NL8900935A - Beeldweergeefinrichting. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven. Beeldweergeefinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefinrichting met een kleurenbeeldbuis met op een binnenoppervlak een langwerpig beeldscherm met een korte as en een lange as en met drie tegenover het beelscherm geplaatste, in één vlak gelegen, elektronenkanonnen en met een zich tussen de elektronenkanonnen en het beeldscherm bevindend afbuigsysteem.

De bovenbeschreven weergeefinrichting is van een tot nu toe gebruikelijk type. Het vlak waarin de elektronenkanonnen liggen is daarbij evenwijdig aan de lange beelschermas. De door het afbuigsysteem bij bekrachtiging opgewekte orthogonale afbuigvelden hebben i.h.a. een zodanige verdeling, gezien in vlakken dwars op de as van de beeldbuis, dat de weergeefinrichting zelfconvergerend is.

Een probleem bij dit type beeldbuissystemen in de huidige vorm is de toename van de spotafmeting in de richting van de lange beeldschermas bij uitsturing in die richting. Dit probleem is niet nieuw, maar zal nog manifester worden in toekomstige HDTV-systemen.

Een doel van de uitvinding is een oplossing te geven voor het bovenbeschreven probleem (met behoud van zelf-convergerende eigenschappen).

Een beeldweergeefinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat het vlak waarin de elektronenkanonnen liggen, evenwijdig is aan de korte as van het beeldscherm, dat de beeldweergeefinrichting bestemd is voor verbinding met een signaalgenerator voor het aftasten van het beeldscherm in een raster met een aantal aan de korte beeldschermas evenwijdige lijnen en dat het afbuigsysteem een eerste afbuigspoelenstelsel omvat voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak kussenvormige afbuigveld in de richting van de korte beeldschermas en een in hoofdzaak tonvormig afbuigveld in de richting van de lange beeldschermas.

De bovenaangeduide oplossing behelst een rotatie van kanonvlak, afbuigsysteem en de aftastrichting met de hoogste frequentie naar een positie evenwijdig aan de korte beeldschermas. Aan de zelf- convergerende eigenschappen wordt niets veranderd.

Rotatie van het kanonvlak en afbuigsysteem heeft het voordeel dat de ongunstigste spotgroei per centimeter gericht is langs de korte buisas.

In huidige zelfconvergerende buis-spoelsystemen is de horizontale spotgroei per centimeter uitsturing langs de horizontale as groter dan de verticale spotgroei langs de verticale as. In gewone systemen is dit nog acceptabel, maar in (toekomstige) HDTV systemen niet meer. Dit betekent dat naarmate de verhouding van de korte beeldschermas tot de lange beeldschermas (de "aspect ratio") kleiner is, en i.h.b. kleiner is dan 3:4, (bij bepaalde HDTV-systemen is b.v. het gebruik van een 9:16-buis voorzien) toepassing van een geroteerd kanonvlak en afbuigsysteem t.a.v. de spotgroei steeds voordeliger wordt. Een dergelijke configuratie heeft echter een zowel elektronisch als spoeltechnisch moeilijk te corrigeren noord-zuid rastervertekening (de rastervertekening aan de lange zijden) dit in tegenstelling tot de oost-west rastervertekening (de rastervertekening aan de korte zijden), die elektronisch als ook spoeltechnisch eenvoudig corrigeerbaar is. Rotatie van de scanrichting met de grootste frequentie in de richting van de korte beeldscherm heeft het voordeel dat de oost-west rastervertekeningscorrectie dan spoeltechnisch eenvoudig realiseerbaar is, en de noord-zuid rastervertekeningscorrectie eenvoudig met een elektronische correctieschakeling te verwezenlijken is. Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding maakt hier gebruik van.

In een inrichting volgens de uitvinding kan tussen de elektronenkanonnen en het beeldscherm zowel een kleurselectiesysteem met gespannen draden als een met een masker met een (hexagonaal) patroon van ronde gaten gebruikt worden.

Een voorkeursvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft echter tot kenmerk, dat het beeldscherm langwerpige fosforgebieden omvat waarvan de longitudinale assen zich dwars op de korte zijden van het beeldscherm uitstrekken en dat tussen het beeldscherm en de elektronenkanonnen een kleurselectiesysteem is geplaatst dat een masker omvat met langwerpige openingen waarvan de longitudinale assen zich dwars op de korte zijden van het beeldscherm uitstrekken.

Het is fabricagetechnisch een voordeel, dat des te sterker spreekt naarmate het beeldscherm, en dus het masker, langwerpiger is, dat de langwerpige openingen zich in de lengterichting van het masker uitstrekken, i.p.v. dwars op de lengterichting, zoals bij conventionele beeldbuizen.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. Hierin toont

Figuur 1 een langsdoorsnede door een kleurenbeeldbuis;

Figuur 2 schematisch een vooraanzicht van een conventioneel kanonsysteem-afbuigspoelsysteem arrangement voor een kleurenbeeldbuis;

Figuur 3 de vorm van een door het kanon-spoel arrangement van Figuur 2 afgetast raster;

Figuur 4 schematisch een vooraanzicht van een kanonsysteem-afbuigspoelsysteem arrangement volgens de uitvinding;

Figuur 5 de vorm van een door het kanon-spoel arrangement van Figuur 4 volgens horizontale lijnen afgetast raster;

Figuur 6 schematisch een vooraanzicht van een kanonsysteem-afbuigspoelsysteem arrangement volgens de uitvinding;

Figuur 7 de vorm van een door het kanon-spoel arrangement van Figuur 6 volgens verticale lijnen afgetast raster;

Figuur 8 relatieve spotafmetingen in het rechtsboven kwadrant van het beeldscherm van een conventionele beeldbuis met 3:4 aspect ratio;

Figuur 9 relatieve spotafmetingen in het rechtsboven kwadrant van het beeldscherm van een conventionele beeldbuis met 9:16 aspect ration;

Figuur 10 relatieve spotafmetingen in het rechtsboven kwadrant van het beeldscherm van een beeldbuis van een weergeefsysteem volgens de uitvinding;

Figuur 11 een aanzicht van een schaduwmasker te gebruiken in een beeldbuis voor een weergeefinrichting volgens de uitvinding; en

Figuur 12 een aanzicht van een beeldscherm te gebruiken in combinatie met het schaduwmasker van Figuur 11.

Zoals getoond in Figuur 1 heeft een kleurenelektronenstraalbuis 1 algemeen een paneelgedeelte 2, een trechtergedeelte 3, en een halsgedeelte 4.

Het paneelgedeelte 2 is voorzien van een fluorescerend beeldscherm 2a, gevormd van luminescerende materialen voor drie primaire kleuren rood, groen en blauw, en een schaduwmasker 5, dat dient als kleurselecteringsmiddel.

Het halsgedeelte 4 bevat een elektronenkanon 6 voor het emitteren van elektronenbundels 7. Het trechtergedeelte 3 vverbindt het paneelgedeelte 2 en het halsgedeelte 4, teneinde een vacuumvat te definiëren, en een afbuigjuk 8 is uitwendig gemonteerd in het overgangsgebied tussen de trechter en nekgedeelten.

Het elektronenkanon 6, aangebracht in het halsgedeelte 4, is van het in-lijn type.

Figuur 2 toont drie in één vlak gelegen elektronbundels R, G, B die opwekbaar zijn door elektronenkanonsyteem 6. Voor afbuiging van de elektronenbundels over een beeldscherm in een richting evenwijdig aan het vlak van de onafgebogen bundels dient een afbuigspoelenpaar 9a, 9b en voor afbuiging in een richting dwars op dat vlak dient een afbuigspoelenpaar 10d, 10b. In het getekende geval zijn beide spoelenparen als zadelspoelen getekend. Ze kunnen echter ook als toroldale spoelen uitgevoerd zijn, i.h.b. het spoelenpaar 10a, 10b.

Het arrangement van elektronenkanonsysteem 6 en afbuigspoelensysteem in Figuur 2 is conventioneel. In conventionele beeldweergeefsystemen wordt een dergelijk arrangement gebruikt om een beeldscherm af te tasten in een raster met een aantal aan de lange beeldschermas evenwijdige lijnen (Figuur 3).

Bij gebruik van een zelfconvergerende buis-spoelcombinatie ontstaat in dit geval een typische (kussenvormige) rastervertekening aan de korte zijden van het raster. Deze is op eenvoudige wijze (m.b.v. een elektronische correctieschakeling) corrigeerbaar. Aan de lange zijden van het raster optredende rastervertekening is niet op eenvoudige wijze lang elektronsiche weg corrigeerbaar en wordt meestal gecorrigeerd door maatregelen in het afbuigspoelensysteem zelf. Zoals aan de hand van Figuur 8 verduidelijkt wordt is de spotgroei in y-richting gering, doch in x-richting aanzienlijk. Figuur 8 is representatief voor de spotgroei bij een conventionele zelf-convergerende buis-spoel combinatie met een 3:4 aspect ratio. Bij kleinere aspect ratio's wordt het nadelige effect van spotgroei in x-richting nog sterker. Dit wordt verduidelijkt aan de hand van Figuur 9 die representatief is voor de spotgroei bij een beeldbuis met een 9:16 aspect ratio.

In het geval van een beeldbuis met een (geroteerd) vlak van het kanonsysteem 16 en afbuigspoelsysteem 18 (Figuur 4) kan de spotgroei in x-richting sterk verminderd worden, omdat in dat geval de ongunstige spotgroei per afstandseenheid in de richting van de korte beeldschermas is. Dit wordt verduidelijkt aan de hand van Figuur 10, die representatief is voor de spotgroei bij een dergelijke beeldbuis met een 9:16 aspect ratio. Bij aftasting in een raster met een aantal aan de lange as van het beeldscherm evenwijdige lijnen ontstaat in dit geval een (kussenvormige) rastervertekening aan de lange zijden van het raster (Figuur 5). Een dergelijke rastervertekening is zowel elektronisch als spoeltechnisch moeilijk te corrigeren, dit in tegenstelling tot de rastervertekening volgens Figuur 3.

Volgens de uitvinding wordt nu afgetast in een raster met een aantal aan de korte as van het beeldscherm evenwijdige lijnen, waardoor de rastervertekeningscorrectie aan de lange zijden van het raster op eenvoudige wijze met een elektronische correctieschakeling (die de amplitude van de afbuigspanningen die aan het in y-richting afbuigende spoelenstelsel 20a, 20b toegevoerd worden moduleert) realiseerbaar is. De scan met de hoge frequentie vind in dit geval dus in de richting van de korte beeldschermas plaats en de scan met de lage frequentie in de richting van de lange beeldschermas. Om zelfconvergentie te realiseren is de veldverdeling van het door voor afbuiging in x-richting spoelenstelsel 19a, 19b opgewekte afbuigveld tonvormig en de veldverdeling van het door spoelenstelsel 20a, 20b (dat de laagste impedantie heeft en bij voorkeur het dichtst bij de elektronenbundels is geplaatst) opgewekte afbuigveld voor afbuiging in y-richting kussenvormig.

Het schaduwmasker dat gebruikt wordt kan bijvoorbeeld een (hexagonaal) gatenmasker zijn, maar zoals hiervoor reeds opgemerkt, heeft het fabricagetechnische (o.a. etstechnische) voordelen om i.h.b. bij beeldbuizen met een aspect ratio kleiner dan 3:4, een "spleten" masker te gebruiken met zich evenwijdig aan de lange as van het schaduwmasker uitstrekkende spleten. Dit schaduwmasker wekt dan in de beeldbuis samen met een beeldscherm met langwerpige fosforgebieden die zich evenwijdig aan de lengte as van het beeldscherm uitstrekken.

Opgemerkt wordt nog, dat in het geval dat aan de opneemzijde van het transmissiesysteem beelden afgetast worden in een raster eet horizontale lijnen, een geheugen aan de ontvangzijde nodig is om af te kunnen tasten (zg. transposed scanning) in een raster met verticale lijnen. Dit is op zich echter niet prohibitief voor toepassing van de uitvinding. Bij monitorbuizen voor data toepassingen kan b.v. de scan conversie in de gebruikte software plaatsvinden.

Opgeaerkt wordt nog dat bij conventionele beeldbuizen net een (lijnen) schaduwaasker Moiré effect problemen optreden die des te groter worden naarnate de spot kleiner wordt. (Dit komt doordat in verticale richting modulatie van de transmissie plaats vindt t.g.v. de zich tussen de spleetvoraige openingen bevindende dammetjes). Bij de conventionele beeldbuizen wordt de spot bij afbuiging in de richting van de spleten steeds smaller (Fig. 9). Bij toepassing van een over 90° geroteerd spleten schaduwaasker volgens de uitvinding, in combinatie met verticaal scannen, wordt de spot bij afbuiging in de richting van de spleten veel minder smal (Fig. 10) en is het Moiré effect probleem overeenkomstig geringer.

Claims (5)

1. Beeldweergeefinrichting met een kleurenbeeldbuis met op een binnenoppervlak een langwerpig beeldscherm met een korte as en een lange as en met drie tegenover het beeldscherm geplaatste, in één vlak gelegen, elektronenkanonnen en met een zich tussen de elektronenkanonnen en het beeldscherm bevindend afbuigsysteem, met het kenmerk, dat het vlak waarin de elektronenkanonnen liggen evenwijdig is aan de korte as van het beeldscherm, dat de beeldweergeefinrichting bestemd is voor verbinding met een signaal generator voor het aftasten van het beeldscherm in een raster met een aantal aan de korte beeldscherm as evenwijdige lijnen en dat het afbuigsysteem een eerste afbuigspoelenstelsel omvat voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak kussenvormig afbuigveld in de richting van korte beeldschermas en een in hoofdzaak tonvormig afbuigveld in de richting van de lange beeldschermas.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kleurenbeeldbuis met afbuigsysteem zelfconvergerend is.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de beeldbuis een aspect ratio van minder dan 3:4 heeft.

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste afbuigspoelenstelsel bestemd is voor verbinding met een bekrachtigingsinrichting die een elektronische correctieschakeling omvat voor het corrigeren van geometrische rasterfouten aan de lange zijden van het gevormde raster.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het beeldscherm langwerpige fosforgebieden omvat waarvan de longitudinale assen zich dwars op de korte zijden van het beeldscherm uitstrekken en dat tussen het beeldscherm en de elektronenkanonnen een kleurselectiesysteem is geplaatst dat een masker omvat met langwerpige openingen waarvan de longitudinale assen zich dwars op de korte zijden van het beeldscherm uitstrekken.