NO135807B - - Google Patents

Description

Fargebilledrør-

Foreliggende oppfinnelse angår et fargebilledrør som omfatter kolbe med billedskjerm og en kolbehals med en elektronkanon til frembringelse av en flerhet koplanare "in line" stråler, som skal treffe de respektive fluorescerende fargeelementer på billedskjermen. Fargebilledrøret har videre et torusformet avbøyningsåk som tilføres energi for å bringe strålene til å sveipe over de respektive rastere på billedskjermen, og åket er stillbart på halsen. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til sammenstilling av fargebilledrørets forskjellige deler og komponenter.

De vanlige typer fargefjersynsmottakere har billedrør med skyggemaske og en elektronkanon av deltatypen der tre elektronstråler som kommer fra hjørnene av en trekant avbøyes for å avsøke et raster på den fluorescerende skjerm. Det er her viktig at elektronstrålene konvergerer i alle punkter på skjermen slik at de tre forskjellige fargerastere blir liggende på hverandre. For dette formål er det vanlig praksis å benytte et elektro-magnetisk dynamisk korreksjonsapparat for konvergens anbrakt rundt halsen på fargebilledrøret i det område der strålene forlater kanonen. Dette korreksjonsapparat består vanligvis av tre elektromagneter anbrakt rundt tre innvendige polsko i billed-røret, og magnetene tilføres strøm med linje- og feltsøkehastig-hetene for dynamisk styring av den korreksjon som gis de respektive stråler for å sikre tilfredsstillende konvergens i alle punkter på skjermen. De bølgeformer somtilføres elektromagnetene kan på passende måte reguleres for å gi den ønskede korreksjon. Selv om den dynamiske korreksjonsapparatur virker tilfredstil-lende er • den forholdsvis komplisert og derfor kostbar, noe som øker prisen på en fargefjernsynsmottaker. Det forhold at appa-raturen er kompleks krever også tid for riktig innstilling.

Fargebilledrør som benytter tre horisontale "in line" elektronstråler har vært benyttet i enkelte tilfelle som erstat-ning for delta kanonrørene for å forenkle det utstyr som kreves til å frembringe konvergens av strålene. For eksempel kan i et fargebilledrør som benytter tre horisontale "in line" stråler og en billedskjerm med fluorescerende elementer i form av vertikale, forskjellig fargede fluorescerende striper, det utstyr som gir dynamisk konvergens forenkles vesentlig på tross av at dynamisk konvergens fortsatt kreves.

Det ville av disse årsaker være ønskelig å komme frem

til et fargebilledrør som ikke krever dynamisk konvergenskorreksjon, og i henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at det torusformede avbøyningsåk, som har slike innvendige dimen-sjoner at det blir mulig å forskyve åket på tvers av kolbens hals tilsluttes anordninger som innrettes til ved justering å

stille åket i tverretningen i forhold til billedrøret.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-

gitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene der:

Fig. 1 viser et system i henhold til oppfinnelsen for

å frembringe konvergens av et flertall linjestilte stråler, .

fig. 2 viser karakteristikken av et magnetisk avbøy-ningsfelt generert av avbøyningsåket vist på fig. 1, fig. 3 og 4 viser virkningen av det magnetiske avbøy- • ningsfelt på fig. 2 på de to ytre elektronstråler vist på fig'.... 1..

fig. 5 er et delvis tverrsnitt av avbøyningsåket ,og £ ■ '• 'V...^..'-.. * billedrøret på fig. 1. V<*->,-

På fig. 1 er det vist et system i henhold til oppfinnelsen for å frembringe konvergens av et flertall linjestilte elektronstråler. Fig. 1 viser de prinsipale komponenter i en fargefjernsynsfremviser. Et fargebilledrør består av en glass-beholder 11. I en ende av beholderen 11 er anbrakt en gjennom-skinnelig frontplate 12 på hvis innside er anbrakt gjentatte grupper av blå, røde og grønne fosforelementer 13a, 13b og 13c.

I kort avstand fra fosforelementene er anbrakt en aperturmaske

14, hvori er utformet et flertall åpninger 15. I halspartiet av beholderen 11 i den annen ende av billedrøret er det anbrakt en elektronkanon 16 som genererer tre horisontale linjestilte stråler 17a, 17b og 17c' Strålene moduleres i henhold til video-

signaler som er representative henholdsvis for blå, røde og grønne fargeinformasjoner for det overførte fjernsynsbilde. Rundt halspartiet av beholderen og nær det skrånende parti er det anbrakt et avbøyningsåk 18 som når det tilføres strøm for vertikal og horisontal avsøkning, bevirker at elektronstrålene 17a, 17b og 17c avsøker det respektive raster over fosforelementene. Avbøyningsåket 18 holdes på plass ved hjelp av monteringsinnretningen 18a som i det følgende skal bli beskrevet mer i

detalj.

Rundt halspartiet av billedrøret i det område hvor elektronstrålene forlater kanonen 16 er det anbrakt en statisk strålende konvergensinnretning 19 og en stråle renhetsanordning 20. Konvergensanordningen 19 omfatter et flertall permanente

magneter som statisk konvergerer strålene i sentrum av billedskjermen. Renhetsinnretningen 20 omfatter,to ringformede magneter som reguleres simultan for å oppnå renhet, det vil si for å sikre at de respektive fargerepresentative stråler treffer sine respektive fargefosforélementer på skjermen.

I en foretrukken utførelsesform er fosforelementene.13a, 13b og 13c vertikale striper av fosformateriale og åpningene 15 er langstrakte slisser som også går i vertikal retning. En slik vertikal linjestruktur for fosforelementene eliminerer vertikale registreringsproblemer fordi at selv med en liten feilstilling av strålene i vertikal retning, vil en bestemt stråle fortsatt treffe sitt respektive fårgefosforelement fordi fosforstripene går gjennom den vertikale dimensjon av billedskjermen. Imidlertid vil vertikal feilstilling av strålene medføre et konvergenspro-blem, som sammen med sin løsning i det følgende vil bli beskrevet. Det arrangement som hittil er beskrevet på fig. 1 er vist i detalj i norsk patentansøkning nr. 161/73 av 12. juli 1973 fra A.M. Morell et al og betegnet: "Selvkonvergerende fargefjernsynsfremviser".

Fig. 2 viser karakteristikken av et magnetisk avbøynings-felt generert av avbøyningsåket vist på fig. 1. Som beskrevet i ovennevnte norske ansøkning vil elektronkanonen 16 og avbøy-ningsåket 18 gi overveiende konvergens av strålene i alle punkter på det avsøkte raster aten å kreve bruk av dynamisk konvergenskorreksjonsapparatur. Karakteristikken av et avbøyningsåk for å oppnå dette er at den utviser negativ horisontal isotrop astig matisme og positiv vertikal isotrop astigmatisme. Fig. 2 viser det resulterende eller dominante magnetfelt som frembringes av et åk som utviser disse astigmatiske karakteristika. På fig. 2 viser flukslinjen 25 det horisontale magnetfelt. Nåleputeformen av dette felt skyldes den negative horisontale isotrope astigmatisme. Dette nåleputeformede avbøyningsfelt øker i styrke med avstanden fra sentrum langs en akse parallell med den horisontale retning av avbøyningen. På samme tid avtar dette nåleputeformede felt i styrke langs en akse loddrett på den horisontale avbøyningsrekke.

På fig. 2 viser flukslinjen 26 det vertikale magnetiske avbøyningsfelt generert av et avbøyningsåk som utviser positiv vertikal isotrop astigmatisme. Dette vertikale felt er tønne-formet og det vertikale tønneformede avbøyningsfelt blir sterk-

ere langs den horisontale akse og svakere langs den vertikale akse.

Avbøyningsåkets magnetfeltfordeling beskrevet i forbindelse med fig. 2 er beregnet å skulle gi perfekt konvergens til korrekt innrettede elektronstråler. Dersom strålene ikke er korrekt innrettet med magnetfeltets sentrum, vil strålene ikke konvergeres på billesskjermen. Feilstilling av strålene relativt åkets magnetiske felt kan oppstå som følge av feilstilling av elektronkanonen i billedrøret, feilstilling av avbøyningsåket i forhold til strålene eller rørhalsen, eller ikke-symmetri av spolene på avbøyningsåket. Det kan sies generelt at fremstillings-variasjoner i elektronkanonen, dens plasering i billedrøret eller ■ •. i vindingene av avbøyningsåket vil medføre feilstilling av strålene i forhold til åkets magnetfelt. I et system som beskrevet på fig. 1 hvor ingen dynamisk konvergensapparatur benyttes, vil strålene ikke konvergeres medmindre man tar forholdsregler for

å innstille strålene med magnetfeltet i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 3 og 4 viser effekten av det magnetiske avbøynings-felt på fig. 2 på de to ytre stråler når strålene er feilstilt relativt til avbøyningsåkets magnetfelt. Fig. 3a viser den til-stand hvor de blå og grønne stråler 17a og 17c er feilstilt i vertikal retning i forhold til sentrum av det horisontale avbøy-ningsf elt vist ved fluks-linjen 25. De prikkede linjer indikerer den magnetiske fluks og de helt^ opptrukne piler som peker vekk fra strålene indikerer den generelle retning og størrelse på stråleforskyvningen som følge av strålenes feilstilling. For å forenkle fig. 3 og 4 er den midtre av de tre stråler, den røde stråle 17b, utelatt fordi det generelt kan sies at effekten på senterstrålen vil være at den blir liggende mellom de ytre blå og grønne stråler.

På fig. 3a utsettes de blå og grønne stråler for magnetfelt av samme styrke fordi de er likt forskjøvet i horisontal retning fra feltets sentrum, men retningene er forskjellige slik at når strålene avbøyes mot høyre, vil den blå stråle også avbøyes oppover og den grønns stråle vil avbøyes nedover. Når strålene avbøyes mot venstre (ved å reversere den viste polaritet av magnetfeltet), vil den blå stråle uønsket avbøyes nedover og den grønne stråle oppover. Dette innebærer at langs den horisontale X-akse vil den blå stråle være lav på venstre side av rasteret

og høy på høyre side i forhold til den grønne stråle. Dersom strålene hadde vært feilstilt nedover fra midtaksen i stedet for oppover, ville den blå stråle være høy på venstre side og lav på høyre side i forhold til den grønne stråle.

På fig. 3b er de blå og grønne stråler feilstilt horisontalt mot høyre i det horisontale avbøyningsfelt 25. Som oven-for beskrevet øker styrken av det nåleputeformede, horisontale avbøyningsfelt med avstanden fra sentrum langs horisontalaksen. Derfor, ettersom den feilstilte grønne stråle befinner seg lenger fra sentrum enn den blå stråle og således befinner seg i sterkere magnetfelt, blir den ytterligere avbøyet. Dette medfører at det grønne rasteret er bredere enn det blå raster. Man kan se at dersom polariteten av avbøyningsfeltet blir reversert slik at når strålene avbøyes mot høyre side av rasteret, ville den grønne stråle tilsvarende være avbøyet lenger enn den blå. Dersom strålene hadde vært feilstilt mot venstre,i stedet .for mot høyre som vist, ville det grønne raster være mindre enn det blå raster. Fig. 4a viser effekten på strålene når de er feilstilte vertikalt oppad under innflytelse av det vertikale magnetfelt vist med flukslinjen 26. Den blå stråle vil bevege seg mot venstre ved rasterets topp og mot høyre ved rasterets bunn i forhold til den grønne stråle på grunn av retningen på de magnetiske flukslinjer.

Fig. 4b viser effekten av en horisontal feilstilling

av strålene i det vertikale avbøyningsfelt. På grann av at den grønne stråle er lenger fra senteraksen enn den blå er den i et sterkere parti av feltet og vil derfor avbøyes en større avstand vertikalt enn den blå stråle. Dette bevirker at det grønne raster blir større i vertikal retning både øverst og nederst enn det blå raster.

Det er vist hvordan feilstilling av elektronstrålene relativt de vertikale og horisontale magnetfelter forårsaker miskonvergens. Horisontal feilstilling av strålene bevirker at rasterne varierer i størrelse, såvel vertikalt som horisontalt. Vertikal feilstilling av strålene bevirker at rasterne som dannes av de to ytre stråler dreies i motsatt retning fra hverandre.

Fig. 5 er et delvis tverrsnitt av avbøynings- og billed-røret vist på fig. 1. I henhold til oppfinnelsen har man funnet at miskonvergens av strålene bevirket av feilstilling av strålene relativt avbøyningsåkets magnetfelt, kan reduseres betraktelig ved å anbringe avbøyningsåket relativt til strålene, slik at det magnetiske avbøyningssenter av åket bringes i flukt med et punkt midtveis mellom de to ytre stråler. På fig. 5 er vist et av-bøyningsåk 18 hvor det kun er vist ledere 21 over en del av åket og som er torusformet kveilet rundt en kjerne, er konstruert slik at den minste og indre diameter av åket er større enn den ytre diameter av billedrørets halsparti. Med et slikt arrangement, kan avbøyningsåket forskyves sideveis i X og Y retning eller i enhver ønsket retning i X-Y planet slik at åkets magnetfelt kan. innstilles slik i forhold til elektronstrålene at man oppnår overveiende konvergens av strålene på fosforskjermen. Det er viktig å bemerke at i henhold til et trekk ved oppfinnelsen, beveges et avbøyningsåk som er anbrakt i X-Y planet omkring billedrørets beholder 11 på tvers slik at den sentrale lengdeakse av åket eller den sentrale lengdeakse av åkets avbøyningsfelt bringes i flukt med den sentrale stråleakse eller parallelt med denne. Tid-ligere har monteringsinnretningen for slike åk vær foranstaltet som muliggjør at åket kan vippes i forhold til billedrørets hals, slik at åket ikke lenger ligger i et X-Y-plan. Denne vipping tjener til å korrigere for koma i et fargebilledrør av delta-kanon-typen, som medførte at dej: blå raster får en annen bredde enn de grønne og røde rastere. Med et slikt arrangement var det

* w w w w w nødvendig med dynamisk konvergenskorreksjon av samtlige stråler for å konvergere strålene i fosforskjermen. Det er funnet at i det arrangement som er beskrevet på fig. 1, vil den vipping av avbøyningsåket kunne medføre en feilstilling av strålene på fosforskjermen. Ved imidlertid å foranstalte den tverrgående bevegelse av hele åket vil strålenes overensstemmelse med farge-fosforelementene ikke forstyrres og konvergens oppnås uten å kreve dynamisk konvergenskorreksjonsapparatur.

Man har funnet at for et fargefjernsynsbilledrør slik som beskrevet i forbindelse med fig. 1 og med en billedskjerm på 38 cm, vil en radial klaring på ca. 1,25 mm mellom ytre diameter av billedrørets hals og den minste indre diameter av av-bøyningsåket gi tilstrekkelig klaring for å bevege åket slik at man får overveiende konvergens av strålene. Man har funnet at for en forskyvning på ca. 1,2 5 mm i horisontal retning av åket får man en forandring på 1,25 mm i konvergens på rasterets horisontale sider. I henhold til hva som er vist på fig. 3 og 4 vil derfor en horisontal forskyvning av åket på ca. 1,25 mm mot høyre frembringe en økning på 1,25 mm av størrelsen på det blå

raster på hver side i forhold til det grønne raster, idet det blå rasterets størrelse økes og det grønne rasterets størrelse minskes. For den samme horisontale forskyvning vil det blå raster bli ca. 0,6 mm større enn det grønne i øvre og nedre kant

av rasteret. Følsomheten for vertikal forskyvning av åket er omtrent den samme som for den beskrevne horisontale forskyvning.

Forandringene er slik at de blå og grønne rastere beveges i mot-... satte retninger i forhold til de røde som i seg selv ligger mellom de blå og grønne. Konvergensforandringen i hjørnene når åket forskyves er en kombinasjon av konvergensforandringene på de nær-liggende vertikale og horisontale akser.

Det fremgår av en relativt liten forskyvning av åket kan gi betraktelig konvergenskorreksjon. Derfor er det meget ønskelig at åket kan fastholdes i denønskede operative posisjon i forhold til billedrøret. For dette formål er det foranstaltet en passende anordning for å montere åket som muliggjør at åket kan anbringes korrekt for den beste totale konvergenstilstand og så fikseres i posisjon.

Et arrangement for å montere åket går ut på permanent å lime en monteringsplattform til billedrøret, permanent å feste et monteringselement til åket og så feste monteringselementet løst til plattformen mens åket og røret opereres slik at man finner den optimale posisjon for åket på billedrøret. Når denne posisjon er funnet ved å observere konvergensen av linjene i et kryssvist mønster som viser seg på skjermen ved tilføring av et passende prøvesignal, fikseres monteringselementet på plattformen fast til hverandre ved hjelp av et limmiddel eller på mekanisk måte, såsom med skruer og muttere som holder de to stykker sammen.

Oppfinnelsen er ikke begrenset ved den spesielle monteringsanordning for åket som er foranstaltet. Det bemerkes at enhver monteringsanordning som tillater tverrgående bevegelse av hele åket i stedet for vippebevegelsen alene og som muliggjør

, at åket kan fastholdes i ønsket posisjon er egnet for brak ved oppfinnelsen.

Fremgangsmåten for å innstille åkets magnetfelt i forhold til strålene for derved å oppnå konvergens, og innretningen for å holde åket permanent i ønsket operativ posisjon, vil benyttes under fremstilling av fjernsynsmottakere idet åket og røret opereres for å frembringe et passende mønster, såsom et kryssvist linjemønster på fosforskjermen, slik at operatøren kan observere og bestemme den optimale plasering av åket for maksimal konvergens .

Oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med et fargefjernsynsfremvisersystem, hvor oppfinnelsen hovedtrekk eliminerer behovet for dynamisk konvergenskorreksjonsapparatur. Imidlertid kan oppfinnelsen også benyttes med dynamisk konver-genskorreks jonsapparatur for å supplere graden av konvergens korreksjon- eller for å forenkle og redusere omkostningene ved det eksisterende konvergenskorreksjonssystem, f.eks. ved å eliminere noen eller samtlige variable reguleringselementer eller ved å redusere antallet av komponenter i de kretser som genererer kon-vergenskorrigerende bølgeformer.

Claims (4)

1. Fargebilledrør med kolbe hvis billedskjerm har elementer som fluorescerer med forskjellige farger og en elektronkanon anbrakt i kolbens hals til frembringelse av en flerhet koplanare "in line" stråler som skal treffe de respektive fluorescerende fargeelementer, samt et torusformet avbøyningsåk innrettet til 'å bli tilført energi for å bringe strålene til å sveipe over de respektive rastere på fargebilledskjermen, hvilket åk har en minste indre omkrets som er større enn den ytre omkrets av halspartiet på kolben, og anordninger for anbringelse av åket på billedrøret, karakerisert ved at anordningene (18a) er innrettet til å tillate tverrbevegelse av åket i forhold til billedrøret, slik at åket kan beveges til en stilling som frembringer stort sett konvergens av strålene (17a, 17b, 17c) og sammenfallende rastere og til å holde åket fast i denne stilling.

2. Fargebilledrør som angitt i krav 1,karakterisert vedat åket omfatter et par vertikale og et par horisontale avbøyningsspoler der fordelingen av lederviklingene i spolene er valgt slik at det dannes positiv vertikal isotrop astigmatisme og negativ horisontal isotrop astigmatisme.

3. Fargebilledrør som angitt i krav 1,karakterisert vedat billedskjermen har striper av elementer som fluorescerer med forskjellige farger.

4. Fremgangsmåte til sammenstilling av fargebilledrøret som er angitt i krav 1,karakterisert vedat avbøyningsåket anbringes på billedrøret og at røret holdes fast i en bestemt stilling, at avbøyningsåket holdes midlertidig i stilling på billedrøret nær den nevnte avbøyningssone, hvoretter billedrøret og åket stilles inn for å rette strålene mot skjermen, og å bringe strålene til å sveipe i separate rastere på den nevnte skjerm, samt ved at tverrstillingen av åket reguleres samtidig i forhold til billedrøret mens det opprettholdes overveiende parallellitet mellom åkets og billedrørets lengde-akser, slik at stort sett konvergens av strålene og sammenfallende rastere på skjermen oppnås, hvoretter åket faststilles på billedrøret i den nevnte innstilte stilling.