NL9000530A - Schaduwmasker kleurenweergeefbuis. - Google Patents

Description

Schaduwmasker kleurenweergeefbuis.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefinrich-ting met een kleurenbeeldbuis met op een binnenoppervlak een langwerpig beeldscherm met een korte as en een lange as, met een vóór het beeldscherm geplaatst schaduwmasker met een arrangement van langwerpige ope-ningen, met een tegenover het beeldscherm geplaatst elektronenkanonsysteem voor het produceren van in één vlak gelegen elektronenbundels en met een zich tussen het elektronenkanonsysteem en het beeldscherm bevindend afbuigsysteem.

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

Een probleem bij dit type weergeefinrichtingen in de huidige vorm is de gevoeligheid voor landingsfouten als gevolg van thermisch of mechanisch geïnduceerde fouten in de masker-scherm afstand. Dit probleem is niet nieuw, maar zal nog manifester worden in toekomstige HDTV-systemen met aspect ratios groter dan 4:3, i.h.b. 16:9, omdat de horizontale afbuighoeken en dus de landingshoeken van de elektronenbundels in het horizontale vlak, bij gelijke diagonale afbuighoek, toenemen.

Een doel van de uitvinding is een oplossing te geven voor het bovenbeschreven probleem.

Een beeldweergeefinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat het vlak waarin de onafgebogen elektronenbundels liggen, evenwijdig is aan de korte as van het beeldscherm, dat het afbuigsysteem een eerste afbuigspoelenstelsel omvat voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak kussenvormig afbuigveld in de richting van de korte beeldschermas en een tweede afbuigspoelenstelsel voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak tonvormig afbuigveld in de richting van de lange beeldschermas en dat de longitudinale assen van de openingen in het schaduwmasker zich dwars op de korte beeldschermas uitstrekken.

De bovenaangeduide oplossing behelst een rotatie van kanonvlak, afbuigsysteem en openingen in het schaduwmasker over een hoek van 90° t.o.v. de conventionele oriëntatie. (Aan de zelf-convergerende eigenschappen, als die er zijn, wordt niets veranderd.)

De oriëntatie van het fosforpatroon (rode, groene en blauwe fosfortripletten) is hieraan aangepast.

De draaiing van de openingen in het schaduwmasker, mogelijk gemaakt door de draaiing van het elektronenkanonsysteem en het afbuigsysteem, zorgt voor een reductie van de termisch geïnduceerde masker bolling bij hoge bundelstromen en reduceert het effect van mechanische masker verplaatsingen (die het gevolg kunnen zijn van schokken of stoten van de buis, of van het doorlopen van een temperatuurcyclus tijdens de buisfabricage) op de landing van de elektronenbundels op het fosforpatroon. Het gaat hier met name om landingsfouten die geïnduceerd worden door een beweging van het schaduwmasker in een richting dwars op het beeldscherm. Een reductie van door de bovenbeschreven beïnvloedingen geïnduceerde landingsfouten met 50% blijkt mogelijk te zijn bij buizen met een beeldscherm aspect ratio van 4:3, en zelfs met 75% bij buizen met een beeldscherm aspect ratio van 16:9.

Het bovenbeschreven voordeel van de inventieve oriëntatie van de buisonderdelen kan als zodanig benut worden. Het kan echter volgens een eerste voorkeursvorm ook benut worden om schaduwmaskers van ijzer toe te passen in gevallen waarin anders schaduwmaskers van nikkel-ijzer ("invar-type") zouden moeten worden toegepast. Of het kan volgens een tweede uitvoeringsvorm benut worden om verhoogde bundelstromen toe te passen.

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

Figuur 1 een langsdoorsnede door een kleurenbeeldbuis voor een weergeefinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 schematisch een vooraanzicht van een kanonsysteem-afbuigspoelsysteem arrangement voor de beeldbuis van Figuur 1,

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

Figuur 4 een aanzicht van een schaduwmasker te gebruiken in een beeldbuis voor een weergeefinrichting volgens de uitvinding; en

Figuur 5 een aanzicht van een beeldscherm te gebruiken in combinatie met het schaduwmasker van Figuur 4,

Figuur 6 de vorm van een door het kanon-spoel arrangement van Figuur 2 volgens verticale lijnen afgetast raster.

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 2ar gevormd van luminescerende materialen voor de drie primaire kleuren rood, groen en blauw, en een schaduwmasker 5, dat dient als kleurselecteringsmiddel. Het beeldscherm kan een conventionele aspect ratio van 4:3 hebben. De voordelen van de uitvinding komen echter beter tot hun recht naarmate de aspect ratio groter dan 4:3 is. Beeldschermen voor beeldbuizen van HDTV-toepassingen kunnen b.v. een aspect ratio van 16:9 hebben.

Het halsgedeelte 4 bevat een elektronenkanon 6 voor het emitteren van elektronenbundels 7. Het trechtergedeelte 3 verbindt het paneelgedeelte 2 en het halsgedeelte 4, teneinde een vacuümvat te definiëren, en een afbuigsysteem 8 met twee stellen afbuigspoelen 9a, 9b en 10a, 10b (zie Figuur 2) is uitwendig gemonteerd in het overgangsgebied tussen de trechter en nekgedeelten. Het afbuigsysteem 8 is verbonden met een signaalgenerator 20 voor het aftasten van het beeldscherm 2a volgens rasters met aan één van de beeldschermzijden evenwijdige lijnen.

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 elektronenkanonsysteem 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 volgens Figuur 2 kan gebruikt worden om een beeldscherm af te tasten volgens rasters met een aantal aan de lange beeldschermas evenwijdige lijnen (Figuur 3).

Het schaduwmasker 5 dat in het kader van de uitvinding gebruikt wordt is een "spleten" masker met zich evenwijdig aan de lange as van het schaduwmasker uitstrekkende spieetvormige openingen 11 (Figuur 4). Dit schaduwmasker werkt in de beeldbuis 1 samen met een beeldscherm 2a met langwerpige fosforgebieden 12 (Fig. 5) die zich evenwijdig aan de lange as van het beeldscherm uitstrekken. Zoals hiervoor vermeld hebben bewegingen van het schaduwmasker in een richting dwars op het beeldscherm daardoor een aanzienlijk geringere invloed op de landing van de elektronenbundels op het fosforpatroon op het beeldscherm dan in het geval van het conventionele schaduwmasker met openingen dwars op de lange as.

Bij de aftasting ontstaat in het geval van het gebruik van een "verticale" zelf-convergerende buis-spoel combinatie een (kussenvormige) rastervertekening aan de lange zijden van het raster (Figuur 3). Geschiedt de aftasting volgens rasters met een aantal aan de lange as van het beeldscherm evenwijdige lijnen, dan is een dergelijke rastervertekening zowel langs elektronische weg als via het spoelontwerp moeilijk te corrigeren.

Wordt echter afgetast in een raster met een aantal aan de korte as van het beeldscherm evenwijdige lijnen (Figuur 5), dan is de rastervertekening 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) te corrigeren. De scan met de hoge frequentie vindt 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 kan op op zich bekende wijze het door spoelstelsel 19a, 19b voor afbuiging in x-richting opgewekte, in hoofdzaak tonvormige, afbuigveld een kussenvormige component hebben, en het door spoelenstelsel 20a, 20b (dat de laagste impedantie heeft en bij voorkeur het dichtst bij de elektronenbundels is geplaatst) voor afbuiging in y-richting opgewekte, in hoofdzaak kussenvormige, afbuigveld een tonvormige component hebben.

Opgemerkt wordt nog, dat in het geval dat aan de opneemzijde van het transmissiesysteem beelden afgetast worden in een raster met horizontale lijnen, een geheugen aan de ontvangzijde nodig is indien men wil aftasten in een raster met verticale lijnen (z.g. transposed scanning). Bij monitorbuizen voor data toepassingen kan b.v. de scan conversie in de gebruikte software plaatsvinden.

Opgemerkt wordt verder dat bij conventionele beeldbuizen met een (lijnen) schaduwmasker Moiré effect problemen optreden die des te groter worden naarmate de spot kleiner wordt. (Dit komt doordat in verticale richting modulatie van de transmissie plaats vindt t.g.v. de zich tussen de spieetvormige openingen bevindende dammetjes). Bij de conventionele beeldbuizen wordt de spot bij afbuiging in de richting van de spleten steeds smaller. Bij toepassing van een over 90° geroteerd spleten schaduwmasker, in combinatie met "verticaal" scannen, wordt de spot bij afbuiging in de richting van de spleten veel minder smal en is het Moiré effect probleem overeenkomstig geringer.

Claims (7)

1. Beeldweergeefinrichting met een kleurenbeeldbuis met op een binnenoppervlak een langwerpig beeldscherm met een korte as en een lange as, met een vóór het beeldscherm geplaatst schaduwmasker met een arrangement van langwerpige openingen, met een tegenover het beeldscherm geplaatst elektronenkanonsysteem voor het produceren van in één vlak gelegen elektronenbundels en met een zich tussen het elektronenkanonsysteem en het beeldscherm bevindend afbuigsysteem, met het kenmerk, dat het vlak waarin de onafgebogen elektronenbundels liggen evenwijdig is aan de korte as van het beeldscherm, dat het afbuigsysteem een eerste afbuigspoelenstelsel omvat voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak kussenvormig afbuigveld in de richting van de korte beeldschermas en een tweede afbuigspoelenstelsel voor het bij bekrachtiging opwekken van een in hoofdzaak tonvormig afbuigveld in de richting van de lange beeldschermas, en dat de longitudinale assen van de openingen in het schaduwmasker zich dwars op de korte beeldschermas uitstrekken.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het beeldscherm langwerpige fosforgebieden omvat waarvan de longitudinale assen zich dwars op de korte beeldschermas uitstrekken.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de combinatie van kleurenbeeldbuis en afbuigsysteem zelfconvergerend is.

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

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het schaduwmasker uit een materiaal bestaat dat hoofdzakelijk ijzer bevat.

6. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het elektronenkanonsysteem voorzien is van aansluitingen voor verbinding met een inrichting voor het realiseren van verhoogde bundelstromen.

7. Weergeefinrichting volgens conclusie 2, 3, 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat het afbuigsysteem voorzien is van aansluitingen voor verbinding met een signaalgenerator voor het aftasten van het beeldscherm volgens rasters met een aantal aan de korte beeldschermas evenwijdige lijnen.