DE1514896C3

DE1514896C3 -

Info

Publication number: DE1514896C3
Application number: DE19511514896
Authority: DE
Inventors: Willi 7900 Ulm Schroeder
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-11-21
Also published as: DE1514896B2; DE1514896A1

Description

und horizontal und vertikal je nach Auslegung der Ablenkspule unterschiedlich so geführt werden, daß sie konvergieren. Eine gute Konvergenz und Punktwiedergabe bei großem Ablenkwinkel ist jedoch nur in anastigmatischen Ablenkrichtungen zu erzielen.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Ablenk-System soll die Güte von Schwarz-Weiß- und farbigen Bildern verbessern und bei letzteren außerdem die Einstellung der Konvergenz vereinfachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkspulenanordnung zu schaffen, bei der unabhängig von der resultierenden Ablenkrichtung stets ein im wesentlichen anastigmatisches und komafreies Ablenkfeld herrscht.

Die Erfindung geht aus von einem System zur Verringerung von Astigmatismus und Koma bei einer Kathodenstrahlröhre mit einer Ablenkspule für eine Richtung und mit einer Ablenkspule für die senkrecht dazu stehende Richtung, insbesondere für die horizontale und vertikale Richtung, bei dem die Windungen der Ablenkspulen auf dem Umfang des Röhrenhalses der Kathodenstrahlröhre so verteilt sind, daß in den beiden Ablenkrichtungen weder Astigmatismus nach Koma auftreten.

Die Lösung der Aufgabe geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß den Ablenkspulen so angeordnete Hilfsspulen zugeordnet oder die Ablenkspulen mit so gewählten Spulenabgriffen versehen sind, daß durch die Einspeisung von Korrekturströmen in diese Hilfsspulen bzw. Spulenabgriffe die Stromverteilung, bezogen auf den Umfang des Röhrenhalses, in jeder der beiden Ablenkspulen und damit die Form des auf den Kathodenstrahl einwirkenden Magnetfeldes sich verändert, und zwar die Stromverteilung jeweils in der Ablenkspule für die eine Ablenkrichtung (horizontal bzw. vertikal) in Abhängigkeit von der Stärke des Ablenkstromes für die andere Ablenkrichtung (vertikal bzw. horizontal) im Sinne einer Verringerung oder Beseitigung von Astigmatismus und Koma auch in den anderen als den genannten zwei Ablenkrichtungen.

Es ist zwar bekannt, den Ablenkstrom (und damit die Feldstärke) einer Ablenkrichtung in Abhängigkeit von der jeweils anderen Ablenkrichtung zu beeinflussen (deutsche Patentschrift 1023 078). Dadurch sollen Kissenverzeichnungen beseitigt werden. Der beeinflußte Ablenkstrom fließt dabei jedoch immer durch die ganze Ablenkspule, also durch alle Windungen. Eine Änderung der Stromverteilung, bezogen auf den Umfang des Röhrenhalses, findet daher nicht statt.

Es ist auch bekannt (USA.-Patentschrift 2 689 923), die zur Kissenentzerrung erwünschte Änderung der Feldstärke dadurch zu erreichen, daß ein die Ablenkspulen gemeinsam umgebender Mantel mit verschiedenen Schichten aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist und daß die Schichten bei zunehmender Amplitude der Ablenkströme der Reihe nach gesättigt werden. Dadurch steigt das Ablenkfeld schwächer als linear an, d. h. die Feldstärke unterliegt einer Änderung. Es ist jedoch keine Änderung der Form des Feldes beabsichtigt.

Zur Erläuterung der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. Zum besseren Verständnis wird von einer in Fig. 1 dargestellten sogenannten Rahmenspule mit Toroid-Wicklung bekannter Bauart ausgegangen.

Auf einem rahmenförmigen Kern 1 aus ferromagnetischem Material sind auf den senkrechten Kernschenkeln je zwei Spulenpaare 2 α und 2 b für die horizontale und auf den waagerechten Kernschenkeln je zwei Spulenpaare 3 α und 3 b für die vertikale Ablenkrichtung des Strahles angeordnet. Die Spulenpaare 2 a, 2 b sind so geschaltet, daß bei Stromdurchfluß sich oben und unten Magnetpole ausbilden. Das dazwischenliegende Magnetfeld lenkt einen senkrecht durch die Zeichenebene gehenden Elektronenstrahl E

ίο horizontal ab. Sinngemäß, um 90° versetzt, wirken die Spulenpaare 3 a, 3 b. Für Fernsehzwecke werden die Spulen 2 a, 2 b; 3 a, 3 b von sägezahnförmigen Strömen unterschiedlicher Frequenz durchflossen. Durch symmetrische Änderung des Abstandes der äußeren Spulenbegrenzung zur Mitte des Spulenpaares läßt sich die auf den Strahl E wirkende Feldform verändern, gleichbedeutend einer Verlagerung der Spulenschwerpunkte der Einzelspulen eines Spulenpaares. So läßt sich z. B. eine Zuordnung der Spulenpaare 2 und 3 finden, in der bei nur horizontaler bzw. nur vertikaler Ablenkung kein Ablenkfehler (außer der Bildfeldwölbung) auftritt. Werden beide Ablenkrichtungen gleichzeitig betrieben, wird der Strahl diagonal abgelenkt, und es treten Ablenkfebler wie Astigmatismus und Koma auf. Das ist leicht einzusehen, da dann vier Spulen gleichzeitig betrieben werden und sich zwei Pole zwischen zwei Spulen 2 und 3 ausbilden. Die Form des Rahmens 1 — rechteckig oder rund — ist insoweit unbedeutend.

F i g. 2 zeigt eine Ablenkspulenanordnung, mit der die Ablenkfehler sowohl in den Hauptablenkrichtungen als auch bei Diagonalablenkung vermindert oder beseitigt werden. Gleiche Teile sind in F i g. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Den Spulenpaaren 2 a, 2 b sind an den Außenseiten Hilfsspulen 4 a, 4 b,

4 c, 4 d und den Spulenpaaren 3 Hilfsspulen 5 a, 5 b,

5 c, 5 d zugeordnet. Die Spulenpaare 2 und 3 sind so angeordnet, daß das Feld bei horizontaler oder vertikaler Auslenkung anastigmatisch ist. Bei horizontaler Auslenkung (Ablenkspulen 2 a, 2 b) wird der Strom der Hilfsspulen 4 so gesteuert, daß ihr Stromfluß mit zunehmender vertikaler Auslenkung (Ablenkspulen 3 a, 3 b) synchron und in Stromrichtung der Hauptspulen 2 von null an zunimmt. Der Strom der Hilfsspulen 5 für die vertikale Richtung wird sinngemäß kongruent dem Hauptstrom der Spulen 2 gesteuert.

Bei diagonaler Ablenkung werden sowohl die Spulen 2 und 3 als auch die Hilfsspulen 4 und 5 voll betrieben. Breite und Strom der Hilfsspulen sind so gewählt, daß eine Spulenschwerpunktsverschiebung jeder Spulenhälfte eines Spulenpaares eintritt, die das diagonal wirksame Feld dann auch anastigmatisch gestaltet. Das Gleiche gilt über die Steuerung auch für jede dazwischenliegende Ablenkrichtung.

Die Steuerung der Ströme für die Hilfsspulen 4,5 kann über aktive oder passive Elemente erfolgen.

Das Prinzip einer Steuerung durch aktive Elemente mittels zweier Mischröhrensysteme Rö I, Rö II zeigt Fig. 3. Die ersten Gitter G₁ der Röhren RoI und Roll werden mit einer aus der Vertikalablenkung abgeleiteten Sägezahnspannung 6,7 gegenphasig betrieben. Die Vorspannung der getrennten Gitter G₁ ist so gewählt, daß nur bei positiver Halbwelle der über Kondensatoren 8,9 übertragenen Sägezahnspannungen 6,7 die Röhrensysteme geöffnet werden. Zwei weitere Gitter G₂, sind für normalen Ärbeitspunkt vorgespannt und werden mit einer aus der Horizontalablenkung abgeleiteten Sägezahnspannung 10

angesteuert. Die Addition der Anodenströme beider Röhren Röl und Roll ergibt in den Hilfsspulen4 einen Stromverlauf nach Fig.4. Für die Steuerung der vertikalen Hilfsspulen 5 dient die gleiche Anordnung, bei der jedoch die Steuergitter G₁ im Gegentakt mit einer Sägezahnspannung für die horizontale Richtung und die Gitter G₂ mit einer Sägezahnspannung für die vertikale Richtung gespeist werden. An Stelle von Röhren können auch Transistoren verwendet werden.

Eine Anordnung mit Steuerung durch passive Elemente ist in F i g. 5 dargestellt. Als Steuerelement dient ein Transduktor 11 mit einer Steuerwicklung 12 und Arbeitswicklungen 13. Diese sind mit den Hilfsspulen 4 in Reihe geschaltet und können parallel zu den Hauptspulen 2 liegen. Die Steuerwicklung 12 wird vom Sägezahnstrom für die vertikale Richtung durchflossen. Mit steigendem Strom verringert sich die Induktivität der Arbeitswicklungen 13 und der Strom für die horizontale Richtung in den Hilfsspulen 4 steigt an. Es wird der gleiche zeitliche Verlauf erzielt, wie in Fig.4 dargestellt. Ein gleiches Element entsprechender Auslegung wird für die Feldverformung der Vertikalablenkung eingesetzt. Da bei einem Steuerstrom O, wenn also nach F i g. 5 die Spulen für die vertikale Ablenknchtung nicht betrieben werden, die Arbeitswicklungen nicht einen unendlichen Induktivitätswert haben, fließt bereits ein kleiner Arbeitsstrom durch die Hilfsspulen. Dieser kann jedoch bereits bei der Auslegung (Lage der Hauptspulen) berücksichtigt werden.

Die Hilfsspulen können auch innen zwischen den Hauptspulen liegen, wenn sie mit Strömen betrieben werden, die den der Hauptspulen entgegengesetzt gerichtet sind.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt ausschnittsweise F i g. 6. Hauptspulen 2 und Hilfsspulen 4 sind so bemessen, daß bei nur horizontaler Ablenkung ein anastigmatisches Ablenkfeld herrscht. Der Transduktor 11 mit den Arbeitswicklungen 13 liegt parallel zu den Hilfsspulen 4, die mit den Hauptspulen 2 hintereinandergeschaltet sind und vom gleichen Ablenkstrom durchflossen werden. Mit zunehmendem Strom für die vertikale Richtung, der an der Steuerwicklung 12 wirksam wird, verringert sich die Induktivität der Arbeitswicklungen 13, so daß der Ablenkstrom der Spulen 4 im Verhältnis zunehmend kleiner wird als in den Spulen 2. Der Spulenschwerpunkt verlagert sich so in der gewünschten Richtung nach außen. Die beiden auf je einen Schenkel in Mitte liegenden Hilfsspulen 4 (5) können zu einer zusammengezogen werden; sie können sich auch mit den Hauptspulen überlappen.

Über Kernmaterial, Aussteuerung und Vormagnetisierung des Transduktors kann die Änderungscharakteristik beeinflußt werden.

Bei einer nicht dargestellten Weiterbildung sind Haupt- und Hilfsspulen zu einer Zweistufenwicklung zusammengefaßt, bei der die Feldformänderung über einen entsprechenden Spulenabgriff vorgenommen wird. Diese Abgriffe können je nach Steuerung innen oder außen vorgesehen sein. Die Erfindung ist auch bei anderen Spulenarten, z.B. Sattelspulen oder gemischt bestückten Ablenkspulen anwendbar, z.B. Sattelspulen für die horizontale Ablenkung und Toroidspulen für die vertikale Ablenkung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. System zur Verringerung von Astigmatismus und Koma bei einer Kathodenstrahlröhre mit einer Ablenkspule für die eine Richtung und mit einer Ablenkspule für die senkrecht dazu stehende Richtung, insbesondere für die horizontale und vertikale Richtung, bei dem die Windungen der Ablenkspulen auf dem Umfang des Röhrenhalses der Kathodenstrahlröhre so verteilt sind, daß in den beiden Ablenkrichtungen weder Astigmatismus noch Koma auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß den Ablenkspulen (2 a, 2 b; 3 a, 3 b) so angeordnete Hilfsspulen (4 a, 4 b, 4 c, 4d; Sa, Sb, 5 c, 5d) zugeordnet oder die Ablenkspulen mit so gewählten Spulenabgriffen versehen sind, daß durch die Einspeisung von Korrekturströmen in diese Hilfsspulen bzw. Spulenabgriffe die Stromverteilung, bezogen auf den Umfang des Röhrenhalses, in jeder der beiden Ablenkspulen und damit die Form des auf den Kathodenstrahl einwirkenden Magnetfeldes sich verändert, und zwar die Stromverteilung jeweils in der Ablenkspule für die eine Ablenkrichtung (horizontal bzw. vertikal) in Abhängigkeit von der Stärke des Ablenkstromes für die andere Ablenkrichtung (vertikal bzw. horizontal) im Sinne einer Verringerung oder Beseitigung von Astigmatismus und Koma auch in den anderen als den genannten zwei Ablenkrichtungen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Magnetfeldes so verändert wird, daß seine Symmetrie erhalten bleibt.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Korrekturströme für die den Ablenkspulen (2 a, 2b; 3 a, 3 b) zugeordneten Hilfsspulen (4 a, 4 b, 4 c, 4 d; 4 a, 5 b, 5 c, Sd) bzw. für die Spulenabgriffe je ein Rohrenpaar (Rö II, Rö II) mit zwei Steuergittern (G₁, G₂) in jeder Röhre und mit einer im gemeinsamen Ausgangskreis eingeschalteten Hilfsspule (4 a, 4 b, 4 c, 4d; 5 a, 5 b, 5 c, 5 d) bzw. einem abgegriffenen Spulenteil vorgesehen ist, daß das Röhrenpaar (Rö I, Rö II) an seinen ersten Steuergittern (G₁) im Gegentakt vom Ablenkstrom einer Ablenkrichtung gesteuert und so vorgespannt ist, daß nur die jeweils positive Halbwelle verstärkt wird und daß das Röhrenpaar (Rö I, Roll) an seinen zweiten Steuergittern (G₂) im Gleichtakt vom vollen Ablenkstrom der anderen Ablenkrichtung gesteuert ist (F i g. 3).

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Korrekturströme für die den Ablenkspulen (2a, 2 b; 3 a, 3 b) zugeordneten Hilfsspulen (4 a, 4 b, 4 c, 4 d; 5 a, 5 b, 5 c, Sd) bzw. für die Spulenabgriffe je ein Transduktor (11) vorgesehen ist, dessen Steuerwicklung (12) vom Ablenkstrom für die eine Ablenkrichtung gespeist wird und dessen in Serie mit der Hilfsspule (4 a, 4 b, 4 c, 4 d; 5 a, 5 b, 5 c, 5 d) bzw. dem abgegriffenen Spulenteil geschalteten Arbeitswicklungen (13) vom Ablenkstrom für die andere Ablenkrichtung gespeist wird.

Bei der Ablenkung von Elektronenstrahlen durch das Magnetfeld von Ablenkspulen, z. B. in einem Fernsehgerät, treten bekanntlich eine Reihe von Abbildungsfehlern auf (Telefunken Zeitung, 1963, Heft 1/2, S. 48 bis 58, insbesondere S. 51). Die eine Gruppe der Fehler betrifft Verzeichnungsfehler wie Kissen-, Tonnen- und Trapezverzeichnungen eines ursprünglich rechteckigen Bildes. Mit dieser Gruppe von Fehlern befaßt sich die vorliegende Erfindung nicht. Bei der anderen Gruppe dieser Fehler konvergieren die Elektronenstrahlen nicht auf einen gemeinsamen Auftreffpunkt am Bildschirm. Diese Fehler, die sich von der erstgenannten Gruppe unterscheiden und anderen Gesetzmäßigkeiten unterliegen, werden als Astigmatismus, Komafehler und Bildfeldwölbung bezeichnet.

Unter Astigmatismus versteht man bekanntlich die verzerrte und unscharfe Abbildung eines Kreises als Ellipse auf dem Bildschirm eines Fernsehgerätes infolge der verschieden starken Fokussierung des Ablenkfeldes in verschiedenen Ablenkrichtungen.

Während als Folge des Astigmatismus Kreise bei der Abbildung auf dem Bildschirm als Ellipsen er- [■ scheinen, treten als Folge der eingangs genannten Komafehler andere Fehlerfiguren auf (F. S c h r öter,R.Theile,G.Wendt, Fernsehtechnik, Erster Teil, 1956, S. 496, Abb. 333 und S. 509, Abb. 354).

Es ist bekannt, Ablenkspulen so auszubilden oder anzuordnen, daß in der zugehörigen Ablenkrichtung (horizontal bzw. vertikal) kein Astigmatismus und Koma auftreten (schweizerische Patentschrift 341 915, S.

5, Zeilen 40 bis 47). In anastigmatischen Ablenkrichtungen tritt infolge der noch verbleibenden Bildfeldwölbung nur eine Vergrößerung des Brennflecks auf, die durch Veränderung der Fokussierung (dynamische Nachfokussierung) vermieden werden kann (F. S c h r ö t e r, R. T h e i 1 e, G. Wend t, Fernsehtechnik, Erster Teil, S. 508_; 3. Zeile von unten bis S. 509, 2. Zeile).

Wird in zwei Richtungen abgelenkt, z. B. beim Schreiben eines Rasters zur Wiedergabe eines Fernsehbildes, und die Ablenkspulen sind für beide Ablenkrichtungen fehlerfrei ausgelegt, entsteht bei dia- ,-gonaler Ablenkung, wenn also beide Fehler sich ■ überlagern, eine mit Fehlern behaftete Wiedergabe des ursprünglich runden Leuchtflecks. Die Ursache hierfür ist, daß durch die Überlagerung von zwei sich kreuzenden anastigmatischen Ablenkfeldern ein astigmatisches Ablenkfeld entsteht (deutsche Auslegeschrift 1 199891, Spalte 1, Zeile 27 bis 29).

Um eine von der Ablenkrichtung unabhängige Feldform zu erhalten, sind cosinusförmige Wicklungsverteilungen bekanntgeworden, bei denen ausgenutzt wird, daß die Überlagerung von zwei cosinusförmigen Verlaufen wieder einen cosinusförmigen Verlauf abgibt (deutsche Patentschrift 763 825). Eine derartige Wicklungsverteilung führt aber zu allseitig gleichen astigmatischen Fehlern, beseitigt sie also nicht.

Beim Farbfernsehen mittels Lochmaskenröhre werden die drei Elektronenstrahlen, die den jeweiligen Farbpunkten auf dem Schirm zugeordnet sind, in großem Abstand durch die Ablenkspule geführt. Die Ablenkfehler machen sich, außer bei den einzelnen Strahlen selbst, in der Schwierigkeit der Konvergenzeinstellung der Strahlen bemerkbar. Es müssen die drei Strahlen über die Konvergenzmagnete einzeln