DE1512407C2 - Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für eine punkte der Innenflächen der seitlichen Wicklungs-Fernsehbildröhre, insbesondere eine Lochmasken- . teile der Horizontalablenkspulen auf der Längsachse Farbbildröhre, deren Kolben einen zylindrischen Hals der Bildröhre liegen, während die Krümmungsmittel- und einen sich erweiternden Konus aufweist, mit je punkte ihrer Außenflächen und die Krümmungszwei Sattelspulen für die Horizontal- bzw. Vertikal- 5 mittelpunkte der Innenflächen bzw. Außenflächen ablenkung, deren seitliche Wicklungsteile auf dem der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspu-Röhrenkonus aufliegen und in ihrem Querschnitt len in den den. betreffenden Wicklungsteilen diavom Spulenfenster nach außen kontinuierlich zu- metral gegenüberliegenden Quadranten liegen. Insnehmen. besondere können die Außenflächen der seitlichen

Bei Ablenkeinheiten ist es bekannt (USA.-Patent- io Wicklungsteile der Horizontalablenkspulen und die schrift 2 570 425), die Ablenkspulen so auszubilden, Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Verdaß im Spulenquerschnitt senkrecht zur Achse der tikalablenkspulen jeweils dieselben Krümmungsmit-Bildröhre gesehen, die Zahl der Windungsdrähte von telpunkte haben. Bei dieser Ausbildung ergibt sich in der Innenseite der Spule nach ihrer Außenseite zu- Verbindung mit der Leiterführung längs geodätischer nimmt, die Spule in ihrem Querschnitt also dicker 15 Linien ein gewisser negativer Astigmatismuseffekt wird. Bei einer bekannten Ausführungsform verläuft auf die Elektronenstrahlen, dessen Auswirkungen die Verteilung am bildschirmseitigen Teil der Spule zweckmäßigerweise so ausgenutzt werden können, nach einer cos²-Verteilung, am gegenüberliegenden daß bei der Dreieckanordnung der Strahlsysteme, bei Teil der Spule nach einer cos-Verteilung. Hierdurch welcher ein Strahlsystem in der Mitte unter den beisoll der Ablenkwirkungsgrad der Spulen, insbeson- 20 den anderen Strahlsystemen angeordnet ist, eine bedere bei Bildröhren mit großem Ablenkwinkel, ver- wußte Rastervorverzerrung auftritt, die bei der übbessert werden, und die Rasterverzerrungen sollen liehen Betrachtung des Bildschirms von einem außer- verringert werden. halb der Bildröhrenachse liegenden Punkt die durch ((

Es ist weiterhin eine sattelförmige Ablenkspule die Krümmung des Bildschirmes scheinbar auftrebekannt (USA.-Patentschrift 3 027 500), bei der die 25 tende Rasterverzerrung gerade kompensiert. Weiter-Krümmung des Übergangsstückes zwischen dem Bild- hin tritt bei dieser Ausbildung praktisch kein Koma röhrenkonus und Bildröhrenhals durch eine . ge- auf, so daß sich dynamische Korrekturen der Ablenkknickte Fläche angenähert wird, die im Längsschnitt stromform zur Verhinderung eines Auseinanderlauder Annäherung einer Kurvenkrümmung durch zwei fens der drei Farbraster auch hier erübrigen.
Geradenstücke entspricht. Bei dieser Ablenkspule 30 Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher ist die Verteilung der Windungsdrähte gleichförmig. erläutert. Es zeigt

Gegenüber den bekannten Ausführungsformen von F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

Ablenkeinheiten besteht .die Aufgabe der Erfindung einer Lochmasken-Farbfernsehbildröhre mit einer

in einer weiteren Verringerung der Rasterverzerrun- Ablenkeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der

gen und der Koma- und Astigmatismusfehler. Diese 35 Erfindung,

Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Sattel-

jeder Leiter der seitlichen Wicklungsteile der Sattel- spule einer Ablenkeinheit gemäß der Erfindung,

spulen hinsichtlich der Krümmung des Konus des F i g. 3 eine Seitenansicht der in F i g. 2 dargestell-

Röhrenkolbens längs einer geodätischen Linie ver- ten Sattelspule,

läuft. Insbesondere bei Lochmasken-Bildröhren mit 40 F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der beim

drei Strahlsystemen und großen Ablenkwinkeln führt Wickeln von Sattelspulen auftretenden Schwierig-

die Erfindung zu einer bedeutenden Verringerung der keiten,

Rasterverzerrungen bei gleichzeitiger weiterer Ver- F i g. 5 eine etwas vereinfachte Ansicht eines Querringerung von Astigmatismus- und Komaerscheinun- schnittes durch eine Ablenkeinheit gemäß der Erfin- (7 gen. Ferner erübrigen sich durch die erfindungsge- 45 dung in der Nähe des schirmseitigen Endes,
mäße Ausbildung der Ablenkeinheit aufwendige und F i g. 6 eine etwas vereinfachte Querschnittsansicht komplizierte dynamische Konvergenzkorrekturschal- der Ablenkeinheit in der Nähe ihres der Strahlen tungen, da die Feldlinien des von der Ablenkeinheit erzeugereinrichtung zugewandten Endes, und
erzeugten magnetischen Feldes infolge des Verlaufs F i g. 7 ein Diagramm, das allgemein die Änderung der Leiter längs der geodätischen Linien so gerichtet 50 gewisser Abmessungen angibt, durch die die gesind, daß die drei Elektronenstrahlen an den Bild- wünschte Spulenform erreicht wird,
rändern nicht mehr in störendem Maße auseinander- Fig. 1 zeigt eine Lochmasken-Farbfernsehbildlaufen. Da sowohl die Vertikalablenkspulen als auch röhreil üblicher Bauart, die einen Lumineszenzdie Horizontalablenkspulen mit längs geodätischer schirm 12, der auf einer Stirnplatte 13 angeordnet ist, Linien verlaufenden Leitern ausgebildet sind, wird 55 eine Lochmaske 14 mit einer Vielzahl von Durchdie Rasterverzeichnung sowohl am oberen und unte- brechungen 15, und eine Strahlerzeugungsanordnung ren Bildrand wie auch an den seitlichen Bildrändern ■ 16, die in einem Röhrenhals 17 angeordnet ist, entvermieden, hält. Auf dem Röhrenhals und dem angrenzenden Die Sattelspulen lassen sich in weiterer Ausgestal- Teil des Konus des Röhrenkolbens ist eine Ablenktung der Erfindung so ausbilden, daß die beiden Ho- 60 einheit 18 montiert.

rizontalablenkspirlen so um den Bereich des Röhren- Die Ablenkeinheit 18 enthält wie üblich ein Paar

kolbens, in' welchem der Hals in d^n Konus über- Horizontalablenkspulen 19, ein Paar Vertikalablenk-

geht, angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wick- spulen 21 und einen ferromagnetischen Kern 22. Die

lungsteile in vier Querschnittsquadranten liegen, daß Spulen beider Paare haben im wesentlichen die

die beiden Vertikalablenkspulen außerhalb der Hori- 65 gleiche Form, so daß es genügt, nur eine dieser Spu-

zontalablenkspulen so angeordnet sind, daß ihre vier len näher zu beschreiben.

seitlichen Wicklungsteile ebenfalls innerhalb der vier F i g. 2 zeigt eine der Ablenkspulen 23, die die

Quadranten liegen, und daß die Krümmungsmittel- Form einer Sattelspule hat und zwei Gruppen seit-

licher Leiterteile 24, 25 enthält, die im wesentlichen in Längsrichtung der Ablenkeinheit und Bildröhre verlaufen. Diese beiden Gruppen seitlicher Leiterteile sind am schirmseitigen Ende durch eine Gruppe von quer verlaufenden Leiterteilen 26 und an dem Strahlerzeuger zugewandten Ende durch eine Gruppe von quer verlaufenden Leiterteilen 27 verbunden. Die Leiter- oder Windungsteile 24, 25, 26 und 27 begrenzen zusammen' ein Spulenfenster 28.

Die die Gruppen 24, 25 bildenden seitlichen Windungsteile folgen der Krümmung des Röhrenkolbens in dem Bereich, wo der Kolbenhals 17 in den Konus übergeht, wie insbesondere in F i g. 3 zu sehen ist.

Warum es bisher nicht möglich war, in solchen Ablenkspulen eine optimale Windungsverteilung zu erreichen, sei an Hand von F i g.4 erläutert. Zur Bildung einer Spule wird ein Draht 29 um einen blockförmigen Wickelkörper 31 gewickelt, der das Spulenfenster begrenzt und durch eine Spindel gedreht wird. Der Draht.muß während des Wickeins unter einer gewissen Spannung gehalten werden und spannt sich daher zwischen den Ecken des Wickelkörpers 31. Er folgt daher der Form des Wickelkörpers 31 nur am schirmseitigen und dem Strahlerzeuger zugewandten Ende 32 bzw. 33, nicht jedoch an dessen konkaven Seiten 34, 35, die der gewünschten Spulenform entsprechen.

Es wurde jedoch gefunden, daß bei geeigneter Bemessung der gekrümmten Seiten 34, 35 des Wikkelkörpers 31 der Schnitt dieses Körpers mit der gekrümmten Oberfläche des Spindel- oder Wickeldorn-Hohlraumes, auf dem der blockförmige Wickelkörper montiert ist, eine geodätische Linie längs der Oberfläche der Wickeldornkontur ist. Der Draht legt sich dann an die gekrümmten Seiten 34, 35 des Wikkelkörpers 31 an. Die Lage der Windungen entlang der Längsteile der Gruppen 24, 25 entspricht außerdem fast der optimalen Leiterverteilung, die mit den gegenwärtigen Wickeltechniken erreichbar ist. Die nacheinander auf den Wickelkörper 31 aufgebrachten Windungen verlaufen längs entsprechender Wege, die jedoch jeweils langer als der vorangehende sind. Die Anzahl der Windungen, die im Bereich zu Beginn der Spule angrenzend an den das Fenster begrenzenden Wickelkörper 31 aufgebracht werden, bezüglich der Anzahl der Windungen am Ende der Spule im Abstand vom Wickelkörper wird durch die Form des Hohlraumes bestimmt, der zwischen den Patrizen- und Matrizenhälften des Wickeldornes, entsprechend dem zylindrischen Körper und der aufgepaßten Kappe bei den üblich verwendeten Wickelmaschinen (siehe z. B. USA.-Patentschrift 2 448 672) gebildet wird.

In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt, wie sich die Verteilung der seitlichen Windungsteile vom dem Strahlerzeuger zugewandten zum schirmseitigen Ende der Ablenkeinheit ändert. In diesen beiden Figuren sind die beiden Gruppen von seitlichen Windungsteilen einer der Horizontalablenkspulen 19 und jeweils eine Gruppe seitlicher Windungsteile der Vertikalablenkspulen 21,21 α dargestellt. Die nicht dargestellte andere Hälfte der Ablenkeinheit ist entsprechend ausgebildet. Wegen der Symmetrie der Ablenkspulen gilt die Beschreibung der Verteilung der seitlichen Windungsteile der Vertikal- und Horizontalablenkspülen in einem bestimmten Quadranten der Ablenkeinheit auch für die anderen Quadranten.

.Bei der in F i g. 5 dargestellten Ablenkeinheit sind die Horizontalablenkspulen 19 innen, angrenzend an den Röhrenkolben angeordnet, während die Vertikalablenkspulen 21 außerhalb der Horizontalablenkspulen 19 angeordnet und von diesen durch eine nicht dargestellte Isolation getrennt sind. Die Spulen werden von einem ferromagnetischen Kern 22 umgeben, der von den Vertikalablenkspulen 21 durch Schaumgummipolster 38 getrennt ist. Soweit beschrieben, entspricht die Ablenkeinheit dem Stande

ίο der Technik. .

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch in einem vorderen, d. h. in Richtung des Bildschirmes der Röhre liegenden Querschnitt (F i g. 5) der Ablenkeinheit die innere Fläche der linken Leitergruppe der Horizontalablenkspule 19 durch einen Bogen mit dem Radius RH um einen Mittelpunkt C, der auf der Achse der Ablenkeinheit liegt, begrenzt. Die Außenfläche dieser Gruppe von Windungsteilen der Horizontalablenkspule und die Innenfläche der Gruppe seitlicher Windungsteile der Vertikalablenkspule 21 α sind durch Bögen mit den Radien YH bzw. R V begrenzt, deren Mittelpunkt A in dem den betrachteten Windungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten liegt. Die Außenfläche der Gruppe seitlicher Windungsteile der Vertikalablenkspule wird durch einen Bogen mit einem Radius YV um einen Mittelpunkt B, der sich ebenfalls im den betrachteten Windungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten befindet, begrenzt. Eine Hälfte der Breite des Fensters der Horizontalablenkspule 19 ist mit WH bezeichnet, und die entsprechende Abmessung der Vertikalablenkspulen 21, 21 α ist mit WV bezeichnet. Der Ort des Punktes A in dem den betrachteten Windungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten ist durch die Koordinatenwerte H und K und der Ort des Punktes B durch die Koordinatenwerte M und L definiert. Die Krümmungsmittelpunkte D und E für die Begren-. zungsflächender Gruppen seitlicher Leiterteile der Spulen 19, 20, die den Punkten A bzw. B entsprechen, liegen im dritten Quadranten.

In einem nahe dem hinteren, d. h. in Richtung des dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Ende der Ablenkeinheit dargestellten Querschnitt (F i g. 6) sind die verschiedenen Oberflächen der Spulen 19 und 21 durch entsprechende Bögen begrenzt, deren Mittelpunkte C, A', B', D' und E' den Punkten C, A-, B, D und E in F i g. 5 entsprechen. Die zugehörigen Radien sind nicht eingezeichnet, um die Figur nicht un- nötig unübersichtlich zu machen.

Gemäß der Erfindung ändert sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt C und den Punkten A und B von den in F i g. 5 dargestellten Stellen zu den in F i g. 6 dargestellten Stellen A' bzw. B' im wesentliehen entsprechend dem in F i g. 7 dargestellten Diagramm. In F i g. 7 gilt die ausgezogene Kurve 41 für die Größen H und K als Koordinaten. Der Punkt 42 der Kurve 41 entspricht dem Abstand des Punktes A (F i g. 5) vom Mittelpunkt C im vorderen Querschnitt der Ablenkeinheit. Entsprechend gibt der Punkt 43 der Kurve 41 den Abstand zwischen den Punkten A' und C im hinteren Querschnitt (Fig. 6) der Ablenkeinheit an. Die Änderung des Ortes der Punkte B, B' in F i g. 5 bzw. 6 ist in F i g. 7 durch die gestrichelte Kurve 44 dargestellt. In diesem Falle ist es jedoch zweckmäßiger, die Lage dieser Punkte durch die Differenzen (M—H) bzw. (L—K) auszudrücken. Für die Kurve 44 gelten also die Koordinaten (M—H)

als Abszisse und (L—K) als Ordinate. Der Punkt 45 der Kurve 44 entspricht den Werten von (M—H) und (L—K) des Punktes B im vorderen Querschnitt (F i g. 5) der Ablenkeinheit, während der Punkt 46 die entsprechenden Werte des Punktes B' im hinteren Querschnitt (F i g. 6) angibt. Die Punkte D und E haben entsprechende Koordinaten wie die Punkte A und B.

Der Radius RH nimmt vom hinteren zum vorderen Querschnitt der Ablenkeinheit derart zu, daß die Innenabmessung der Ablenkeinheit im wesentlichen mit dem Konus der Bildröhre übereinstimmt. Auch die Fensterabmessungen WH und WV nehmen vom hinteren zum vorderen Querschnitt der Ablenkeinheit hin zu. Da die Windungszahl in den verschiedenen Querschnitten notwendigerweise konstant ist, muß in jedem Querschnitt genügend Fläche für die Leiter zur Verfügung stehen, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Leiter nicht immer senkrecht zur Querschnittsfläche verlaufen. Die äußeren Radien YH, RV und YV ändern sich daher vom hinteren zum vorderen Querschnitt derart; daß sich die gewünschte Leiterverteilung in Verbindung mit den beschriebenen Änderungen der Abmessungen RH, WH, WV und. dem Ort der Punkte AB ergibt.

Die oben angegebenen Bemessungsregeln haben zur Folge, daß sich die Querschnittskonfiguration der Ablenkspulen von einer im wesentlichen gleichförmigen Verteilung der Leiter am rückwärtigen Ende (F i g. 6) allmählich in eine Verteilung der Leiter am vorderen Ende (Fig. 5) ändert, bei der die Anzahl der Leiter angrenzend an das Spulenfenster nur relativ klein ist, während sich an der dem Fenster abgewandten Seite der Spule relativ viele Leiter befinden. Die in Umfangsrichtung gemessene Windungsdichte nimmt also am vorderen Ende der Spule mit zunehmendem Abstand vom Spulenfenster zu.

Durch eine höhere Leiteranzahl an den den Spulenfenstern entfernten Seiten der Spule wird die kissenförmige Verzeichnung des Rasters klein gehalten. Da diese Windungsverteilung sowohl bei den Horizontalais auch bei den Vertikalablenkspulen vorliegt, sind sowohl die horizontalen als auch die senkrechten Bildränder frei von kissenförmiger Verzeichnung. Die insbesondere in Verbindung mit F i g. 5 und 6 sowie dem Diagramm der F i g. 7 beschriebene Windungsverteilung bewirkt außerdem, daß die Horizontalablenkspulen eine negative astigmatische Wirkung auf die Elektronenstrahlen ausüben. Die Horizontalablenkspulen gemäß der Erfindung erzeugen außerdem praktisch kein Koma, so daß keine dynamische Korrektur od. dgl. zur Korrektur der seitlichen Lage des blauen Rasters bezüglich des roten und grünen Rasters wie bei gewissen bekannten Einrichtungen erforderlich ist. Die Windungsverteilung in den Vertikalablenkspulen verursacht praktisch keinen Astigmatismus.

Eine in der beschriebenen Weise bemessene Ablenkeinheit zeichnet sich zwar durch weitestgehende Freiheit von kissenförmiger Verzeichnung und praktisches Fehlen eines Komas aus, es ist jedoch ein gewisser horizontaler Astigmatismus vorhanden. Dieser Astigmatismus kann jedoch auf die folgende Weise nutzbar gemacht werden. Bei Lochmasken-Farbbildröhren sind die Strahlerzeugungssysteme an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks so angeordnet, daß zwei Strahlen von der gleichen Horizontalebene ausgehen, während der dritte Strahl senkrecht zu dieser Ebene versetzt ist. Der durch die Horizontalablenkspulen der vorliegenden Ablenkeinheit erzeugte negative Astigmatismus hat nun zur Folge, daß eine Ablenkung der drei Strahlen von der Bildschirmmitte eine solche Versetzung des einen Strahles bezüglich der beiden anderen bewirkt, daß bei einer dynamischen Konvergenz der drei Strahlen

ίο eine störende Rasterverzerrung auftreten kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Eigenschaft besonders dann nutzbar gemacht werden kann, wenn das eine Elektronenstrahlerzeugungssystem bezüglich der beiden anderen vertikal in einer Richtung versetzt ist, die der Richtung, aus der der Bildschirm betrachtet wird, entgegengesetzt ist, um optische Verzerrungen des Rasters zu kompensieren, die durch eine schräge Betrachtung des Lumineszenzschirmes durch die gekrümmte Stirnplatte 13 der Röhre entstehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, insbesondere eine Lochmasken-Farbbildröhre, deren Kolben einen zylindrischen Hals und einen sich erweiternden Konus aufweist * mit je zwei Sattelspulen für die Horizontal- bzw. Vertikalablenkung, deren seitliche Wicklungsteile auf dem Röhrenkonus aufliegen und in ihrem Querschnitt vom Spulenfenster nach außen kontinuierlich zunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter der seitlichen Wicklungsteile (24, 25) der Sattelspulen (23) hinsichtlich der Krümmung des Konus des Röhrenkolbens längs einer geodätischen Linie verläuft.

2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sattelspulen an ihrem sockelseitigen Ende vom Spulenfenster nach außen einen im wesentlichen konstanten Quer-: schnitt haben. - .

3. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Horizontalablenkspulen (19) so um den Bereich des Röhrenkolbens, in welchem der Hals in den Konus übergeht, angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile (24, 25) in vier Querschnittsquadranten liegen, daß die beiden Vertikalablenkspulen (21, 21a) außerhalb der Horizontal-. ablenkspulen so angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile ebenfalls innerhalb der vier Quadranten liegen, und daß die Krümmungsmittelpunkte (C) der Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile (24, 25) der Horizontalablenkspulen auf der Längsachse der Bildröhre liegen, während die Krümmungsmittelpunkte (A, D, A', D') ihrer Außenflächen und die Krümmungsmittelpunkte (A, D, A', D' bzw. B, E, B', E') der Innenflächen bzw. Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikal ablenkspulen (21, 21a) in den den betreffenden Wicklungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten liegen.

4. Ablenkeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die. Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Horizontal ablenkspulen und die Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspulen jeweils dieselben . Krümmungsmittelpunkte (A, t), A', D') haben:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen