NL8802194A

NL8802194A - Coma-gecorrigeerd beeldweergeefsysteem.

Info

Publication number: NL8802194A
Application number: NL8802194A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1990-04-02
Also published as: JPH02256141A; EP0361571B1; DE68915671D1; KR0151130B1; EP0361571A1; DE68915671T2; US4962333A; JP2771624B2; KR900005805A

Description

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeef-systeem met een kleurenbeeldbuis die een hals met een elektronenkanonsamenstel voor het opwekken van drie in een vlak gelegen elektronenbundels bevat, en met een elektromagnetische afbuigeenheid die om de wegen van de elektronenbundels die het elektronenkanonsamenstel hebben verlaten heenligt, welke afbuigeenheid is voorzien van een lijnafbuigspoel van het zadeltype met een voorste en een achterste uiteinde voor het afbuigen van in de beeldbuis opgewekte elektronenbundels in een horizontale richting; een de lijnafbuigspoel omgevende jukring van ferromagnetisch materiaal met zich dwars op de buisas uitstrekkende voorste en achterste eindvlakken, en een uit twee diametraal geplaatste helften bestaande beeldafbuigspoel, met eveneens een voorste en een achterste uiteinde, voor het afbuigen van in de beeldbuis opgewekte elektronenbundels in vertikale richting, waarbij de door het elektronenkanonsamenstel opgewekte elektronenbundels in de richting van de achterste naar de voorste uiteinden door de afbuigspoelen gaan. Afbuigeenheden van het hierboven beschreven type kunnen een beeldafbuigspoel van het zadeltype hebben of een beeldafbuigspoel van het toroldaal op de jukring gewikkelde type. In het laatste geval spreekt men van hybride afbuigeenheden.

Sedert enige tijd is een kleurenbeeldbuis in zwang geko-en, waarbij drie elektronenbundels in één vlak worden toegepast, het type van een dergelijke kathodestraalbuis wordt wel aangeduid als "in-line". Daarbij wordt voor het verminderen van convergentiefouten van de elektronenbundels gebruik gemaakt van een afbuigeenheid met een lijnafbuigspoel die een lijnafbuigveld van het kussenvormige type opwekt, en met een beeldafbuigspoel die een beeldafbuigveld van het tonvormige type opwekt.

Afbuigeenheden voor in-line kleurenbeeldbuis systemen zijn o.g.v. het Haantjes en Lubben-principe volledig zelfconvergerend te maken, dat wil zeggen bij een ontwerp van de afbuigeenheid dat convergen- tie van de drie elektronenbundels op de assen waarborgt, zijn tegelijker tijd eventuele convergentiefouten in de hoeken nul te krijgen.

Om eventueel resterende convergentiefouten van het beeldcomatype te corrigeren wordt in de praktijk veelal gebruik gemaakt van correctiemiddelen die bestaan uit aan het uiteinde van het elektronenkanonsamenste1 om de banen van de buitenste elektronenbundels geplaatste ringen van magnetisch geleidend materiaal die de buitenbundels in zekere mate afschermen tegen de invloed van de afbuigvelden (z.g. "fieldshapers"). Een nadeel van het gebruik van deze soort correctiemiddelen is, dat de spots van de buitenbundels een zekere mate van vaagheid vertonen, waardoor beeldweergeefsystemen die er gebruik van maken niet aan hoge eisen wat betreft spotscherpte kunnen voldoen.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een beeldweergeefsysteem van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen met een coma correctiemiddel dat een verbeterde spotscherpte mogelijk maakt.

Een beeldweergeefsysteem volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat bij het achterste uiteinde van de afbuigeenheid, in hoofdzaak tussen het achterste uiteinde en het elektronenkanonsamenstel, een eerste paar zich in het genoemde vlak symmetrisch t.o.v. de buisas axiaal uitstrekkende poolschoenen van magnetiseerbaar materiaal is geplaatst, welke poolschoenen magnetisch met elkaar gekoppeld zijn.

De uitvinding berust erop dat de twee op de bovenbeschreven wijze in het beeldafbuigveld geplaatste poolschoenen, die magnetisch met elkaar gekoppeld zijn en dus in bedrijf dezelfde magnetische potentiaal hebben, afbuigveld wegnemen (waardoor de afbuiging minder wordt), waarbij voor de buitenbundels meer veld wordt weggenomen dan voor de middenbundel. Hierdoor kan coma worden gecorrigeerd met minder bijwerkingen dan bij toepassing van de conventionele coma-correctiemiddelen optreedt.

Om de poolschoenen magnetisch met elkaar te koppelen zijn ze volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding aan hun kanonzijdige uiteinden verbonden door een om de wegen van de elektronenbundels heen liggend ringvormig element van magnetisch geleidend materiaal. Dit ringvormige element vergemakkelijkt bovendien hun assemblage. De poolschoenen kunnen zowel binnen als buiten (het nekgedeelte van) de beeldbuis geplaatst zijn en een vorm hebben die zich conformeert aan de vorm van de buiswand.

Als de poolschoenen binnen in de beeldbuis zijn geplaatst kan het ringvormige element met voordeel dienen om de poolschoenen aan de centreercup van het elektronenkanonsamenstel te bevestigen, b.v. aan de bodem ervan. Het coma-corrigerende effect van de poolschoenen hangt af van de sterkte van het beeldafbuigveld in het gebied waar ze zich bevinden. Hoe sterk het beeldafbuigveld in het onderhavige, in hoofdzaak tussen de beeldafbuigspoel en het elektronenkanonsamenstel liggende, gebied is hangt van het ontwerp van de afbuigeenheid af.

In die gevallen dat het beeldafbuigveld in het gebied van de poolschoenen voor dit doel te zwak is, biedt de uitvinding een oplossing, die gekenmerkt wordt, doordat aan de afbuigeenheid magnetisch permeabele middelen zijn toegevoegd die een oriëntatie en positie hebben voor het in de richting van het elektronenkanon verlengen van het beeldafbuigveld.

Een zeer geschikte uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat de afbuigeenheid bij zijn achterste uiteinde is voorzien van tweede en derde volgens de vertikale afbuigrichting georiënteerde paren van op de hoekpunten van een vierkant geplaatste, zich axiaal uitstrekkende, poolschoenen, waarbij het centrum van het vierkant op de buisas ligt en één stel tegenover elkaar liggende vierkantszijden evenwijdig is aan de vertikale afbuigrichting, waarbij het tweede paar poolschoenen magnetisch gekoppeld is met een eerste zijdevan de jukring, en het derde paar poolschoenen magnetisch gekoppeld is met de daartegenover liggende zijde van de jukring, welke zijden in bedrijf tegengestelde magnetische potentialen hebben waarbij de ene poolschoen van het eerste paar zich tussen de poolschoenen van het tweede paar bevindt en de andere poolschoen zich tussen de poolschoenen van het derde paar bevindt.

Met behulp van de tweede en derde paren poolschoenen wordt afbuigveld toegevoegd (waardoor extra afbuiging ontstaat waarbij de middenbundel meer wordt afgebogen dan de buitenbundels). Dit veld heeft een dipoolcomponent en een zespoolcomponent met het zelfde teken als de dipoolcomponent. De poolschoenen van het eerste paar nemen afbuigveld weg (waardoor de afbuiging minder wordt), waarbij voor de buitenbundels neer veld wordt weggehaald dan voor de middenbundel. Uitgedrukt in multipolen betekent dit dat de eerste poolschoenen zorgen voor een zespoolveldcomponent met een dipoolveldcomponent met tegengesteld teken. De configuratie van poolschoenen kan nu zo gedimensioneerd worden, dat de buitenbundels gediscrimineerd worden zonder dat er extra afbuiging ontstaat. M.a.w. er blijft een relatief zuivere zespoolveldcoaponent over die er voor zorgt dat het groene raster (van de middenbundel) blijft staan, terwijl de plaatsen van het rode en blauwe raster (van de buitenbundels) gecorrigeerd worden.

Enige uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Daarin toont

Fig. 1 schematisch een zijaanzicht van een kleurenbeeldbuis met afbuigeenheid volgens de uitvinding;

Fig. 2 schematisch een bovenaanzicht van de kleurenbeeldbuis van Fig. 1;

Fig. 3 een perspectivisch aanzicht van het bij de beeldbuis uit fig. 1 en 2 toegepaste coma-correctiemiddel;

Fig. 4 een perspectivisch aanzicht van een elektronenkanonsysteem voorzien van een coma-correctiemiddel van het in fig. 3 getoonde type;

Fig. 5 een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van magnetisch permeabele middelen voor het verlengen van het beeldafbuigveld;

Fig. 6 een perspectivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van magnetisch permeabele middelen voor het verlengen van het beeldafbuigveld;

Fig. 7 een perspectivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm van magnetisch permeabele middelen voor het verlengen van het beeldafbuigveld;

Fig. 8 een combinatie van beeldveld verlengde middelen en coma-corrigerende middelen volgens de uitvinding;

Fig. 9 schematisch in doorsnede drie verschillende poolschoencombinaties voor het t.b.v. beeldcoma-correctie beïnvloeden van het beeldafbuigveld; en

Fig. 10 een achteraanzicht van een jukring met een zadelvormige beeldafbuigspoel, geschikt voor toepassing in een afbuigeenheid bij een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont - schematisch - een aanzicht van een verticale doorsnede door een kleurenbeeldbuis 1 van het "in-line" type met een beeldscherm 2, een buishals 3 en drie in één vlak liggende elektronenkanonnen 4. Een op de beeldbuis bevestigde afbuigeenheid 5 bevat een jukring 6, een zadelspoel 7 voor de horizontale afbuiging (de zogenaamde lijnafbuigspoel) en een toroldale spoel 8 voor de verticale afbuiging (de zogenaamde beeldafbuigspoel).

De jukring 6 heeft een kanonzijdig uiteinde 9, de beeldafbuigspoel 8 heeft een kanonzijdig uiteinde 10, en de lijnafbuigspoel 7 heeft in dit geval een flensvormig kanonzijdig uiteinde 11.

De beeldbuis 1 draagt verder een paar magnetisch permeabele poolschoenen 12 en 13 (zie ook fig. 2) die symmetrisch t.a.v. de as van de buis in het vlak van de elektronenkanonnen 4 (het x-z vlak) liggen. De magnetisch permeabele poolschoenen zijn magnetisch met elkaar gekoppeld, in dit geval met behulp van een ring 14 van magnetisch permeabel materiaal. De combinatie van poolschoenen 12, 13 met ring 14, welke combinatie als coma-correctiemiddel dient, is apart getoond in fig. 3. Deze combinatie is in de fig. 2 en 3 getoonde situatie op de buitenzijde van de nek 3 van de beeldbuis 1 aangebracht, maar kan op alternatieve wijze binnenin de nek 3 van de beeldbuis 1 aangebracht zijn. In het laatste geval kan de combinatie, zoals getoond in fig. 4 op praktische wijze gemonteerd worden door de ring op de bodem 50 van de centreereup 51 van het elektronenkanon 4 te bevestigen. Door de combinatie van fig. 3 wordt het beeldafbuigveld beïnvloed: er wordt beeldafbuigveld weggenomen (waardoor de afbuiging minder wordt), waarbij voor de buitenste elektronenbundels meer veld wordt weggehaald dan voor de middenbundel. Hoe effectief dit middel is hangt af van de sterkte van het beeldafbuigveld op de plaats waar ze zich bevinden. Indien nodig, dan kan het beeldafbuigveld "verlengd" worden m.b.v. middelen zoals b.v. in fig. 5, 6 en 7 getoond.

Fig. 5 toont een velddistributiemiddel 15 dat voorzien is van twee poten 16, 17 van magnetisch permeabel materiaal waarmee magneetflux uit de jukring 6 kan worden opgenomen. De poten 16, 17 kunnen daartoe b.v. langs de zijkanten van de jukring 6 geplaatst worden. Aan de kanonzijdige uiteinden van de poten 16, 17 bevinden zich twee gebogen elementen 18, 19 van magnetisch permeabel materiaal, symmetrisch t.o.v. het y-z vlak.

Fig. 6 toont een voor een afbuigeenheid bestemde jukring 20 waarop een beeldafbuigspoel 21 toroldaal is gewikkeld. Blokjes 22, 23 van magnetisch permeabel materiaal zijn bij het kanonzijdige (smalle) uiteinde van de jukring 20 aangebracht.

Fig. 7 toont een inrichting 24 met twee poten 25, 26 van magnetisch permeabel materiaal voor het, op vergelijkbare wijze als bij fig. 5 besproken, opnemen van magneetflux uit de jukring 6. De opgenomen magneetflux wordt op een meer naar het kanonsysteem gelegen positie herverdeeld m.b.v. vier poolschoenen 27, 28, 29, 30.

Fig. 8 toont een combinatie van een inrichting van het type van fig. 7 met een coma-correctiemiddel van het type van fig. 3. Deze combinatie 31 heeft eerste poolschoenen 32, 33 die magnetisch met elkaar gekoppeld zijn door middel van een ring 34 van magnetisch permeabel materiaal, alsmede tweede poolschoenen 35, 36 die met een magnetisch permeabele flux opneempoot 39 verbonden zijn en derde poolschoenen 37, 38 die met een magnetisch permeabele poot 40 verbonden zijn.

Wat met behulp van de bovenbeschreven poolschoenparen bereikt wordt is het volgende. In bedrijf wekken de vier poolschoenen van het tweede en derde paar, die met tegenover elkaar liggende, op tegengestelde magnetische potentialen staande, delen van de yokering zijn gekoppeld, een zespoolveld op. Dit is echter een onzuiver zespoolveld, omdat met vier poolschoenen onvermijdelijk ook een dipoolveldcomponent opgewekt wordt. (Fig. 9B). De uitvinding berust op het inzicht dat hoe zuiverder dit zespoolveld is (d.w.z. hoe minder andere veldcomponenten, i.h.b. dipoolveldcomponenten, het bevat), hoe effectiever coma-fouten gecorrigeerd kunnen worden. In het kader van de uitvinding wordt het opwekken van een zuiverder zespoolveld bereikt door plaatsing van de poolschoenen van het eerste paar tussen de poolschoenen van het tweede en derde paar. Door deze poolschoenen van geschikte (magnetische) potentialen te voorzien kan een zuiverder zespoolveld opgewekt worden dan met vier poolschoenen mogelijk is. In het ideale geval hebben de poolschoenen van het eerste paar in bedrijf potentialen die tegengesteld van teken zijn aan de potentialen van de poolschoenen waar ze tussen liggen (Fig. 9A). De constructieve realisatie hiervan is echter gecompliceerd, zodat het in veel gevallen de voorkeur zal verdienen de poolschoenen in kwestie magnetisch met elkaar te koppelen, waardoor ze dezelfde potentiaal krijgen (Fig. 9C), Deze oplossing kan worden geoptimaliseerd door de magnetisch met elkaar gekoppelde poolschoenen zich tot dichter bij het elektronenkanon te laten uitstrekken dan de poolschoenen van de velddistributie-inrichting (zie fig. 8).

In het geval van een toroldaal gewikkelde beeldspoel (fig. 1, 2), en in het geval van een zadelvormige beeldspoel met een flensloos kanonzijdig uiteinde, kunnen de fluxopneempoten van een structuur zoals die in fig. 8 eenvoudig langs de zijkanten van de jukring geplaatst worden. In het geval van een zadelvormige beeldspoel met een flens aan het kanonzijdige uiteinde is het echter, zoals in fig. 10 getoond, noodzakelijk om het kanonzijdige uiteinde 41 van de beeldafbuigspoel 42 zodanig te vormen dat aan weerskanten van het symmetrievlak van de lijnafbuigspoel (het x-z vlak) gelegen gebieden A en B van het kanonzijdige uiteinde 49 (de kopse kant) van de jukring 44 bereikbaar zijn. De gebieden waar de magnetisch permeabele delen 39 en 40 magnetische flux aan moeten onttrekken, A en B, zijn in fig. 10 met pijlen aangegeven. M.a.w. de binnenkanten van de zadelkoppen van het kanonzijdige beeldafbuigspoeluiteinde 41 moeten voldoende hoog zijn om het kanonzijdige uiteinde 43 van de jukring 44 plaatselijk vrij te laten. Ter wille van de duidelijkheid is in fig. 10 de lijnafbuigspoel weggelaten. Ook de lijnafbuigspoel moet natuurlijk de toegang tot de gebieden A en B van het kanonzijdige uiteinde 43 van de jukring 44 mogelijk maken, doch hiervoor behoeven in het algemeen geen bijzondere maatregelen genomen te worden. Wel moet er voor gezorgd worden dat de zadelkoppen van het kanonzijdige lijnafbuigspoeluiteinde een voldoende groot gebied aan weerszijden van het y-z vlak open laten om de jukring 44 te kunnen bereiken met magnetische permeabele delen 39 en 40 van enige hoogte h (zie fig. 8). Tenslotte zal duidelijk zijn dat ook de (in de figuren niet getoonde) drager van de beeldafbuigspoel 42 openingen moet hebben om de gebieden A en B van de jukring 43 te kunnen bereiken met de magnetisch permeabele delen 39 en 40.

Het opnemen van flux aan de kopse kant van de jukring beperkt zich uiteraard niet tot het bovenbeschreven geval.

Afbuigeenheden met een toroldaal gewikkelde beeldafbuigspoel of met een zadelvoriige beeldafbuigspoel aet een flensloos kanonzijdig uiteinde bieden deze mogelijkheid ook.

Claims

1. Beeldweergeefsysteem met een kleurenbeeldbuis die een hals met een elektronenkanonsamenstel voor het opwekken van drie in één vlak gelegen elektronenbundels bevat, en met een elektromagnetische afbuigeenheid die om de wegen van de elektronenbundels die het elektronenkanonsamenstel hebben verlaten heenligt, welke afbuigeenheid is voorzien van een lijnafbuigspoel van het zadeltype met een voorste en een achterste uiteinde voor het afbuigen van in de beeldbuis opgewekte elektronenbundels in horizontale richting; een de lijnafbuigspoel omgevende jukring van ferromagnetisch materiaal met zich dwars op de buisas uitstrekkende voorste en achterste eindvlakken; en een uit twee diametraal geplaatste helften bestaande beeldafbuigspoel, met eveneens een voorste en een achterste uiteinde, voor het afbuigen van in de beeldbuis opgewekte elektronenbundels in vertikale richting, waarbij de door het elektronenkanonsamenstel opgewekte elektronenbundels in de richting van de achterste naar de voorste uiteinden door de spoelen van de afbuigeenheid gaan, met het kenmerk, dat bij het achterste uiteinde van de afbuigeenheid, in hoofdzaak tussen het achterste uiteinde en het elektronenkanonsamenstel, een eerste paar zich in het genoemde vlak symmetrisch t.o.v. de buisas axiaal uitstrekkende poolschoenen van magnetiseerbaar materiaal is geplaatst, welke poolschoenen magnetisch met elkaar gekoppeld zijn.

2. Beeldweergeefsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de poolschoenen van het eerste paar aan hun naar het elektronenkanonsamenstel gekeerde uiteinden verbonden zijn door een om de wegen van de elektronenbundels heen liggend ringvormig element van magnetisch geleidend materiaal.

3. Beeldweergeefsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat aan de afbuigeenheid magnetisch permeabele middelen zijn toegevoegd die een oriëntatie en positie hebben voor het naar het elektronenkanon toe verlengen van het beeldafbuigveld.

4. Beeldweergeefsysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de afbuigeenheid bij zijn achterste uiteinde is voorzien van tweede en derde volgens de vertikale afbuigrichting georiënteerde paren van op de hoekpunten van een vierkant geplaatste, zich axiaal uitstrekkende, poolschoenen, waarbij het centrum van het vierkant op de buisas ligt en één stel tegenover elkaar liggende vierkantszijden evenwijdig is aan de vertikale afbuigrichting, waarbij het tweede paar poolschoenen magnetisch gekoppeld is met een eerste zijde van de jukring, en het derde paar poolschoenen magnetisch gekoppeld is met de daartegenover liggende zijde van de jukring, welke zijden in bedrijf tegengestelde magnetische potentialen hebben, waarbij de ene poolschoen van het eerste paar zich tussen de poolschoenen van het tweede paar bevindt en de andere poolschoen zich tussen de poolschoenen van het derde paar bevindt.