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Farbfernseh-Bildröhre
Die Erfindung betrifft eine Konvergenzanordnung für Farbfernseh-Bildröhren mit wenigstens zwei Strahlsystemen.
Die Dreifarbenröhren dieser Art haben einen Dreifarbenleuchtschirm der drei Gruppen von Elementen (Streifen oder Punkten) aus Leuchtstoffen der drei verwendeten Farben aufweist und dreiStrahlsyste- me, die jeweils einer dieser drei Elementengruppen zugeordnet sind.
Den drei entsprechenden Elektronenstrahlen wird eine allgemein gemeinsame Ablenkbewegung über aufeinanderfolgende Bildzeilen wie im Fall des Schwarz-Weiss-Bildes erteilt.
Eine komplizierte Anordnung bewirkt, dass jeder Elektronenstrahl auf die Elemente der ihm zugeordneten Farbe auftrifft.
Diese"Farbreinigungsanordnung"gewährleistet jedoch nicht die "Konvergenz", worunter zu verstehen ist, dass die drei gleichzeitig getroffenen Punkte des Leuchtschirmes dem gleichen Bildpunkt entsprechen, mit andern Worten, voneinander praktisch nur so weit entfernt sind, wie dies erforderlich ist, damit die drei Auftreffpunkte auf drei Leuchtstoffelementen liegen, die jeweils einer der drei Gruppen zugehören.
Es ist stets möglich, die Konvergenz der drei Elektronenstrahlen in der Mitte des Schirmes zu erzielen, beispielsweise durch eine entsprechende geringfügige Neigung der Achsen der seitlichen Strahlsysteme in bezug auf die Achse des mittleren Strahlsystems.
Diese Konvergenz wird aber zerstört, wenn durch die allgemeine Ablenkbewegung die Auftreffpunkte der Elektronenstrahlen zu andern Gebieten des Schirmes verschoben werden, weil der Schirm eben ist oder zumindest nicht die Form aufweist, welche die Aufrechterhaltung der Konvergenz an allen Punkten seiner Oberfläche gewährleisten würde.
Es ist bekannt, aus diesem Grund bei wenigstens zwei der drei Strahlsysteme Konvergenzkorrekturen
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sche Komponente, die von dieser Bewegung abhängig ist ; die Hilfsablenkung kann aber auch rein dynamisch sein.
Es ist bekannt, definitionsgemäss die Lage des Elektronenstrahles eines Strahlsystems, beispielsweise des mittleren Strahlsystems, als richtig anzusehen und nur auf die beiden andern Elektronenstrahlen kor- rigierend einzuwirken.
Es sind verschiedene Anordnungen dieser Art vorgeschlagen worden, insbesondere eine Anordnung, bei welcher für jeden korrigierten Elektronenstrahl ein Magnetfeld und ein elektrisches Feld gleicher Richtung verwendet werden, wobei das Magnetfeld eine veränderliche Stärke hat, während das elektrische Feld eine konstante Stärke hat, und jedes dieser Felder auf den Elektronenstrahl beim Austritt aus dem Strahlsystem einwirkt.
Es wurde festgestellt, dass es günstiger-und bei einer geeigneten Ausführung der vier dann erforderlichen Polschuhplattenpaare für magnetische Ablenkung auch möglich - ist, für jeden korrigierten
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Elektronenstrahl zwei Magnetfelder unterschiedlicher Richtung zu verwenden, die vorzugsweise beide eine veränderliche Stärkehaben und beide an der Austrittsstelle der Strahlsysteme zur Wirkung kommen.
Man erhält dadurch eine Anordnung von sehr grosser Anpassungsfähigkeit, bei welcher der Vorteil auf- recht erhalten bleibt, dass eine Korrektur völlig an der Austrittsstelle der Strahlsysteme zur Vermeidung jeder Lichtpunktaberration vorgenommen wird, ohne dass ein astigmatischer Fehler durch Verwendung eines elektrischen Feldes eingeführt wird.
Eine Farbfernseh-Bildröhre mit wenigstens zwei Strahlsystemen und mit einer Konvergenzanord- nung, welche ein erstes und ein zweites Polschuhplattenpaar für magnetische Ablenkung enthält, die so angeordnet sind, dass sie jeweils mit einem ausserhalb der Röhre angeordneten ersten bzw. zweiten
Magneten gekoppelt sind, wobei das erste Polschuhplattenpaar durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes erstes Magnetfeld auf den aus dem ersten Strahlsystem kommenden ersten Elektronenstrahl und das zweite Polschuhplattenpaar durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röh- renachse stehendes Magnetfeld auf den aus dem zweiten Strahlsystem kommenden zweiten Elektronen- strahl jeweils an einer hinter der Austrittsstelle des Strahlsystems liegenden Stelle einwirken, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass die Konvergenzanordnung ein drittes und ein viertes Pol- schuhplattenpaar für magnetische Ablenkung enthält, die so angeordnet sind, dass sie jeweils mit einem ausserhalb der Röhre angeordneten dritten bzw. vierten Magneten gekoppelt sind, dass das dritte Polschuhplattenpaar durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes drittes Magnetfeld, dessen Richtung von derjenigen des ersten Magnetfeldes verschieden ist, auf den ersten Elektronenstrahl an einer hinter der Austrittsstelle des ersten Strahlsystems liegenden Stelle einwirkt, und dass das vierte Polschuhplattenpaar durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes viertes Magnetfeld, dessen Richtung von derjenigen des zweiten Magnetfeldes verschieden ist, auf den zweitenElektronenstrahl an einer hinter der Austrittsstelle. des zweiten Strahlsystems liegenden Stelle einwirkt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen : Fig. 1 schematisch eine Dreifarbenröhre, bei der die Erfindung anwendbar ist, Fig. 2 im Schnitt eine Anordnung von drei in der gleichen Ebene liegenden Strahlsystemen mit einer magnetischen Konvergenzanordnung nach der Erfindung, Fig. 3 eine andere Ausführungsform der magnetischen Konvergenzanordnung von Fig. 2, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der magnetischen Konvergenzanordnung von Fig. 2, Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Orientierung der Polschuhplattenpaare bei der magnetischen Korrekturanordnungvon Fig. 4 in bezug auf den Schirm der Röhre, Fig. 6 eine schematischeSchnittansicht einer möglichen Anordnung der einem Strahlsystem zugeordneten Polschuhplattenpaare bei den magnetischen Korrekturanordnungen von Fig. 2, 3 oder 4, Fig.
7 eine perspektivische Darstellung einer Gruppe von Strahlsystemen mit einer magnetischen Korrekturanordnung der in Fig. 6 gezeigten Art, wobei die Polschuhplattenpaare entsprechend der Darstellung von Fig. 4 orientiert sind, Fig. 8 eine praktische Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 eine andere praktische Ausführungsform der Erfindung und Fig. 10 einen teilweisen horizontalen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 9.
Die Erfindung wird als Beispiel für den folgenden Fall beschrieben :
Die Röhre ist mit drei Strahlsystemen ausgestattet, deren Achsen in der gleichen horizontalen Ebene liegen, und die Konvergenzkorrektur wird nur bei den beiden seitlichen Elektronenstrahlen vorgenommen.
Fig. l zeigt sehr schematisch in einem diametralen horizontalen Schnitt eine Röhre, bei der die erfindungsgemässe Anordnung anwendbar ist. Das Röhreninnere ist durch einen Kolben 1 umschlossen.
Ein Leuchtschirm 2 trägt nebeneinander liegende parallele Streifen, die abwechselnd rot, grün und blau sind und mit R, G bzw. B bezeichnet sind, wobei drei benachbarte Streifen einen Tripel bilden. Diese Streifen können beispielsweise vertikal verlaufen oder um 450 gegen die Horizontale geneigt sein.
In Fig. l sind nur einige Leuchtstoffstreifen dargestellt, deren Abmessungen zur deutlicheren Darstellung übertrieben sind. In Wirklichkeit enthält die Röhre eine grosse Zahl von Tripel, die jeweils einen "Bildpunkt" ("Triade" aus einem roten, einem blauen und einem grünen Punkt) auf jeder Zeile ergeben.
Vor dem Schirm 2 befindet sich ein Gitter mit sehr feinen Drähten, die parallel zu den Streifen angeordnet sind und die Tripel abgrenzen. Der Abstand zwischen dem Gitter 3 und dem Schirm 2 ist in der Darstellung ebenfalls sehr übertrieben.
Drei Strahlsysteme 4,5 und 6 mit elektrostatischer Konzentration sind so angeordnet, dass ihre
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Die Konvergenzkorrekturen müssen an dieser Konvergenz der drei Elektronenstrahlen in einem Punkt P vorgenommen werden, der sich in einer Ebene bewegt, wenn die drei Elektronenstrahlen den Schirm unter dem Einfluss derAblenkspannungenabtasten, die einem elektromagnetischen Ablenksystem zugeführt werden, von dem nur der Teil 7 in den Zeichnungen erkennbar ist.
Der Schirm 2 liegt auf einem Potential Ve, das hoch gegen das Kathodenpotential der Strahlsysteme ist, und das Gitter 3 liegt auf einem niedrigeren positiven Potential Vg. Die aus dem Gitter und dem Schirm bestehende Anordnung bildet ein System von Zylinderlinsen, welche für die von den Strahlsystemen kommenden Elektronenstrahlen konvergierend wirken. Der leitende Überzug 9 auf der Innenwand der Röhre, der gemeinhin als Anode bezeichnet wird, liegt auf dem höchsten Potential der Strahlsysteme. Das Gitterpotential Vg ist diesem Potential grundsätzlich gleich.
Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, ist der aus dem Gitter und dem Schirm bestehende'Fokussie- rungsanordnung vorzugsweise eine Hilfselektrode 8 zugeordnet, die auf einem Potential Vc liegt, das konstant und höher als das Gitterpotential ist oder vorzugsweise in Abhängigkeit von der augenblicklichen Ablenkbewegung derart veränderlich ist, dass wenigstens teilweise die Störablenkung korrigiert wird, welche die Elektronenstrahlen in dem Raum zwischen dem Gitter und dem Schirm auf Grund der hohen Feldstärke erleiden, die im wesentlichen senkrecht zum Schirm steht und in diesem Raum herrscht.
Diese geringfügigen Stoor- odeur Korrekturablenkungen sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen drei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Anordnung hinsichtlich der Orientierung der ausgeübten Magnetfelder.
Diese Figuren zeigen jeweils einen Schnitt durch den Hals der Kathodenstrahlröhre und die drei Strahlsysteme im Bereich der Austrittsstelle der Elektronenstrahlen.
Man erkennt in jeder Darstellung den Hals 18 der Röhre, die Querschnitte der letzten Elektroden der drei Strahlsysteme, welche zur Vereinfachung der Zeichnungen keine Bezugszeichen tragen, sondem als mittleres Strahlsystem, linkes seitliches Strahlsystem bzw. rechtes seitliches Strahlsystem bezeichnet werden, zwei dem rechten seitlichen Strahlsystem zugeordnete Polschuhplattenpaare 20 und 22, zwei dem linken seitlichen Strahlsystem zugeordnete weitere Polschuhplattenpaare 24 und 26, vier Elektromagnete 19,21, 23 und 25, deren Flüsse jeweils einem der Polschuhplattenpaare 20,22, 24 und 26 zugeführt werden, und eine magnetische Abschirmung 27, welche den Elektronenstrahl des mittleren Strahlsystems vor den Korrekturfeldern der seitlichen Strahlsysteme schützt, und deren Form in Fig. 8 besser erkennbar ist.
Die am Umfang liegenden Enden der Polschuhplatten sind so umgebogen, dass eine bessere Kopplung mit den Elektromagneten erreicht wird.
Diese gemeinsame Beschreibung gilt für die Anordnungen von Fig. 2, 3 und 4, jedoch ist ein Unterschied hinsichtlich der Orientierung der Polschuhplatten relativ zu der horizontalen Achse des Schirmes erkennbar.
In Fig. 2 ermöglichen die magnetischen Ablenkfelder der Polschuhplattenpaare 20 und 24 vertikale Verschiebungen, und die magnetischen Felder der Polschuhplattenpaare 22 und 26 ermöglichen horizontale Verschiebungen der Elektronenstrahlen der seitlichen Strahlsysteme, d. h. Verschiebungen, die im Winkel von 900 zueinander liegen.
Fig. 3 zeigt eine erste Abänderung, die für den Fall eines Leuchtschirmes mit um 450 gegen die Horizontale geneigten Leuchtstoffstreifen vorteilhaft ist, und bei welcher die Ablenkanordnungen um 450 derart gedreht worden sind, dass die Polschuhplattenpaare 20 und 24 parallel zu den Leuchtstoffstreifen des Schirmes stehen, während die Polschuhplattenpaare 22 und 26 senkrecht dazu verlaufen, oder umgekehrt, je nachdem, ob die Leuchtstoffstreifen in der einen oder der andern Richtung um 450 gegen die Horizontale geneigt sind.
Fig. 4 zeigt eine zweite Abänderung, bei welcher die Winkel zwischen den Polschuhplattenanordnungen und der Horizontalen 370 betragen, so dass ihre Richtungen im wesentlichen den Richtungen der Diagonalen eines rechteckigen Leuchtschirmes mit dem Format 3 : 4 entsprechen.
Die Winkel zwischen zwei zum gleichen Strahlsystem gehörigen Polschuhplattenpaares betragen offensichtlich 740. Fig. 5 zeigt schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Röhrenachse die Lage der Polschuhplatten relativ zu den Diagonalen des Schirmes, der schematisch durch ein Rechteck dargestellt ist.
Die Anordnung von Fig. 3 ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass eine Vergrösserung des Wertes der magnetischen Korrekturfelder vermieden wird, die bei einem Leuchtschirm mit schrägen Streifen sonst erforderlich wäre.
Die Anordnung von Fig. 3 weist eine weitere interessante Besonderheit auf. Bekanntlich ist der Abstand zwischen den Leuchtpunkten der drei Strahlsysteme am grössten in den Eckenbereichen des Schir-
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der Abstand zwischen demAblenkzentrum und demDiese Anordnung wird dadurch ermöglicht, dass die rechte Platte des Polschuhplattenpaares 36 in der Nähe der Scheibe 30 einen Schlitz aufweist, der sich über die halbe Breite der Platte erstreckt, während die obere Platte des Paares 35 einen entsprechenden Schlitz in der Nähe der Scheibe 32 aufweist, so dass die beiden Schlitze eine Kreuzung der beiden Platten ohne gegenseitige Berührung er- möglichen. Eine analoge Anordnung ist hinsichtlich der linken Platte des Plattenpaares 37 und der unteren Platte des Plattenpaares 38 getroffen.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der gleichfalls nur zwei Scheiben zur Begrenzung eines einzigen Zwischenraumes verwendet werden, in welchem vier Plattenpaare so ange- ordnet sind, dass jeder Elektronenstrahl im Inneren dieses einzigen Zwischenraumes nacheinander der Einwirkung von zwei Magnetfeldern ausgesetzt ist.
Fig. 9 zeigt diese Ausführungsform in perspektivischer Darstellung.
In Fig. 9 wird der Zwischenraum durch die beiden senkrecht zur Röhrenachse stehenden Scheiben 30 und 32 begrenzt. In der Darstellung ist die Scheibe 32 aus ihrer normalen Stellung entfernt. Die drei nicht dargestellten Strahlsysteme haben in bezug auf die Scheibe 30 die gleiche Anordnung wie in Fig. 7.
DievierPolschuhplattenpaare 51,52, 55 und 56 sind im Zwischenraum angeordnet und mit Hilfe von Montagewinkel 53 an den Scheiben befestigt.
Bei dieser Ausführungsform ist wieder jeder der beiden seitlichen Elektronenstrahlen der Einwirkung eines horizontalen Magnetfeldes ausgesetzt, das eine vertikale Ablenkung ermöglicht, und der Einwirkung eines vertikalen Magentfeldes, das eine horizontale Ablenkung ermöglicht, wobei die entsprechen- den Magnetflüsse durch die Polschuhplattenpaare 51 (rechtes Strahlsystem, vertikale Ablenkung), 52 (rechtes Strahlsystem, horizontale Ablenkung), 56 (linkes Strahlsystem, vertikale Ablenkung) und 55 (linkes Strahlsystem, horizontale Ablenkung) geführt werden.
Die Anordnung ist symmetrisch in bezug auf eine die Mittelpunkte der beiden Scheiben verbindende Achse, welche zugleich die Röhrenachse ist.
Da es vorteilhaft ist, die Elektromagnete am Umfang des Röhrenhalses in Winkelabständen von 900 anzuordnen, damit die Gefahr einer Wechselwirkung zwischen den Elektromagneten vermieden wird, sind die Plattenpaare 51 und 56 (in bezug auf die Röhrenachse) asymmetrisch gegen die Vertikale über den grössten Teil ihrer Länge geneigt, und sie verlaufen erst in ihren Endabschnitten in der Nähe der abzulenkenden Elektronenstrahlen vertikal, um ein horizontales Feld zu erzeugen.
Der Elektronenstrahl des mittleren Strahlsystems, das an der Mittelöffnung der Scheibe 30 endet, ist hier wieder durch eine Abschirmung 27 gegen jede magnetische Einwirkung im Inneren des Zwischenraumes geschützt.
Fig. 10 zeigt in grösserem Massstab einen horizontalen Schnitt durch den rechten Teil der Anordnung von F ig. 9, d. h. durch die auf das rechte Strahlsystem wirkende Anordnung.
In Fig. 10 erkennt man die Konzentrationselektrode 28 und die letzte Anode 29 des an der Scheibe 30 endenden rechten Strahlsystems.
Die horizontalen Platten 52, sind, wie in Fig. 10 besser erkennbar ist, allmählich auf ihre halbe Breite verjüngt, so dass in der Nähe der Scheibe 32 ein Raum für die Durchführung der Platten 51 frei wird, die ihrerseits etwa auf die Hälfte ihrer Breite so verjüngt sind, dass ein Raum in der Nähe der Scheibe 30 für die Durchführung der Platten 52 frei wird.
Der von den Platten 52 geführte Magnetfluss wirkt auf den Elektronenstrahl des rechten Strahlsystems nur in der Nähe der Scheibe 30 ein, während der von den Platten 51 geführte Magnetfluss auf diesen Elektronenstrahl nur in der Nähe der Scheibe 32 einwirkt.
Jedes Polschuhplattenpaar kann somit auf Grund der besonderen Form der Platten durch die Kopplung mit dem zugeordneten Elektromagnet einen grossen Magnetfluss aufnehmen, der dann praktisch vollständig auf die Zone konzentriert wird, in welcher er auf den entsprechenden Elektronenstrahl einwirkt.
Die dem linken Strahlsystem zugeordneten Plattenpaare 55 und 56 sind symmetrisch dazu ausgeführt.
Die den Wicklungen der Elektromagnete zugeführten Signale hängen mit den Zeilen- und Teilbildablenkfrequenzen zusammen, und sie sind in Abhängigkeit von den Eigenschaften und Besonderheiten der Elektronenoptik der Röhre ausgebildet.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist zu bemerken, dass es bekannt ist, Paare von zwei Polschuhplatten zu verwenden, die nicht streng parallel sind, sondern geringfügig gegeneinander geneigt sind, und dass bei den beschriebenen Anordnungen eine solche gegenseitige Lage der Platten eines gleichen Paares angewandt werden kann.
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Ganz allgemein eignet sich die Erfindung unabhängig von der Art des Bildschirmes und der allge- meinen Ausführung der zugehörigen Elektronenstrahlsysteme.
DieAusführungsbeispiele sind für den Fall von drei Strahlsystemen beschrieben worden, deren Achsen in der gleichen horizontalen Ebene liegen ; die Anwendung für andere Anordnungen, bei denen die Ach- sen der drei Strahlsysteme in einer anders gerichteten Ebene enthalten sind, oder bei denen die Achse des mittleren Strahlsystems nicht in der gleichen Ebene wie die Achsen der beiden seitlichen Strahlsy- steme liegt, ist unmittelbar erkennbar. Schliesslich kann auch eine Einwirkung auf das dritte Strahlsy- stem hinzugefügt werden, bei welcher die Unabhängigkeit der auf die beiden andern Strahlsysteme aus- geübten Einwirkungen erhalten bleibt.
Natürlich können bei den beschriebenen Anordnungen, wenn auch weniger vorteilhaft, an Stelle der Elektromagnete auch Permanentmagnete verwendet werden.
Schliesslich ist zu bemerken, dass in der vorstehenden Beschreibung unter der "Richtung eines Magnetfeldes"zu verstehen ist, dass das Magnetfeld parallel zu einer Geraden verläuft, unabhängig von seiner Polarität.
PATENTANSPRÜCHE : l. Farbfernseh-Bildröhre mit wenigstens zwei Strahlsystemen und mit einer Konvergenzanordnung, welche ein erstes (20) und ein zweites (24) Polschuhplattenpaar für magnetische Ablenkung enthält, die so angeordnet sind, dass sie jeweils mit einem ausserhalb der Röhre angeordneten ersten (19) bzw.
zweiten (23) Magneten gekoppelt sind, wobei das erste Polschuhplattenpaar (20) durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes erstes Magnetfeld auf den aus dem ersten Strahlsystem kommenden ersten Elektronenstrahl und das zweite Polschuhplattenpaar (24) durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes Magnetfeld auf den aus dem zweiten Strahlsystem kommenden zweiten Elektronenstrahl jeweils an einer hinter der Austrittsstelle des Strahlsystems liegenden Stelle einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvergenzanordnung ein drittes (22) und ein viertes (26) Polschuhplattenpaar für magnetische Ablenkung enthält, die so angeordnet sind, dass sie jeweils mit einem ausserhalb der Röhre angeordneten dritten (21) bzw.
vierten (25) Magneten gekoppelt sind, dass das dritte Polschuhplattenpaar (22) durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes drittes Magnetfeld, dessen Richtung von derjenigen des ersten Magnetfeldes verschieden ist, auf den ersten Elektronenstrahl an einer hinter der Austrittsstelle des ersten Strahlsystems liegenden Stelle einwirkt, und dass das vierte Polschuhplattenpaar (26) durch ein wenigstens annähernd senkrecht zur Röhrenachse stehendes viertes Magnetfeld, dessen Richtung von derjenigen des zweiten Magnetfeldes verschieden ist, auf den zweiten Elektronenstrahl an einer hinter der Austrittsstelle des zweiten Strahlsystems liegenden Stelle einwirkt (Fig. 2).