NL9001868A - Colour CRT with reduced spot growth - generates three electron beams sweeping phosphor covered screen and being deflected by system of coils and permanent magnets - Google Patents

Abstract

The CRT includes an evacuated glass envelope (1) provided with a display window (2), a cone (3) and a neck (4). The envelope accommodates an electron gun (5) which generates three electron beams (6,7,8). The display window has a large number of triplets of phosphor elements on its inner side. A shadow mask (11) is provided in front of the display. The electron beams are deflected by a deflection unit (20) that includes a system (13) of line deflection coils surrounded by an annular core (21). A second system (13') of coils creates diametrical deflection fields. Permanent magnets generate a magnetic field configuration that drives electrons apart in the plane of the electron beams and a second configuration which drives the beams towards each other.

Description

Kleurenbeeldbuissysteem met gereduceerde spotgroei.Color picture tube system with reduced spot growth.

A.A.

De uitvinding heeft betrekking op een kleurenbeeldbuissysteem met a) een een hals, een conus en een beeldvenster omvattende geëvacueerde omhulling, b) in de hals een elektronenkanon met een bundelvormend deel. voor het opwekken van een centrale en twee buitenste, met hun assen in één vlak gelegen, elektronenbundels, en met een eerste en een tweede elektrodesysteem, die samen in bedrijf een hoofdlens vormen en verbindbaar zijn met middelen voor het toevoeren van een bekrachtigingsspanning, en c) een afbuigeenheid voor het opwekken van afbuigvelden voor het in horizontale en verticale richting afbuigen van de elektronenbundels en het aftasten van het beeldvenster met convergente bundels.The invention relates to a color picture tube system with a) a neck, a cone and a picture window comprising an evacuated envelope, b) an electron gun with a beam-forming part in the neck. for generating a central and two outer electron beams aligned with their axes, and with a first and a second electrode system, which in operation together form a main lens and are connectable by means for supplying an excitation voltage, and c a deflection unit for generating deflection fields for deflecting the electron beams in a horizontal and vertical direction and scanning the image window with convergent beams.

B.B.

Kleurenbeeldbuissystemen van de in de eerste alinea omschreven soort zijn van het conventionele 3-in-lijn type. In bet algemeen zijn zij voorzien van een zelfconvergerende afbuigeenheid die in bedrijf zodanig niet-uniforme magneetvelden voor horizontale en vertikale afbuiging (in het bijzonder een tonvormig veld voor vertikale afbuiging en een kussen vormig veld voor horizontale afbuiging) opwekt, dat de drie door het elektronenkanon opgewekte en door de hoofdlens op het beeldscherm gefocusseerde elektronenbundels over het gehele beeldvenster convergeren.Color picture tube systems of the type described in the first paragraph are of the conventional 3-in-line type. Generally they are provided with a self-converging deflection unit which generates in operation such non-uniform magnetic fields for horizontal and vertical deflection (in particular a barrel-shaped field for vertical deflection and a cushion-shaped field for horizontal deflection) that the three are generated by the electron gun. generated electron beams focused by the main lens on the screen converge over the entire display window.

Deze zelfconvergerende velden veroorzaken echter ook dat de horizontale spotgrootte bij afbuiging met een bepaalde factor toeneemt, die voor 110° kleurenbeeldbuissystemen meer dan twee kan bedragen. Dit betekent met name dat bij een normaal zelfconvergerend systeem, waarbij de drie kanonnen in een horizontaal vlak liggen, een spot die rond is in het centrum, in het bijzonder bij toepassing van een DAF-kanon, bij het scannen van het scherm plat wordt in verticale richting en erg uitgerekt in horizontale richting. Daardoor treedt resolutieverlies op in horizontale richting en is er kans op moiré problemen ten gevolge van het platter worden van de spot en het bestaan van horizontale dammen in het schaduwmasker. De steeds hogere eisen die aan de scherpte van de afbeelding worden gesteld, met name bij high resolution kleurenbeeldbuizen of bij gebruik van kleurenbeeldbuizen voor high definition televisie, houden in dat de spot op de uiteinden van de horizontale as in horizontale richting klein moet zijn.However, these self-converging fields also cause the horizontal spot size to increase by a certain factor when deflected, which can be more than two for 110 ° color picture tube systems. This means in particular that with a normal self-converging system, where the three guns are in a horizontal plane, a spot that is round in the center, especially when using a DAF gun, will flatten when scanning the screen. vertical direction and very stretched in horizontal direction. As a result, resolution loss occurs in the horizontal direction and there is a risk of moiré problems due to the flattening of the spot and the existence of horizontal dams in the shadow mask. The increasing demands placed on image sharpness, especially with high resolution color picture tubes or when using color picture tubes for high definition television, mean that the spot on the ends of the horizontal axis must be small in the horizontal direction.

C.C.

Het is onder meer een doel van de uitvinding een kleurenbeeldbuis van de in de eerste alinea vermelde soort te verschaffen, waarbij de spot op de uiteinden van de horizontale beeldscherraas in horizontale richting verminderd is (en de verticale spotafmeting bij voorkeur vergroot).It is, inter alia, an object of the invention to provide a color picture tube of the type mentioned in the first paragraph, wherein the spot on the ends of the horizontal picture frame is reduced in a horizontal direction (and the vertical spot size is preferably increased).

Om dit doel te bereiken is een kleurenbeeldbuis volgens de. uitvinding gekenmerkt, doordat tussen het bundelvormend deel van het elektronenkanon en de naar het beeldvenster gekeerde zijde van de afbuigeenheid een eerste convergentie beïnvloedend element is aangebracht voor het opwekken van een magneetveld dat op elke buitenste elektronenbundel een kracht uitoefent die een component in het vlak van de elektronenbundels en naar de centrale elektronenbundel toegericht bezit en dat tussen het eerste convergentie beïnvloedende element en het bundelvormend deel van het kanon een tweede convergentie beïnvloedend element is aangebracht voor het opwekken van een magneetveld dat op elke buitenste elektronenbundel een kracht uitoefent die een component in het vlak van de elektronenbundels, en van de centrale elektronenbundel af gericht bezit.To achieve this goal, a color display tube according to the. The invention is characterized in that a first convergence-influencing element is generated between the beam-forming part of the electron gun and the side of the deflection unit facing the image window, for generating a magnetic field which exerts a force on each outer electron beam which is a component in the plane of the electron beams and directed towards the central electron beam and that a second convergence influencing element is arranged between the first convergence influencing element and the beam-forming part of the gun for generating a magnetic field which exerts a force on each outer electron beam which is a component in the plane of the electron beams, and away from the central electron beam.

De uitvinding berust op het volgende. Ten gevolge van de twee convergentie beïnvloedende elementen ondervinden in bedrijf de buitenste elektronenbundels een kracht die deze elektronenbundels eerst van elkaar af buigt (onderconvergentie) en dan naar elkaar toe buigt (overconvergentie). De beide door de uitvinding bij afbuiging geïntroduceerde effecten op de convergentie van de elektronenbundels compenseren elkaar nagenoeg. Het doel van de uitvinding wordt bereikt doordat de tophoek van elke buitenste elektronenbundel afzonderlijk in horizontale richting (dat wil zeggen in een richting evenwijdig aan het vlak van de onafgebogen bundels) vergroot wordt, wat een verkleining van de spot in horizontale richting tot gevolg heeft. Onder tophoek wordt verstaan de hoek tussen de buitenste elektronenbanen van één bundel.The invention is based on the following. As a result of the two elements influencing convergence, in operation the outer electron beams experience a force which first bends these electron beams away from each other (underconvergence) and then bends towards each other (overconvergence). The two effects on the convergence of the electron beams introduced by the invention in deflection practically compensate for each other. The object of the invention is achieved in that the apex angle of each outer electron beam is individually increased in a horizontal direction (i.e. in a direction parallel to the plane of the unbent beams), resulting in a reduction of the spot in a horizontal direction. Top angle is understood to be the angle between the outer electron paths of one beam.

De voor de gewenste convergentie beïnvloedingen op te wekken magneetvelden kunnen lokale dipoolveldjes ter plaatse van elk van de twee buitenbundels zijn.The magnetic fields to be generated for the desired convergence influences can be local dipole fields at the location of each of the two outer beams.

Ten behoeve van een verbeterde focusseerbaarheid van de elektronenbundels wordt een voorkeursvorm van de uitvinding echter gekenmerkt, doordat elk convergentie beïnvloedend element geconstrueerd is om een 45° magnetisch 4-poolveld op te wekken. De mate van onderconvergentie en overconvergentie die de twee convergentie beïnvloedende elementen veroorzaken kan zodanig ingesteld worden, dat een gewenste gereduceerde spotafmeting in horizontale richting op de uiteinden van de horizontale beeldschermas gerealiseerd wordt. De spot in het centrum wordt hierbij ook gereduceerd. Daar het effect van spotgroei in horizontale richting, inherent aan het gebruik van zelfconvergerende velden, niet substantieel verminderd wordt, zal de spot in het centrum kleiner zijn dan de spot op de uiteinden van de horizontale beeldschermas. De uitvinding berust onder andere op het inzicht dat dit geen bezwaar is: de spot kan in horizontale richting nooit te klein worden omdat de bandbreedte van de videoversterker dan de beperkende factor wordt.However, for the purpose of improved focusability of the electron beams, a preferred form of the invention is characterized in that each convergence influencing element is constructed to generate a 45 ° magnetic 4-pole field. The degree of underconvergence and overconvergence caused by the two elements affecting convergence can be adjusted to achieve a desired reduced spot size in the horizontal direction at the ends of the horizontal display axis. The spot in the center is also reduced. Since the effect of horizontal spot growth inherent in the use of self-converging fields is not substantially reduced, the spot in the center will be smaller than the spot on the ends of the horizontal display axis. The invention is based, inter alia, on the insight that this is not a drawback: the spot can never become too small in the horizontal direction because the bandwidth of the video amplifier then becomes the limiting factor.

De magneetvelden in kwestie kunnen nagenoeg konstant in dé tijd zijn. Ze kunnen in dat geval bijvoorbeeld opgewekt worden met behulp van een arrangement van permanente magneten, of met behulp van een configuratie van elektrische spoelen die met een (nagenoeg constante) gelijkstroom bekrachtigd worden. Een alternatief is om de configuratie van elektrische spoelen te bekrachtigen met een gelijkstroomsignaal waarvan de grootte alleen afhangt van de amplitude van het lijnafbuigsignaal. In de twee laatstgenoemde gevallen is slechts een eenvoudige schakeling nodig, en in het eerste geval helemaal geen.The magnetic fields in question can be practically constant over time. In that case, they can be generated, for example, by means of an arrangement of permanent magnets, or by means of a configuration of electric coils which are energized with a (substantially constant) direct current. An alternative is to energize the configuration of electrical coils with a DC signal whose magnitude depends only on the amplitude of the line deflection signal. In the latter two cases, only a simple circuit is needed, and in the first case none at all.

In het speciale geval van toepassing van 45° 4-poolvelden worden de tophoeken van de buitenbundels in horizontale richting vergroot, met het bovenbeschreven effect van verkleining van de horizontale spotvergrotingsfactor maar worden tegelijkertijd de tophoeken van de buitenbundels in verticale richting gereduceerd, waardoor de verticale spotafmeting toeneemt. Bij gebruik van in de tijd constante 4-poolvelden zou het gevolg hiervan kunnen zijn dat de verticale afmeting van de spot in het centrum te groot is.In the special case of using 45 ° 4 pole fields, the top angles of the outer beams are increased horizontally, with the above described effect of decreasing the horizontal spot magnification factor, but at the same time the top angles of the outer beams are reduced in the vertical direction, thereby reducing the vertical spot size increases. Using 4 pole fields that are constant over time could result in the vertical size of the spot in the center being too large.

* Eén van de manieren om dit risico te voorkomen is de configuraties van spoelen die de 4-poolvelden opwekken dynamisch te sturen, en wel zodanig dat de verticale afmeting van de spot in het centrum voldoende klein is. Om dit te bereiken kunnen de middelen voor het produceren van de 45° 4-poolvelden bijvoorbeeld in bedrijf met stromen gevoed worden die ongeveer evenredig zijn met het kwadraat van de lijnafbuigstroom (dat wil zeggen dat de middelen voor het opwekken van de 45° 4-poolvelden bekrachtigd kunnen worden met een lijnparabool spanning). Een en ander kan met behulp van een eenvoudige schakeling gerealiseerd worden, zoals nog nader zal worden toegelicht. De stromen dienen zodanig toegevoerd te worden dat de opgewekte 4-poolvelden een tegengestelde oriëntatie hebben.* One of the ways to avoid this risk is to dynamically control the configurations of coils that generate the 4-pole fields, such that the vertical dimension of the spot in the center is sufficiently small. To achieve this, for example, the means for producing the 45 ° 4 polar fields in operation may be fed currents approximately proportional to the square of the line deflection current (i.e., the means for generating the 45 ° 4) polar fields can be energized with a line parabola voltage). All this can be realized with the aid of a simple circuit, as will be explained in more detail yet. The currents must be supplied in such a way that the generated 4-pole fields have an opposite orientation.

Met behulp van de hiervoor beschreven middelen kan er voor gezorgd worden dat bij een kleurenbeeldbuis die gebruik maakt van zelfconvergerende afbuigvelden de spot in horizontale richting op de uiteinden van de horizontale beeldschermas zeer klein is.Using the means described above, it can be ensured that with a color display tube using self-converging deflection fields, the spot in the horizontal direction on the ends of the horizontal display axis is very small.

Echter, een tweede nadeel van het gebruik van zelfconvergerende velden is dat er een verticale overfocussering bij afbuiging van de elektronenbundels over het beeldscherm optreedt. Voor toepassingen waarin steeds hogere eisen aan de scherpte worden gesteld, bijvoorbeeld high-resolution kleurenmonitoren, kan dit soms niet getolereerd worden. In die gevallen is het van voordeel om de onder- en overconvergentie veroorzakende elementen volgens de uitvinding te combineren met een elektronenkanon dat voorzien is van een (magnetische of elektrische) quadrupool veldlens die met een statische of dynamische spanning gestuurd wordt voor het compenseren van de astigmatische defocussering.However, a second drawback to the use of self-converging fields is that there is a vertical over-focusing when the electron beams are deflected across the display. For applications in which increasing demands are made on sharpness, for example high-resolution color monitors, this can sometimes not be tolerated. In those cases it is advantageous to combine the under- and overconvergence-causing elements according to the invention with an electron gun provided with a (magnetic or electric) quadrupole field lens that is controlled with a static or dynamic voltage to compensate for the astigmatic defocusing.

In het geval dat de voor convergentie beïnvloeding gebruikte magneetvelden opgewekt worden met behulp van twee configuraties van elektrische spoelen, kunnen deze elk gewikkeld zijn op een de buishals coaxiaal omgevende ringkern. Hiervoor is een relatief lange buishals nodig. De buishals kan korter zijn indien de schermzijdige configuratie van elektrische spoelen op de ringkern van de afbuigeenheid zelf is aangebracht.In the event that the magnetic fields used for influencing convergence are generated using two configurations of electric coils, they may each be wound on a toroidal core surrounding the tube neck. This requires a relatively long tube neck. The tube neck may be shorter if the screen side configuration of electrical coils is mounted on the toroidal core of the deflection unit itself.

D.D.

Enige uitvoeringsvormen van de uitvinding worden nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin:Some embodiments of the invention are now further explained by way of example with reference to a drawing, in which:

Figuur 1A een langsdoorsnede van een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding met een stelsel met twee convergentie beïnvloedende elementen 14, 14' weergeeft;Figure 1A shows a longitudinal section of a color picture tube system according to the invention with a system with two convergence influencing elements 14, 14 ';

Figuur 1B een aanzicht van een beeldscherm toont;Figure 1B shows a view of a screen;

Figuur 2A een aanzicht van een eerste als 45° 4-pool uitgevoerd convergentie beïnvloedend element 14' van het kleuren beeldbuissysteem van Figuur 1 toont;Figure 2A shows a view of a first 45 ° 4-pole configured convergence influencing element 14 'of the color picture tube system of Figure 1;

Figuren 3 en 4 aan de hand van schematische doorsneden van kleurenbeeldbuissystemen inzichten die aan de uitvinding ten grondslag liggen illustreren;Figures 3 and 4 illustrate insights underlying the invention by means of schematic cross-sections of color picture tube systems;

Figuur 5 een voorbeeld van het in een elektrische schakeling verbinden van de elementen 14 en 14' toont;Figure 5 shows an example of connecting elements 14 and 14 'in an electrical circuit;

Figuren 6 en 7 aanzichten van alternatieve uitvoeringsvormen van 45° magnetische 4-pool elementen tonen;Figures 6 and 7 show views of alternative embodiments of 45 ° magnetic 4-pole elements;

Figuur 8 een langsdoorsnede van een elektronenkanon van het DAF-type geschikt voor een kleurenbeeldbuissystemen volgens de uitvinding laat zien;Figure 8 shows a longitudinal section of a DAF type electron gun suitable for a color display tube system according to the invention;

Figuren 9 en 10 vooraanzichten van twee hulpelektrodes uit het elektronenkanon van Figuur 8 tonen;Figures 9 and 10 show front views of two auxiliary electrodes from the electron gun of Figure 8;

Figuur 10 een voorbeeld van een alternatieve schakeling voor het verbinden van de convergentie beïnvloedende elementen 14 en 14' toont;Figure 10 shows an example of an alternative circuit for connecting the convergence influencing elements 14 and 14 ';

Figuur 11 een langsdoorsnede van een kleurenbeeldbuissysteem met convergentie beïnvloedende elementen 54 en 54' toont;Figure 11 shows a longitudinal section of a color image tube system with convergence influencing elements 54 and 54 ';

Figuur 12A een vooraanzicht van het element 54 toont; enFigure 12A shows a front view of the element 54; and

Figuur 12B een perspetivisch aanzicht van het element 54' toont.Figure 12B shows a perspective view of the element 54 '.

Waar van toepassing, zijn voor dezelfde onderdelen dezelfde verwijzingscijfers gebruikt.Where applicable, the same reference numerals have been used for the same parts.

E.E.

Figuur 1 toont een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding in doorsnede. In een glazen omhulling 1, welke is samengesteld uit een beeldvenster 2, een konus 3 en een hals 4, is in deze hals een elektronenkanon 5 aangebracht, dat drie elektronenbundels 6, 7 en 8 opwekt die met hun assen in het vlak van tekening zijn gelegen. De as van de middelste elektronenbundel 7 valt in onafgebogen toestand samen met de buisas 9. Het beeldvenster 2 is aan de binnenzijde van een groot aantal trio's van fosforelementen voorzien. De elementen kunnen bijvoorbeeld uit lijnen of dots bestaan. In het onderhavige voorbeeld worden lijnvormige elementen getoond. Elk trio bevat een lijn bestaande uit een groen oplichtende fosfor, een lijn bestaande uit een blauw oplichtende fosfor en een lijn bestaande uit een rood oplichtende fosfor. De fosforlijnen staan loodrecht op het vlak van tekening. Voor het beeldscherm is een schaduwmasker 11 gepositioneerd, waarin een groot aantal langwerpige openingen 12 is aangebracht, waardoor de elektronenbundels 6, 7 en 8 treden, die ieder slechts fosforlijnen van een kleur treffen. De drie in één vlak liggende elektronenbundels worden afgebogen met behulp van een afbuigeenheid 20 die een stelsel 13 van lijnafbuigspoelen en een stelsel 13' van twee diametrale beeldafbuigspoelen omvat, alsmede een tenminste het lijnafbuigspoelenstelsel 13 coaxiaal omgevende ringkern 21.Figure 1 shows a cross-section of a color picture tube system according to the invention. In a glass envelope 1, which is composed of a display window 2, a cone 3 and a neck 4, an electron gun 5 is arranged in this neck, which generates three electron beams 6, 7 and 8 which are in the plane of the drawing with their axes located. The axis of the central electron beam 7 coincides in the unbent state with the tube axis 9. The display window 2 is provided on the inside with a large number of trios of phosphor elements. The elements can, for example, consist of lines or dots. Linear elements are shown in the present example. Each trio contains a line consisting of a green glowing phosphor, a line consisting of a blue glowing phosphor and a line consisting of a red glowing phosphorus. The phosphor lines are perpendicular to the plane of the drawing. A shadow mask 11 is positioned in front of the screen, in which a large number of elongated openings 12 are arranged, through which the electron beams 6, 7 and 8 pass, each of which only touch phosphor lines of one color. The three in-plane electron beams are deflected by means of a deflection unit 20 which comprises a system 13 of line deflection coils and a system 13 'of two diametrical image deflection coils, as well as an at least the line deflection coil system 13 coaxially surrounding toroidal core 21.

Kenmerkend voor de uitvinding is het opwekken van een eerste, kanonzijdige, magneetveldconfiguratie die de elektronenbundels 6 en 8 in het vlak van de elektronenbundels uit elkaar drijft, en een tweede, schermzijdige, magneetveldconfiguratie die de elektronenbundels 6 en 8 in het vlak van de elektronenbundels naar elkaar toe drijft, een en ander zodanig dat de spot in horizontale richting op de uiteinden van de horizontale beeldschermas X' klein genoeg is (zie Figuur 1B) en met behoud van convergentie.Characteristic of the invention is the generation of a first, gun-side, magnetic field configuration that disperses the electron beams 6 and 8 in the plane of the electron beams, and a second, screen-side, magnetic field configuration that moves the electron beams 6 and 8 in the plane of the electron beams floats together, such that the spot on the ends of the horizontal display axis X 'in the horizontal direction is small enough (see Figure 1B) and with convergence retained.

De te gebruiken magneetveldconfiguraties kunnen lokale, ter plaatse van de buitenbundels 6 en 8, met behulp van permanente magneten of spoelenconfiguraties gegenereerde, dipoolvelden omvatten. Eventueel kunnen in de buishals 4 magnetische poolschoenen (niet getekend) zijn aangebracht om de dipoolvelden naar de juiste plaatsen te geleiden. Een bezwaar van het gebruik van (metallische) poolschoenen is echter, dat er bij gebruik van hoogfrequente lijnafbuigvelden wervelstromen in kunnen optreden.The magnetic field configurations to be used may include local dipole fields generated at the location of the outer beams 6 and 8 using permanent magnets or coil configurations. Optionally, 4 magnetic pole shoes (not shown) can be arranged in the tube neck to guide the dipole fields to the correct places. A drawback of the use of (metallic) pole shoes is, however, that eddy currents can occur when high-frequency line deflection fields are used.

Van het gebruik van poolschoenen kan worden afgezien indien de te gebruiken magneetveldconfiguraties elk een 45° vierpool veld omvatten. Deze vierpoolvelden kunnen bijvoorbeeld worden opgewekt met behulp van stelsels van permanente magneten. Een alternatief is om ze op te wekken met behulp van elementen 14 en 14' (zie ook Figuren 2A en 2B) die geschikte configuraties van elektrische spoelen omvatten.The use of pole shoes can be dispensed with if the magnetic field configurations to be used each comprise a 45 ° quadrupole field. These quadrupole fields can be generated, for example, using permanent magnet systems. An alternative is to generate them using elements 14 and 14 '(see also Figures 2A and 2B) which include suitable electrical coil configurations.

In het getoonde geval omvat element 14 (Figuur 2A) een de buishals (4) coaxiaal omgevende ringkern 15 van magnetiseerbaar materiaal waarop vier spoelen 16, 17, 18 en 19 zodanig gewikkeld zijn dat bij bekrachtiging een 45° 4-poolveld met de getekende oriëntatie ten opzichte van de drie bundels 6, 7 en 8 worden opgewekt. (Een 45° 4-poolveld kan op alternatieve wijze worden opgewekt met behulp van twee bewikkelde C-kernen, zoals getoond in Figuur 6, of met een stator constructie zoals getoond in Figuur 7). Element 14' (Figuur 2B) heeft een constructie met een ringkern 15' en spoelen 16', 17', 18' en 19' die vergelijkbaar is met de constructie van element 14. De spoelen zijn echter zodanig gewikkeld en de richting waarin in bedrijf stroom door de spoelen vloeit is zodanig, dat een 45° 4-poolveld wordt opgewekt met een oriëntatie die tegengesteld is aan die van het 45° 4-poolveld in Figuur 2A.In the case shown, element 14 (Figure 2A) comprises a ring core 15 of magnetizable material coaxially surrounding the tube neck (4) on which four coils 16, 17, 18 and 19 are wound such that upon energization a 45 ° 4 pole field with the drawn orientation with respect to the three bundles 6, 7 and 8 are generated. (A 45 ° 4 polar field can alternatively be generated using two wrapped C-cores, as shown in Figure 6, or with a stator construction as shown in Figure 7). Element 14 '(Figure 2B) has a toroidal core 15' construction and coils 16 ', 17', 18 'and 19' similar to the construction of element 14. However, the coils are wound and the direction of operation current flows through the coils is such that a 45 ° 4 pole field is generated with an orientation opposite to that of the 45 ° 4 pole field in Figure 2A.

De aan de hand van Figuur 1 en Figuren 2A en 2B getoonde uitvoeringsvorm omvat een (zelfconvergerende) hoofd-afbuigeenheid met een hulp-afbuigeenheid 60 met twee elk een 4-pool veld opwekkende spoelenconfiguraties die geplaatst is vóór de hoofd-afbuigeenheid.The embodiment shown with reference to Figure 1 and Figures 2A and 2B comprises a (self-converging) main deflection unit with an auxiliary deflection unit 60, each having two 4-pole field generating coil configurations placed in front of the main deflection unit.

Een schakeling voor het aansturen van de 4-pool velden opwekkende spoelenconfiguraties kan zich op de afbuigeenheid 20 bevinden.A circuit for driving the 4-pole field generating coil configurations may be located on the deflection unit 20.

Voor de bekrachtiging van de spoelenconfiguraties van de elementen 14 en 14' kunnen gelijkstromen gebruikt worden die niet op enigerlei wijze aan het lijnafbuigsignaal gekoppeld zijn, of gelijkstromen waarvan de amplitude gekoppeld is aan de amplitude van het lijnafbuigsignaal. Een schakeling om dit laatste te bewerkstelligen wordt getoond in Figuur 10, waarin schematisch de lijnafbuigspoelen 13, de spoelen van element 14, de spoelen van element 14', vier diodes D-j, ^2· d3 en D4 en een condensator C aangeduid zijn.Direct currents which are not coupled in any way to the line deflection signal, or direct currents whose amplitude is coupled to the amplitude of the line deflection signal, may be used to energize the coil configurations of the elements 14 and 14 '. A circuit to accomplish the latter is shown in Figure 10, which schematically shows the line deflection coils 13, the coils of element 14, the coils of element 14 ', four diodes D-j, ^ 2 · d3 and D4, and a capacitor C.

Toepassing van het kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding is vooral geschikt in hoge resolutie monitoren en in de toekomst in H.D.T.V.-apparaten, in het bijzonder in die gevallen dat de aspect-ratio van het beeldscherm groter is dan 4:3, met name 16:9 is.Application of the color picture tube system according to the invention is especially suitable in high-resolution monitors and in the future in HDTV devices, in particular in cases where the aspect ratio of the screen is greater than 4: 3, in particular 16: 9 .

Aan de hand van Figuren 3 en 4 waarin schematisch doorsneden van kleurenbeeldbuizen getoond worden, wordt het inzicht dat ten grondslag ligt aan de uitvinding verduidelijkt. Figuur 3 toont een kleurenbeeldbuis bekend uit de stand van de techniek met een elektronenkanon 52 en een zelfconvergerend afbuigspoelsysteem 53. De elektronenbundels convergeren overal op het beeldvenster.The insight underlying the invention is elucidated with reference to Figures 3 and 4, which schematically show cross sections of color picture tubes. Figure 3 shows a prior art color display tube with an electron gun 52 and a self-converging deflection coil system 53. The electron beams converge all over the display window.

Figuur 4 toont het principe van een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding met een lijnafbuispoelenstelsel 13. De door een convergentie beïnvloedend element 14 dat de buitenbundels uit elkaar drijft geïnduceerde onderconvergentie en de door een daarop volgend convergentie beïnvloedend element 14' geïnduceerde overconvergentie compenseren elkaar, zodat de zelfconvergentie gehandhaafd blijft. Op de uiteinden van de horizontale beeldschermas is hierdoor de spotafmeting in horizontale richting verminderd ten opzichte van die welke bij het systeem van Figuur 3 optreedt. Een verder voordeel is gelegen in het feit dat de spotvorm homogener (cirkelvormiger) kan zijn. In de bekende stand van de techniek is de horizontale dimensie van de spot aan de randen van het beeldscherm beduidend groter dan de verticale dimensie.Figure 4 shows the principle of a color display tube system according to the invention with a line tube coil system 13. The convergence-influencing element 14 that scrambles the outer beams induced underconvergence and the overconvergence induced by a subsequent convergence-influencing element 14 'so that the self-convergence is maintained. As a result, at the ends of the horizontal display axis, the spot size in the horizontal direction is reduced from that which occurs in the system of Figure 3. A further advantage lies in the fact that the spot shape can be more homogeneous (more circular). In the known prior art, the horizontal dimension of the spot at the edges of the screen is considerably larger than the vertical dimension.

In het bijzonder voor data displays is een meer homogene spotvorm gewenst.A more homogeneous spot shape is desirable in particular for data displays.

Eén van de manieren om dit te bereiken is de configuraties van spoelen die de 4-poolvelden opwekken dynamisch te sturen, en wel zodanig dat de verticale afmeting van de spot in het centrum voldoende klein is. Om dit te bereiken, kunnen de middelen voor het produceren van de 45° 4-poolvelden bijvoorbeeld in bedrijf met stromen gevoed worden die een nagenoeg kwadratische functie zijn van de lijnafbuigstroom (dat wil zeggen, dat de middelen voor het opwekken van de 45° 4-poolvelden bekrachtigd kunnen worden met een lijnparabool spanning). Een en ander kan met behulp van de in Figuur 5 getoonde schakeling gerealiseerd worden, zoals nog nader zal worden toegelicht.One of the ways to achieve this is to dynamically control the configurations of coils that generate the 4-pole fields, such that the vertical dimension of the spot in the center is sufficiently small. For example, to achieve this, the means for producing the 45 ° 4 polar fields in operation can be fed currents which are a substantially quadratic function of the line deflection current (i.e., the means for generating the 45 ° 4 polar fields can be energized with a line parabola voltage). All this can be realized with the aid of the circuit shown in Figure 5, as will be further elucidated.

De stromen dienen zodanig toegevoerd te worden, dat de opgewekte 4-poolvelden een tegengestelde oriëntatie hebben. De functie die de bovengenoemde lijnparabool representeert kan zijn minimale waarde op de nullijn hebben.The currents must be supplied in such a way that the generated 4-pole fields have an opposite orientation. The function representing the above line parabola may have its minimum value on the zero line.

In die gevallen dat de spotafmeting in x-richting op de uiteinden van de horizontale as voldoende klein is, maar in y-richting niet, kan de afmeting in y-richting goed gemaakt worden door de minimale waarde van de bovengenoemde functie onder de nullijn te leggen.In cases where the spot dimension in x direction on the ends of the horizontal axis is sufficiently small, but not in y direction, the dimension in y direction can be made good by setting the minimum value of the above function below the zero line to lay.

Met behulp van de hiervoor beschreven middelen kan er voor gezorgd worden, dat bij een kleurenbeeldbuis die gebruik maakt van zelfconvergerende afbuigvelden de spot zeer klein is. Voor high resolution toepassingen dient de spot niet alleen klein te zijn, maar bovendien bij afbuiging over het scherm zoveel mogelijk in focus te blijven. Om dit te realiseren, kan men de middelen volgens de uitvinding combineren met een elektronenkanon met een statische, of in het bijzonder dynamische, astigmatische focusseringsfaciliteit. Een voorbeeld van zo'n kanon is het zogenaamde DAF-kanon.Using the means described above, it can be ensured that the spot is very small with a color display tube that uses self-converging deflection fields. For high resolution applications, the spot should not only be small, but also remain in focus as much as possible when bending over the screen. To achieve this, the means according to the invention can be combined with an electron gun with a static, or in particular dynamic, astigmatic focusing facility. An example of such a cannon is the so-called DAF cannon.

Het principe van een elektronenkanon met D (ynamisch) A (stigmatisch) F (ocus) zal aan de hand van Figuur 6 nader worden toegelicht.The principle of an electron gun with D (ynamic) A (stigmatic) F (ocus) will be explained in more detail with reference to Figure 6.

In Figuur 8 is ter illustratie een langsdoorsnede weergegeven van een voor toepassing in een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding geschikt elektronenkanon. Dit elektronenkanon bevat een gemeenschappelijke bekervormige elektrode 20, waarin drie kathodes 21, 22 en 23 zijn bevestigd, en een gemeenschappelijk plaatvormig schermrooster 24. De drie met hun assen in êén vlak gelegen elektronenbundels worden gefocusseerd met behulp van de voor de drie elektronenbundels gemeenschappelijke elektrodensystemen (G3) en (G4). Elektrodesysteem G3 bevat twee bekervormige delen 27 en 28 die met hun uiteinden naar elkaar gekeerd zijn. Een hoofdlens wordt gevormd door geschikte spanningen aan het eerste elektrodesysteem G3 en het tweede elektrodesysteem, of anode, G4 aan te leggen.Figure 8 illustrates a longitudinal section of an electron gun suitable for use in a color picture tube system according to the invention. This electron gun contains a common cup-shaped electrode 20, in which three cathodes 21, 22 and 23 are mounted, and a common plate-shaped screen grid 24. The three electron beams lying in one plane with their axes are focused by means of the electrode systems common to the three electron beams ( G3) and (G4). Electrode system G3 includes two cup-shaped parts 27 and 28 with their ends facing each other. A main lens is formed by applying appropriate voltages to the first electrode system G3 and the second electrode system, or anode, G4.

Elektrodesysteem G4 bevat een aan G3 grenzend bekervormig deel 29 en een centreerbus 30, met een van openingen 31 waardoor de elektronenbundels treden voorziene bodem. Elektrodedeel 28 is voorzien van een zich naar elektrodedeel 29 uitstrekkende buitenste rand 32 en elektrodedeel 29 van een zich naar elektrodedeel 28 uitstrekkende buitenste rand 33. In een verdiept gedeelte 34, dat zich dwars op het vlak door de assen 35, 36 en 37 van de elektronenbundels 6, 7 en 8 uitstrekt, zijn openingen 38, 39 en 40 aangebracht. In een verdiept gedeelte 41, dat zich evenwijdig aan verdiept gedeelte 34 uitstrekt, zijn openingen 42, 43 en 44 aangebracht. De verdiepte gedeelten 34 en 41 vormen één geheeld met respectievelijk de elektrodendelen 28 en 29.Electrode system G4 comprises a cup-shaped part 29 adjacent to G3 and a centering sleeve 30, with a bottom provided with openings 31 through which the electron beams pass. Electrode portion 28 includes an outer rim 32 extending to electrode portion 29 and electrode portion 29 of an outer rim 33 extending to electrode portion 28. In a recessed portion 34 extending transversely to the plane through the shafts 35, 36, and 37 of the electron beams 6, 7 and 8, openings 38, 39 and 40 are provided. Openings 42, 43 and 44 are provided in a recessed portion 41, which extends parallel to recessed portion 34. The recessed portions 34 and 41 form one healed with the electrode portions 28 and 29, respectively.

Voor het verkrijgen van gewenste focusseervelden kunnen de openingen in de verdiepte gedeelten bijvoorbeeld rond zijn en van kragen voorzien, of veelhoekig en kraagloos. In het laatste geval spreekt men van een polygoon kanon.For example, to obtain desired focus fields, the openings in the recessed areas may be round and collared, or polygonal and collarless. In the latter case, it is called a polygon cannon.

Een astigmatisch element is in deze uitvoeringsvorm in elektrodesysteem 63 gevormd door de open uiteinden van de delen 27 en 28 te voorzien van hulpelektrodes 25, 26 in de vorm van vlakke platen met langwerpige (verticale) open.ingen 45, 46 en 47, respectievelijk langwerpige (horizontale) openingen 48, 49 en 50. De openingen kunnen iedere vorm hebben die leidt tot het vormen van een 4-poolveld voor de door de openingen tredende elektronenbundels, bijvoorbeeld een rechthoekige, een ovale vorm of een ruitvorm.In this embodiment, an astigmatic element is formed in electrode system 63 by providing the open ends of the parts 27 and 28 with auxiliary electrodes 25, 26 in the form of flat plates with elongated (vertical) openings 45, 46 and 47, respectively elongated (horizontal) openings 48, 49 and 50. The openings can have any shape that leads to the formation of a 4-pole field for the electron beams passing through the openings, for example a rectangular, an oval shape or a diamond shape.

In bedrijf is elektrode 27 verbindbaar met middelen, welke middelen in deze figuur niet getekend zijn, voor het toevoeren van een constante focusspanning vfoc· Elektrode 28 is in dit voorbeeld verbindbaar met middelen voor het toevoeren van een regelspanning Vfoc t vc.In operation, electrode 27 is connectable to means not shown in this figure for supplying a constant focus voltage vfoc. In this example, electrode 28 is connectable to means for supplying a control voltage Vfoc t vc.

Figuur 9 toont de hulpelektrodes 25 en 26 van het elektrodesysteem van Figuur 8 in vooraanzicht. De assen van de elektronenbundels 6, 7 en 8 in deze figuur aangegeven door kruisjes en vallen nagenoeg samen met de zwaartepunten van de (verticale) openingen 45, 46 en 47. De centra van de in de openingen gevormde 4-polen vallen nagenoeg samen met de bundelassen. De hulpelektrodes kunnen op alternatieve wijze door twee evenwijdige elektrodeplaten gevormd worden waarvan één voorzien is van drie in hoofdzaak vertikale openingen en de ander van één, in hoofdzaak horizontale, langgerekte opening.Figure 9 shows the auxiliary electrodes 25 and 26 of the electrode system of Figure 8 in front view. The axes of the electron beams 6, 7 and 8 in this figure are indicated by crosses and almost coincide with the centers of gravity of the (vertical) openings 45, 46 and 47. The centers of the 4-poles formed in the openings almost coincide with the beam axes. The auxiliary electrodes may alternatively be formed by two parallel electrode plates, one having three generally vertical openings and the other having one generally horizontal elongated opening.

De hier getoonde uitvoeringsvorm dient niet als beperkend beschouwd te worden. Er kan bijvoorbeeld slechts één hulpelektrode tussen de elektrodedelen 27 en 28 zijn aangebracht en op Vfoc bedreven worden, waarbij een regelspanning Vfoc + Vc aan beide elektrodes 27 en 28 toegevoerd wordt. En meer algemeen kan in het kader van de uitvinding elk type elektronenkanon met statisch of dynamisch astigmatisch focus gebruikt worden.The embodiment shown here should not be considered as limiting. For example, only one auxiliary electrode can be provided between the electrode parts 27 and 28 and operated on Vfoc, a control voltage Vfoc + Vc being applied to both electrodes 27 and 28. And more generally, within the scope of the invention, any type of electron gun with static or dynamic astigmatic focus can be used.

Figuur 11 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een kleurenbeeldbuissysteem volgens de uitvinding. In dit geval is de buis voorzien van een kanonzijdig convergentie beïnvloedend element 54 voor het uiteendrijven van de buitenste elektronenbundels van het in Figuur 12A getoonde type met eigen ringkern. Het schermzijdige convergentie beïnvloedende element 54' voor het naar elkaar toe drijven van de buitenste bundels omvat in dit geval een spoelconfiguratie die op de ringkern 51 van de afbuigeenheid is aangebracht. De ringkern 51 van de afbuigeenheid wordt met spoelenconfiguratie 56, 57, 58 en 59, die zodanig met een spanningsbron verbindbaar is dat een 4-pool veld met een oriëntatie voor het naar elkaar toe drijven van de buitenste bundels opgewekt wordt, in Figuur 12B getoond. De hals 4' van het kleurenbeeldbuissysteem 1' kan in dit geval korter zijn dan de hals 4 van het systeem 1 in Figuur 1A.Figure 11 shows an alternative embodiment of a color picture tube system according to the invention. In this case, the tube is provided with a gun side convergence influencing element 54 for dispersing the outer electron beams of the type shown in Figure 12A with its own toroidal core. The screen side convergence influencing element 54 'for driving the outer bundles together in this case comprises a coil configuration mounted on the toroidal core 51 of the deflection unit. The deflection toroidal core 51 with coil configuration 56, 57, 58 and 59, which is connectable to a voltage source to generate a 4-pole field with an orientation for driving the outer bundles together, is shown in Figure 12B . The neck 4 'of the color display tube system 1' may in this case be shorter than the neck 4 of the system 1 in Figure 1A.

Claims (9)

1. Kleurenbeeldbuissysteem met a) een een hals, een conus en een beeldvenster omvattende geëvacueerde omhulling, b) in de hals een elektronenkanon met een bundelvormend deel voor het opwekken van een centrale en twee buitenste, met hun assen in één vlak gelegen, elektronenbundels, en met een eerste en een tweede elektrodesysteem, die samen in bedrijf een hoofdlens vormen en verbindbaar zijn met middelen voor het toevoeren van een bekrachtig!ngsspanning, en c) een afbuigeenheid voor het opwekken van afbuigvelden voor het in horizontale en verticale richting afbuigen van de elektronenbundels en het aftasten van het beeldvenster met convergente bundels, met het kenmerk, dat tussen het bundelvormend deel van het elektronenkanon en de naar het beeldvenster gekeerde zijde van de afbuigeenheid een eerste convergentie beïnvloedend element is aangebracht voor het opwekken van een magneetveld dat op elke buitenste elektronenbundel een kracht uitoefent die een component in het vlak van de elektronenbundels en naar de centrale elektronenbundel toegericht bezit, en dat tussen het eerste convergentie beïnvloedend element en het bundelvormend deel van het elektronenkanon een tweede convergentie beïnvloedend is aangebracht voor het opwekken van een magneetveld dat op elke buitenste elektronenbundel een kracht uitoefent die een component in het vlak van de elektronenbundels en van de centrale elektronenbundel af gericht bezit.1. A color image tube system having a) a neck, a cone and a picture window comprising an evacuated envelope, b) an electron gun in the neck with a beam-forming part for generating a central and two outer electron beams lying in one plane, and having a first and a second electrode system which, in operation, form a main lens and are connectable to means for applying an energizing voltage, and c) a deflection unit for generating deflection fields for deflecting the horizontal and vertical directions. electron beams and scanning the convergent beam image window, characterized in that a first convergence-influencing element is generated between each beam-forming part of the electron gun and the side of the deflection unit facing the image window electron beam exerts a force that is a component in the plane of the electron beams and directed towards the central electron beam, and that between the first convergence influencing element and the beam-forming part of the electron gun, a second convergence influencing a magnetic field is applied which exerts a force on each outer electron beam which is a component in the plane away from the electron beams and away from the central electron beam. 2. Kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk convergentie beïnvloedend element is geconstrueerd om een 45° magnetisch 4-poolveld op te wekken.Color image tube system according to claim 1, characterized in that each convergence influencing element is constructed to generate a 45 ° magnetic 4-pole field. 3. Kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voor het opwekken van de magneetvelden een gelijkstroom wordt gebruikt.Color image tube system according to claim 1 or 2, characterized in that a direct current is used to generate the magnetic fields. 4. Kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het voorzien is van middelen voor het dynamisch koppelen van de sterkte van de convergentie beïnvloedende elementen aan de sterkte van het lijnafbuigveld.Color image tube system according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises means for dynamically coupling the strength of the convergence influencing elements to the strength of the line deflection field. 5. Kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de middelen voor het dynamisch koppelen van de sterkte van de convergentie beïnvloedende elementen aan de sterkte van het lijnafbuigveld middelen voor het toevoeren van een dynamisch variërende regelspanning die een component bevat die synchroon met het lijnafbuigveld verloopt bevatten.Color image tube system according to claim 4, characterized in that the means for dynamically coupling the strength of the convergence-influencing elements to the strength of the line deflection field means for supplying a dynamically varying control voltage containing a component synchronous with the line deflection field expires. 6. Kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de component paraboolvormig is.Color image tube system according to claim 5, characterized in that the component is parabolic. 7. Kleurenbeeldbuissysteem volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het elektronenkanon een quadrupoolveldlens bevat die statisch of dynamisch bekrachtigbaar is voor het compenseren van astigmatische defocussering.Color image tube system according to any one of the preceding claims, characterized in that the electron gun contains a quadrupole field lens which is statically or dynamically actuable to compensate for astigmatic defocusing. 8. Kleurenbeeldbuissysteem volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beeldbuis een venster heeft met een aspect-ratio van ongeveer 9:16.Color picture tube system according to any one of the preceding claims, characterized in that the picture tube has a window with an aspect ratio of approximately 9:16. 9. Samenstel van twee convergentie beïnvloedende elementen geschikt voor een kleurenbeeldbuissysteem volgens conclusie 1.An assembly of two convergence influencing elements suitable for a color image tube system according to claim 1.