zijn ten opzichte van elkaar bevestigd met behulp van een jukbevestiging 19. Aan de achterzijde van de jukopbouw 16 is een statische convergentie en zui-verheidsopbouw 20 aangebracht, welke van een conventioneel type kan zijn. De jukopbouw 16 is van het bovenstaand beschreven zelf-convergerende 20 type. Alhoewel er geen details getoond zijn, kan de jukopbouw 16 ten opzichte van de beeldbuis verplaatst worden door bijvoorbeeld de voorzij -de daarvan te kantelen, om het totale convergenUepatroon te optimaliseren. Het juk kan in de optimale positie bevestigd worden met behulp van rubber wiggen, die niet getoond zijn, welke geplaatst zijn tussen de 25 jukopbouw en de glazen omhulling 12.

Fig. 3 toont meer gedetailleerd een aanzicht in dwarsdoorsnede van het afbuigjuk en de beeldbuis volgens de uitvinding, zoals getoond in fig. 2. De opbouw van het afbuigjuk is in werkzaam verband met de beeldbuis getoond en is geplaatst aangrenzend aan het halsgedeelte 30 12a en het hoomvormig toelopende gedeelte 12b van de glazen omhulling.

De jukopbouw 16 is een weinig teruggetrokken van het hoornvormige gedeelte 12b getoond in een positie welke zuiverheid verschaft, maar waarbij de bundels nog steeds vrij zijn van het hoomvormige omhullings-gedeelte 12b gedurende de afbuiging, zodat er geen halsschaduw resul-35 teert. Het venstergedeelte van de horizontale zadelvormige afbuigspoe-len 18 bezit longitudinale afmeting b welke bepaald wordt door de voor- 8301989 .-5- ste en achterste groepen terugvoerende geleiders, welke weergegeven zijn door de gestippelde eindgedeelten van de geleiders in figuur 3. De ferrietkem 17 met de bijbehorende toroidaal gewonden vertikale afbuig-spoelen 21 is buiten de horizontale afbuigspoelen 18 geplaatst, welke 5 bevestigd zijn in de isolerende jukbevestiging 19. Men kan zien dat de totale longitudinale afmeting _e van de kern niet groter is dan de nominale afmeting ά van de buitendiameter van het halsgedeelte 12a van de glazen omhulling. Er wordt ook op gewezen dat de kern 17 binnen het ven-stergedeelte b van de horizontale afbuigspoelen gelegen is. De horizon-10 tale afbuigspoelen hebben een achterste gedeelte dat aangrenzend aan het halsgedeelte 12a van de glazen omhulling gelegen is en een hoomvormig uitlopend gedeelte dat aangrenzend aan het hoomvormige gedeelte 12b van de glazen omhulling gelegen is. Opgemerkt wordt dat de lengte van de aktieve geleiders van de spoelen, die aangrenzend aan het hoomvormige 15 gedeelte van de glazen omhulling gelegen zijn een longitudinale afmeting at hebben. De afmeting _a is niet groter dan 1,2 maal de afmeting d_ van de buitendiameter van de hals.

De positionering in lengterichting van de vertikale afbuigspoel ten opzichte van de horizontale afbuigspoel is zodanig dat het vertikale 20 afbuigcentrum FV geplaatst is achter het horizontale afbuigcentrum PH.

Deze relatieve positionering dient er toe om de trilemma-convergentie-fout, die in fig. 1 getoond is, te verminderen.

Het beperken van de longitudinale lengte van de kern en van de vertikale spoelen verkleint de benodigde hoeveelheid ferriet en koperen 25 geleider.

Verder dient de positionering van de kern 17 en de vertikale spoelen 21 achter de voorzijde van het venster van de horizontale spoel ertoe om· de Noord-Zuid kussenvervorming te verkleinen. Een tonvormig vertikaal afbuigveld veroorzaakt een Noord-Zuid kussenvervorming waarvan de 30 grootte toeneemt bij een toenemende horizontale afbuiging, zoals aan het uitgangseinde van het juk. De positionering van het tonvormige vertikale afbuigveld achter het uitgangseinde van het juk volgens opbouw uit fig. 3 dient ertoe om de noodzaak van extra kussencorrectiemiddelen weg te nemen, zoals permanente magneten die aan het uitgangseinde van het 35 juk geplaatst zijn.

Omdat de hoeveelheid horizontaal geleiders die gelegen zijn aan- 8301989 j v -6- grenzend aan het hoornvormige gedeelte van de glazen omhulling in hun langsrichting begrensd zijn, is ook de maximum diameter van de horizontale spoelen aan het uitgangseinde van het afbuig juk begrensd. Dit verkleint de benodigde hoeveelheid koperen geleider voor de horizontale 5 spoelen. Omdat de spoelen zich ook langs het halsgedeelte 12a van de glazen omhulling uitstrekken, wordt de afbuiggevoeligheid vergroot doordat de het veld veroorzakende geleiders dichter bij de bundels gelegen zijn. Derhalve resulteert een verkleining van de afbuigstroom. Dit vereenvoudigt de horizontale afbuigketen omdat er minder energie nodig is 10 om de bundels af te buigen. Omdat de opgeslagen energie van de horizontale spoelen gegeven wordt door de uitdrukking: . . LI2 opgeslagen energie = —-— waarin L de inductantie van de afbuigspoel en I de afbuigstroom is, 15 resulteert de verkleinde afbuigstroom in een kleinere opgeslagen energie. Een dergelijk ontwerp veroorzaakt een lagere warmtedissipatie en een grotere betrouwbaarheid.

De afmeting h_ in fig. 3 is eveneens de totale longitudinale lengte van de aktieve geleiders van dehcrizontale spoel. Hetverschilb minus a is de 20 longitudinale lengte van de rechte geleiders welke zich langs het cilindrischehalsgedeelte 12a van de glazen omhulling uitstrekken. De lengte b_ is volgens de uitvinding ten hoogste 1,6 maal d. Deze lengte b zal in het -algemeen afnemen bij een toenemende worp in de buis, waardoor de opgeslagen energie enigszins zal toenemen.

8301989

Claims (3)

1. Zelf-convergerend televisie-weergeefsysteem omvattende een kleuren- televisiebeeldbuis voorzien van een glazen omhulling met een cilindrisch halsgedeelte met een nominale buitendiameter aan een uiteinde van de beeldbuis/ dat een elektronenkanonopbouw omsluit voor het vormen van drie 5 horizontale in-lijn bundels, waarbij het halsgedeelte in verbinding staat met een hoomvormig uitlopend gedeelte van de omhulling, dat aan het andere einde van de beeldbuis een frontplaat omsluit met op het binnenoppervlak daarvan geplaatste gekleurde fosforelementen; en een zelf-convergerende afbuigjukopbouw welke een kussenvormig horizontaal 10 afbuigveld en een tonvormig vertikaal afbuigveld verschaft, bevestigd in werkzaam verband aangrenzend aan de hals en het hoomvormige gedeelte van de buis, welke jukopbouw een paar vertikale afbuigspoelen omvat, die toroldaal gewonden zijn rond een ferrietkem, en een paar diametraal tegenover elkaar geplaatste horizontale afbuigspoelen van het zadel-15 type, die geplaatst zijn aangrenzend aan het binnenvlak van de vertikale spoelen, waarbij elk van de horizontale zadelspoelen twee groepen actieve geleiderwikkélngen omvat, die in het algemeen longitudinaal gelegen zijn en aan hun respectievelijke voor- en achtereindgedeelten in verbinding staan met respectievelijke voorste en achterste groepen 20 terugvoerende geleiderwikkelingen waarbij de aktieve en terugvoerende geleidergedeelteneen venstergebied van de spoel vormen met een longitu-dinale afmeting, met het kenmerk, dat de longitudinale afmeting (a) van de actievewikkelingen aangrenzend aan het hoomvormig uitlopende omhul-linggedeelte niet groter is dan 1,2 maal de nominale afmeting (d) van 25 de buitendiameter van de hals, en dat de kern een longitudinale afmeting (e) bezit die niet groter is dan de nominale afmeting (d) van de buitendiameter van de hals en gelegen is binnen de longitudinale afmeting (b) vein het venstergebied een en ander zodanig dat deze teruggeplaatst is ten opzichte van de voorste terugvoerende geleidergroep en voorwaarts 30 geplaatst is ten opzichte van de achterste terugvoerende geleidergroep.

2. Zelf-convergerend televisie-weergeefsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de totale lengte (b) van de aktieve geleiderwikke- 8.30 1 9 89 i 'm -8- IjLngen in de longitudinale richting niet groter is dan 1,6 maal de nominale afmeting (d) van de buitendiameter van de hals.

3. Zelf-convergerend televisie-weergeefsysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het vlak (PV) van de piek in het vertikale af-5 buigveld achterwaarts gelegen is ten opzichte van het vlak (PH) van de piek in het horizontale afbuigveld. 3301989