DE1762569A1 - Farbbildroehre mit Korrekturvorrichtungen fuer die Elektronenstrahlen - Google Patents

Description

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-Ku

Tokio / Japan

Patentanmeldung Farbbildröhre mit Korrekturvorrichtungen für die

Elektronenstrahlen

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Farbbildröhre mit nur einer Elektronenkanone für mehrere Elektronenstrahlen und betrifft insbesondere eine Farbbildröhre dieser Art, bei der die Elektronenstrahlen durch den optischen Mittelpunkt einer gemeinsamen Elektronenlinse hindurchgehen, durch welche die Strahlen auf dem phosphoreszierenden bzw, mit Farb-Leuchtmassen versehenen Farbbildschirm fokussiert werden.

Bei Farbbildröhren mit Einfach-Elektronenkanone dieser Art, wie sie z.B. in der USA-Patentanmeldung Serien-llr. 697 4-14 vom 12. Januar 1968 beschrieben sind, werden durch einen Strahlenerzeuger bzw. duroh eine entsprechende Kathodenvorrichtung drei Elektronenstrahlen im seitlichen Abstand voneinander ausgestrahlt und in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Ebene so weiter geleitet, dass der mittlere Strahl in der

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optischen Aohse der einfachen Elektronenfukussierlinse und die beiden äueseren Strahlen in dem optischen Mittelpunkt der Linse mit dem mittleren Strahl zusammenlaufen und sich kreuzen, so dass sie aus der Linse auf Strahlenbahnen austreten, die von der optischen Achse divergieren. Im Bereich dieser divergierenden Strahlenbahnen sind Paare von Konvergenz-Ablenkplatten angeordnet, denen eine solche Spannung zugeführt wird, dass sie die divergierenden Strahlen In einer ebenfalls im wesentlichen horizontalen Ebene so ablenken, dass alle Strahlen an einer Stelle des mit öffnungen versehenen Strahlauswahlgitters bzw. der hierdurch gebildeten Schattenmaske zusammenlaufen, die dem Farbbildschirm zugeordnet ist.

Wenn beim Zusammensetzen einer Farbbildröhre dieser Art die Ebene, in der die drei Strahlen ausgestrahlt werden, eine Winkelabweichung oder Verdrehung bzw. Verzerrung gegenüber der Ebene erfährt, in der die Konvergenz-Ablenkplatten die divergierenden Strahlen ablenken, so entsteht zwischen den drei Strahlen an den Strahlauswahlgitter bzw· der Schattenmaske ein vertikaler Abstand, wodurch eine fehlerhafte Farbe gebildet wird, weil die Strahlen, wenigstens in gewissem Ausmass auf Farbleuchtmaseen auftreffen, die den einzelnen Strahlen nicht entsprechen bzw. nicht zugeordnet sind. Weiterhin können durch > Einwirkung des Erdmagnetfeldes oder infolge mechanischer Fehler in der Ausrichtung der Strahlerzeugungsvorrichtung in Bezug auf dke Konvergenz-Ablenkplatten die durch letztere zusammenzuführenden Strahlen auf die Konvergenz-Ablenkplatten auftreffen, statt durch diese frei hindurchzugehen. Auoh ist es mög-

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lieh, dass die Auftreffpunkte der zusammenlaufenden Strahlen im Rahmen der üblichen Toleranzen exzentrisch zu den Öffnungen des Strahlauswahlgitters bzw. der Schattenmaske liegen, wodurch die Farbreinheit nachteilig beeinflusst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten bei Farbbildröhren der angegebenen Art zu vermeiden, indem Konvergenzabweichungen der Strahlen, die auf Fehler in der Anordnung der Strahlerzeugungsvorrichtung zu der Anordnung der Konvergenz-Ablenkplatten bzw. zu der Konvergenz-Ablenkvorriohtung zurückzuführen sind, korrigiert oder ausgeglichen werden. Dabei sollen Strahlabweichungen, die insbesondere an den Ecken dee Bildschirmes infolge sphärisdi er Aberration des zum Abtaeten des Bildschirmes durch die Strahlen dienender; Ablenkmagnetjoches auftreten, dynamisch ausgeglichen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Farbbildröhre mit einem eine Kombination von Farbleuehtmassen enthaltenden Farbbildschirm und einer Einfach-Elektronenkanone zum Erzeugen und Ausstrahlen von mehreren Elektronenstrahlen sowie mit einer dea Farbbildschirm zugeordneten Strahlauswahlvorrichtung mit den Farbleuchtmaseen-Kombinationen entsprechenden Öffnungen, bei der die Elektronenkanone mefektere Vorrichtungen zum Erzeugen der Elektronenstrahlen und zum Ausstrahlen derselben auf die jeweiligen Leuchtmassen jeder Kombination durch die Öffnungen hindurch aufweist und eine zum Fokussieren der Strahlen an dem Farbbildschirm dienende Linsenvorrichtung angeordnet ist, durch deren optischen Mittelpunkt alle Strahlen hindurchgehen und

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in die mindestens zwei der Strahlen im Winkel zu .der optischen Achse der Linsenvorrichtung auf konvergierenden Strahlenbahnen eintreten und aus der die beiden Strahlen auf divergierenden Strahlenbahnen austreten, wobei zwischen der Linsenvorrichtung und der Strahlauswahlvorrichtung eine Konvergene-Ablenkvorrichtung für die Elektronenstrahlen angeordnet ist, durch die die auf den divergierenden Bahnen aus der Linsenvorrichtung austretenden Strahlen zum Konvergieren an einer Öffnung der

m Strahlauewahlvorrichtung abgelenkt werden, darin, dass eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetflusses parallel zur optischen Achse der Fokussierlinse an einer Stelle angeordnet ist, an der die Strahlen entweder auf den optischen Mittelpunkt der Linse zulaufen oder von diesem auseinanderlaufen und durch diesen Magnetfluss den Strahlen eine Drehverlagerung übermittelt wird, durch die die Abweichung in der Anordnung der Strahlerzeugungsvorrichtung und/oder die Abweidhung aus der sphärischen Aberration des AblenkmagnetJoches korrigiert wird» Die Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetflusses weist vorzugs-

" weise eine Spule zur Aufnahme von Gleichstrom mit einer zum Korrigieren von Dreh'abweichung der Strahl erz eugungs vorrichtung dienenden Einatellung und/oder eines Stromes auf, der sich zur Korrektur von Abweichungen infolge sphärischer Aberation des AblenkmagnetJochea synchron mit dem Abtasten des Bildsohirmes ändert.

Weiterhin soll duroh die Erfindung gewährleistet werden, dass die Strahlen genau zwischen den Konvergenz-Ablenkplatten hindurchgehen, indem insbesondere ein Magnetfluss in einer zur

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optischen Aohse senkrechten Ebene an einer zwischen der Strahler zeugungsvorrichtung und den Konvergenz-Ablenkplatten liegenden E"bene erzeugt wird. Ferner soll auch eine genaue Zentrierung der Auftreffpunkte der konvergierenden Strahlen an den öffnungen des Strahlauswahlgitters "bzw. der Schattenmaske erreicht werden, insbesondere durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetflusses in einerzur optisohen Achse senkrechten Ebene an einer Stelle zwischen den Konvergenz-Ablenkplatten und dem Strahlauswahlgitter bzw« der Schattenmaske.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsform beschrieben. In der Zeichnung zeigens

Pig. 1 eine Farbbildröhre mit Einfaoh-Elektronenkanone nach der Erfindung im sohematisohen Schnitt, der in einer durch die Längsachse der Farbbildröhre gehenden horizontalen Ebene verläuft,

Fig.2A einen Querschnitt mit idealem, unverdrehten Verlauf der von der Strahlrjszeugungsvorrichtung erzeugten Strahlen,

Fig.2B einen entsprechenden Querschnitt, bei dem die Ebene der erzeugten Strahlen verdreht ist,

Fig. 2A« und 2B¹ die Lage der Auftreffpunkte an dem Strahlauswahlgitter bzw. der Schattenmaske bei dem Strahlverlauf nach Fig. 2A und Fig. 2B,

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetflusses nach der Erfindung für den Ausgleich der Strahlab-009840/0410

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weiohung gemäss Fig. 2B und 2B¹,

Fig.4A Abweichungen an. den Boken eines Farbbildsohirmes infolge sphärischer Aberration dea Ablenkmagnetjochee,

Fig.4B die richtige Konrergens der Strahlen an allen Stellen dee Bildeohirmee,

Fig.5A, 5B und 50 graphiaohe Daretellungen von Signalen mit Sägezahnwellen zur Erzeugung des Hagnetfluaaea gemäes Pig. 4A,

Fig. 6 eine sohematieohe Aneioht einer Spule lur Erzeugung eines Magnetflusses, der den genauen Durchgang der Strahlen zwischen den Konvergena-Ablenkplatten herbeiführt,

Fig. 7 eine aue zwei Spulen zusammengesetzte Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetflusses nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 8 eine Stimanaicht zu Pig. 7, Flg. 9 einen Schnitt nach der linie 9-9 der Fig. 8,

Fig.10, 11 und 12 eins mit dem Ablenk-Hagnetjooh zusammengesetzte Spulenanordnung zur Erzeugung eine» Waenetflusses in Vorder-, Seite- und RUokanalaht·

Gemfiss Fig. 1 ist die Erfindung in Verbindung Bit einer eine Einfaoh-Elektronenkanone für mehrere Strahlen aufweisenden Farbbildröhre 10 dargestellt, die mit einer gestrichelt gezeichnetan Glashülle 11 mit Halsteil 12 und Konusteil 13 versehen ist, der sich vom Halsteil bis zu einem Farbbildschirm erstreckt. Dieser iet mit den üblichen Kombinationen von Farbenleuchtmaesen S_R, S« und S« sowie mit einem im Abstand

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vor ihm angeordneten Strahlauewahlgitter "bzw. einer Schattenmaske Gp versehen. In de« Röhrenhaie 12 iet eine Elektronenkanone A mit den Kathoden K-, K„ und K^ angeordnet, von denen jede eine Strahlereeu^ungequelle bildet, deren Strahlerzeugungsflachen, wie dargestellt, in einer Ebene liegen, die im wesentlichen rechtwinklig «ur Aohee der Elektronenkanone A verläuft. Bei der dargestellten Ausftihrungsform Bind die Strahl-erzeugungsflachen auf einer geraden Linie angeordnet, so dass die jeweils von ihnen ausgestrahlten Strahlenbündel B_R, B_G und Bg in einer die Längsachse der Elektronenkanone A enthaltenden, im weθent-Ifclien horieontalen Ebene verlauf eh, wobei der mittlere Strahl mit der Längsachse der Elektronenkanone zusammenfällt. Im geringen Abstand von den Kathoden K^, K_G und Kg ist ein erstes Gitter G₁ angeordnet, das in Flucht mit den Kathodenetrahler E eugungsfläohen mit öffnungen g^_R» g_1G. und g_1B versehen 1st. Im Abstand von dem ersten Gitter G₁ iet ein gemeinsames Gitter G^ angeordnet, das in Flucht mit den öffnungen des ersten Gitter· G₁ ebenfalls nit öffnungen g_2fi, g_2(J und g_2B versehen 1st· Ton dem Gitter G« »us sind aufeinanderfolgend röhrenföxvif· Gitter oder llektroden G,, G. und G₅ angeordnet, die an den Btlrnenden offen sind und zusammen mit dem Kathoden Rp, K- und Kg sowie den Gittern G₁ und G₂ und den Elektroden G,, G. und Ge in der dargestellten Lage durch nicht gezeigte Haltevorrichtungen aus Isolierstoff gehalten werden.

Zum Betrieb der Elektronenkanone A der Fig. 1 werden an • die Gitter G₁ und G^ sowie an die Elektroden G,, G. und G₅

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entsprechende Spannungen angelegt. Zum Beispiel wird dem Gitter G₁ eine Spannung von O bis minus 400 V, dem Gitter G_? eine Spannung von O bis 500 V, den Elektroden G, und G,- eine Spannung von 13 bis 20 KV und der Elektrode G. eine Spannung von 0 bis 400 V zugeführt, wobei sich alle diese Spannungen auf die Kathodenspannung als Null beziehen. Hierbei ergibt sich, dass die Spannungsverteilung zwischen den jeweiligen Elektroden und Kathoden sowie die jeweilige Länge und der Durchmesser derselben in wesentlichen identisch mit der Spannungs- ^ . verteilung einer indirekt geheizten Einfach-Elektronenkanone ist, die mit einer einzigen Kathode und zwei aufeinanderfolgenden, jeweils nur eine einzige Öffnung aufweisenden Gittern versehen ist.

Bei der angegebenen Spannungsverteilung wird zwischen dem Gitter Gp und der Elektrode G, ein Elektronenlinsenfeld mit der gestrichelt dargestellten Hilfslinse L₁ sowie durch die Elektroden G₇, G. und Gc ein die Elektrode G. umgebendes Elektronenlinsenfeld mit der ebenfalls gestrichelt gezeichneten Heupt- w linse L gebildet. Für den Betrieb der Elektronenkanone A werden den jeweiligen Kathoden Kg, K_Q und Kg sowie den beiden Gittern G₁ und G₂ und den Elektroden G,, G. und G₅ vorzugsweise Vorspannungen von 100 V, 0 V, 300 V, 20 KV, 200 V und 20 V zugeführt.

In der Elektronenkanone A der Pig. 1 ist eine Elektronenstrahl-Konvergenz-Ablenkvorrichtung F angeordnet, die aus den im Abstand Toneinander gegenüberliegend angebrachten und axial

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verlaufenden Abschirmplatten P und P₁ sowie aus Ablenkplatten Q und Q₁ bestellt, die im Abstand von den Aus senf lachen der Abschirmplatten P und P₁ diesen gegenüberliegend angeordnet sind. V/enn die Ablenkplatten Q und Q₁ auch als geradlinige Platten dargestellt sind, so können sie doch in an sich bekannter Weise auch gekrümmt ausgebildet sein.

Die Abschirmplatten P und P^! und die Ablenkplatten Q und Q¹ werden jeweils gleich aufgeladen und sind so angeordnet, dass der mittlere Elektronenstrahl B im wesentlichen ohne Ablen- % kung zwischen den Abschirmplatten P und P¹ hindurchgeht, während die Elektronenstrahlen B und B_RI wie dargestellt, durch die jeweiligen Durchgänge zwischen den Platten P¹, Q¹ und P, Q konvergierend abgelenkt werden. Hierzu wird den Abschirmplatten P und P' jeweils eine Spannung Vp zugeführt, die gleich der der Elektrode G₁- zugeführten Spannung ist, während den Ablenkplatten Q und Q' eine Spannung Vq zugeführt wird, die um etwa 200 bis 300 V niedriger ist als die Spannung Vp, damit die Abschirmplatten P und P¹ die gleiche Spannung haben und eine Ablenkspannungsdifferenz oder Konvergenz-Ablenkspannung Vq zwischen den Platten P^!, Q' und P₁ Q erzeugt wird. Diese Konvergenz-Ablenkspannung V_ß führt die erforderliche Konvergenz-Ablenkung für die Elektronenstrahlen B_B und B_R herbei.

• Beim Betrieb gehen die von den Strahlerzeugungsflächen der Kathoden Kj,, K„ und ICg ausgestrahlten Elektronenstrahlen B_R, B und B_B duroh die jeweiligen Gitteröffnungen g_1R, g_1& und hindurch und werden mit den "roten", "grünen" und"blauen"

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Intensitäts-Ilodulierungssignalen, die zwischen den Kathoden und dem ersten Gitter G₁ zugeführt werden, in der Intensität moduliert. Die Elektronenstrahlen gehen dann durch die gemeinsame Hilfslinse L¹ hindurch und kreuzen sich im Mittelpunkt der Hauptlinse L. Anschliessend geht der mittlere Elektronenstrahl B im wesentlichen ohne Ablenkung zwischen den Abschirmplatten P und P¹ hindurch, da diese an der gleichen Spannung anliegen. Der Durchgang des Elektronenstrahls B^ zwischen den Platten P¹ und Q¹ und des Elektronenstrahles Bt, zwischen den Platten P und Q führt jedoch infolge der an diese angelegten Konvergenz-Ablenkspannung V~ zu Konvergenz-Ablenkungen. Das System nach Fig. 1 ist so ausgebildet, dass die Elektronenstrahlen B_B, B und B_R dann auf einen gemeinsamen Bildpunkt bzw. Leuchtfleck zusammenlaufen bzw. sich in diesem Punkt kreuzen, der zwischen benachbarten Gitterdrähten g_p des die Strahlenauftreffstellung bestimmenden Strahlauswahlgitters bzw. der durch dieses gebildeten Maske Gp liegt. Von dort divergieren die Strahlen und treffen auf dem phosphoreszierenden Farbbildschirm S auf. Dieser ist aus einer Vielzahl von Gruppen aus vertikal verlaufenden "roten", "grünen" und "blauen" Leuchtmassestreifen Sg, S_ß und S-Q zusammengesetzt, wobei jede dieser Leuchtmassestreifen-Gruppen, wie bei einer Farbbildröhre des Chromatron-Typs,.ein Farbbildelement bildet. Es ist daher verständlich, dass der gemeinsame Bildpunkt bzw. Leuchtfleck der Strahlenkonvergenz einem der so gebildeten Farbbildelemente entspricht.

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Die Spannung Vp wird auch den Linsenelektroden G-, und Gc und dem Farbbildschirm S als Anodenspannung in. der üblichen Weise über eine nicht dargestellte Graphitschicht zugeführt, die auf der Innenfläche dea Rohrenkonus 13 angeordnet ist. Den Gitterdrähten des Gitters Gp kann, wie dargestellt, eine Ilachf okussierspannung V_T, in der Grössenordmmg von 6 bis 7 KV zugeführt werden. Die Elektronenstrahlen 3-n, B„ und B„ laufen, v/ie bereits erwähnt, an dem Schirmgitter Gp zusammen und divergieren von dort aus in der Weise, dass der Elektronenstrahl B^ auf den "blauen" Leuchtmassestreifen Sp, der Elektronenstrahl Bp a\if den "grünen" Leuchtmassestreifen S^ und der Elektronenstrahl B_R auf den "roten" Leuchtmassestrjefen 3_R auftrifft. Im übrigen wird die Fläche des Farbbildschirmes in der üblichen Weise zur Bildung des Farbbildes auf dem Farbbildschirm ζ.3. durch die gestrichelt gezeigte horizontale und vertikale Ablenkvorrichtung D abgetastet, der horizontale und vertikale Ablenksignale zugeführt werden.Da bei der dargestellten Ahordnung die Elektronenstrahlen zum Fokussieren jeweils durch den Hittelpunkt der Hauptliiae L der Elektronenkanone A hindurchgehen, sind die jeweils durch das Auftreffen der Elektronenstrahlen auf den Farbbildschirm S gebildeten Bildpunkte baw. Leuchtflecke im wesentlichen frei von Koma und/oder Astigmatismus der Hauptlinse, so dass eine verbesserte Farbbildauflösung erreicht wird.

Die Ebene H (Fig. 2A), in der die Strahlen B_R, B_& und B-g emittiert werAen, soll mit der horizontalen Ebene, in der die Strahlen B_R und B,, durch die Konvergenz-Ablenkvorrichtung F seitlich, abgelenkt werden, zusammenfallen. Wenn dies gewähr-

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leistet ist, so kann die seitliche Ablenkung der Strahlen und B₁₁ tatsächlich zu einem Zusammentreffen aller Strahlen auf einem gemeinsamen Funkt des Strahlauswahlgitters Gp führen, wie dies in Pig· 2A^f angedeutet ist. Wenn jedoch, wie in Fig. 2B gezeigt ist, die Ebene H, in der die Strahlen emittiert werden, z.B. infolge eines Herstellungsfehlers, eine andere Winkelstellung zu der Ebene H¹ einnimmt, in der die Strahlen Bj, und B-Q durch die Konvergenz-Ablenkvorrichtung P abgelenkt werden, so führt letztere nur eine vertikale Auerichtung P ■ der Strahlen B_R und Bg mit dem mittleren Strahl B_G auf dem Gitter G_p herbei, wobei jedoch die Strahlen, wie in Pig. 2B¹ angedeutet sind, vertikalen Abstand voneinander haben. Derartige Abweichungen von der genauen Konvergenz sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung führen eine Verschlechterung des Farbbildes herbei.

Gemäss der Erfindung wird der vertikale Abstand der Strahlen an dem Strahlauswahlgitter Gp durch Anordnung einer Vorrichtung 14 gemäss Fig. 3 kompensiert und korrigiert, die zur Erzeugung eines Hagnetflusses 15 mit zur optischen Achse der Pokussierlinse L und· damit zu dem mittleren Strahl B_ß parallelen Kraftlinien an einer zwischen der Hilfslinse L·· und der Konvergenz-Ablenkvorrichtung P gelegenen Stelle, d.h. an einer Stelle dient, an der die Strahlen B« und B_B im Gegenwinkel zur optischen Achse verlaufen und Komponenten haben, die quer zu den magnetischen Kraftlinien gerichtet sind. Aus der "Linkshand-Regel" von Fleming erÄ-bt sich, dass die sich mit Gegenwinkel kreuzenden Strahlen Bj, und IL. entgegensetzt gedreht bzw. senfc-

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recht zur Ebene H in Richtungen verschoben werden, die das Zusammenfallen der Ebene H mit der Ebene H¹ herbeiführen und vertikale Abweichungen der Strahlpunkte, wie sie in Fig. 2B¹ gezeigt sind, verhindern. Der mittlere Strahl B„ wird hierbei nicht beeinflusst, weil die Kraftlinien des Magnetflusses parallel zu ihm verlaufen.

Die zur Erzeugung des Magnetflusses 15 parallel zur optischen Achse dienende Vorrichtung H kann in üblicher Weise durch eine Spule 16 gebildet sein, die um den in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten Röhrenhals 12 herumgelegt und z.B. in der TJmfangsrichtung um die optische Achse herumgewi ekelt ist, so dass der Stromfluss durch die Spule 16 den gewünschten Magnetfluss erzeugt. Der Strom für die Spule 16 kann von einer einstellbaren Gleichstromquelle 17 mit umkehrbarer Polarität zugeführt werden, durch die Änderungen der Kraftliniendichte und Richtung derselben parallel zur optischen Achse herbeigeführt werden können, um die erforderliche Drehkorrektur bzw. Kompensierung der Abweichung der Strahlen B_R und B^ herbeizuführen.

V/enn die Strahlen Β_Ώ, B_n und Β_Ή beim Abtasten des Schirmes

JX Ü ±>

S durch ein Ablenkjoch D von dem Konvergenzpunkt im Mittelpunkt des Schirmes S abgelenkt werden, so ändern sich jeweils die .Länge der Strecken, auf denen die Strahlen durch das magnetische Feld des Ablenkjoches D hindurch gehen müssen, und es treten sphärische Aberrationen auf mit dem Ergebnis, dass die Strahlen unterschiedlich abgelenkt werden und Strahlabweichungen ent-

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stehen, insbesondere wenn diese auf die Ecken des Farbbildschirmes gerichtet v/erden. Die Strahlabweichung hat dabei wegen der durch das Ablenkjoch D erzeugten Magnetfelder zum Ablenken der Strahlen in vertikaler und horizontaler Richtung sowohl eine vertikale Komponente als auch eine horizontale Komponente. Die Horizontalkomponente der erwähnten Abweichung kann durch eine Vorrichtung kompensiert werden, die nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört und die den Platten P und C. sowie den Platten P' und Q' der Konvergenz-Ablenkvorrichtung P zusätzlich zu einer statischen Konvergenz-Ablenkspannung noch eine dynamische Konvergenz-Ablenkspannung übermittelt, die mit dem horizontalen Ablenksignal synchronisiert ist, so dass die Ablenkungen d?r Strahlen B_R und B-, die durch die Konvergenz-Ablenkvorrichtung F herbeigeführt werden, zum Ausgleich bzw. zur Beseitigung der Horizontalkomponente der Abweichung entsprechend geändert wird. Wie jedoch Pig. 4A zeigt, wird die Vertikalkomponente der aus der erwähnten sphärischen Aberration des Ablenkjoches D resultiertenden Konvergenz-abweichung unkorrigiert beibehalten, wenn die Strahlen auf Stellen des Bildschirmes gerichtet werden, die von der Mitte des Bildschirmes Abstand haben und insbesondere an den Ecken des Bildschirmes liegen.

Gemäss der Erfindung werden solche Konvergenzabweichungen der Strahlen B₁₃, B_n und B_x,, insbesondere solche Abweichungen an den Ecken des Bildschirmes, wie sie in Fig. 4A gezeigt sind, ebenfalls eliminiert, so dass an allen Stellen, an denen der Bildschirm abgetastet wird, gemäss Fig. 4B eine vollkommene

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Konvergenz erreicht wird. Hierzu wird ein Hagnetfeld mit parallel zur optischen Achse verlaufenden Kraftlinien an einer zwischen der Hilfslinse L₁ und der Konvergenz-Ablenkvorrichtung P liegenden Stelle der optischen Achse erzeugt, an· der die Strahlen B„ und B_n im Winkel zueinander verlaufen. Die Inten-

K JJ

eität und die Richtung dieses Magnetfeldes werden in Übereinstimmung alt dem Abtasten des Bildschirmes S so geändert, dass in jedem Augenblick die hierdurch herbeigeführte Drehverlagerung der Strahlen B^ und B_fi gerade genügt, um die Strahlen zur richtigen Konvergenz in vertikaler Richtung zurückzuführen. %

Wie dargestellt, wird das zuletzt erwähnte Magnetfeld mit parallel eur optischen Achse verlaufenden Kraftlinien vorzugsweise ebenfalls durch Stromführung in der Spule 16 erzeugt. Der hierfür verwendete Strom ist ein dynamischer Konvergenz-Kor- rekturstrom, der sich synchron mit dem Abtasten des Bildschirmes ändert und durch eine Stromquelle 18 geliefert wird, in der gemäss Fig. 5A ein erstes Signal mit Sägesalmwellen 19 im Gleichlauf mit dem horizontalen Abtastsignal und mit der gleichen Schwingungsdauer T„ wie dieses sowie ein zweites Signal

Sägesahnwellen 20 gemäss Pig. ?3 im Gleichlauf mit dem vertikalen Abtastsignal und der gleichen Schwingungsdauer Ty wie dieses erzeugt wird· Bas Signal 20 wird dabei zum Modulieren des Signals 19 mittels eines Gegentaktmodulators verwendet, wodurch das Ausgangssignal der Stromquelle 18 zur Speisung der Spule 16 die aus Pig. 50 ersichtliche Form der Wellen 21 erhält. Aus Fig. 5C ergibt sich, dass das durch das Signal 21 erzeugte Magnetfeld sich während jeder horizontalen Abtast-

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Schwingungsdauer von einer maximalen Intensität in einer Richtung zu einer maxi^nlen Intensität in der entgegengesetzten Richtung ändert, und dass die Grosse der maximalen Feldintensitäten bei jeder vertikalen Abtast-Schwingung verringert und dann vergrössert wird. Auf diese Weise wird die Drehverlagerung der Strahlen B_R und B_B, die durch das der Spule 16 zugeftihrte Signal 21 herbeigeführt wird, zu einem Maximum an den Ecken des Bildschirmes und gleich Null in der Mitte des Bildschirmes.

P Damit die Strahlen B_R und B₅ durch den durch die Spule erzeugten Magnetfluss gleichartig beeinflusst werden, ist die Spule 16 vorzugsweise dicht an der durch den optischen Mittelpunkt der Fokussierlinee L gehenden Ebene angeordnet, so dass alle Strahlen durch die Mitte des durch die Spule 16 erzeugten Magnetfeldes hindurchgehen.

Bei kleinen Farbbildröhren der dargestellten Art ist der Abstand zwischen den Abschirmplatten P und Q und zwischen den Ablenkplatten P· und Q¹ der Konvergenz-Ablenkvorrichtung F so klein, dass der Einfluss des Erdmagnetismus auf die Elektronenstrahlen oder ein kleiner mechanischer Fehler zum Auftreffen des einen oder des anderen der Strahlen B_n und Bt, auf eine

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der entsprechenden Konvergenz-Ablenkplatten führen kann. Um ein solches Auftreffen zu vermeiden, kann die Bildröhre 10 gemäss der Erfindung noch mit einer Vorrichtung 22 versehen Bein, die dazu dient, an einer zwischen den Kathoden K_n, K_fl und K_n

Ά χι Ja

und der Konvergenz-Ablenkvorrichtung F liegenden Stelle einen. Magnetfluss in einer senkrecht zur optischen Achse verlaufenden

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Ebene mit Kraftlinien zu erzeugen, die im wesentlichen senkrecht zu den Ebene, in der die Strahlen emittiert werden, verlaufen. Hierdurch werden alle Strahlen in dem erforderlichen Ausmass nach der einen oder der anderen Seite so abgelenkt, dass die Strahlen B_R und Bg frei zwischen den Platten P und Q und zwischen den Platten P¹ und Q¹ hindurchgehen. Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Vorrichtung 22 zur Erzeugung dieses Magnetflusses gemäss Fig. 6 durch einen den Röhrenhals 12 umgebenden ringförmigen Kern 23 und die in Reihe geschalteten Spulen 24a und 24t> gebildet sein, die in entgegengesetzter Richtung um die beiden Kernteile herum angeordnet sind, die beiderseits einer durch die optische Achse hindurchgehenden vertikalen Ebene liegen. Die in Reihe geschalteten Spulen 24a und 24b sind ferner gemäss Fig. 1 an eine Gleichstromquelle 25 umkehrbarer Polarität angeschlossen, so dass der Durchfluss von Gleichstrom durch diese Spulen einen gleichmässigen Magnetfluss mit Kraftlinien 26 erzeugt (Fig. 6), deren Richtung durch die Polarität dei Stromquelle 25 und deren Intensität durch die Grosse des Stromes bestimmt wird. Der Magnetfluss 26 in der zur optischen Achse senkrechten Ebene und in Richtungen, die zu der Ebene, in der die Strahlen B_R, B„ und B^ erzeugt werden, senkrecht verlaufen, führt eine gleichzeitige seitliche Verlagerung der Elektronenstrahlen in der einen oder anderen Richtung herbei, wodurch diese genau derart ausgerichtet werden, dass sie in Flucht mit jden jeweiligen Zwischenräumen a/i sehen den Platten P und P' sowie Q und Q' der Konvergenz-Ablenkvorriohtung F verlaufen.

Der Magnetfluss 26 wird vorzugsweise ebenfalls dicht an

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der den optischen Mittelpunkt der Hauptfokussierlinse L enthaltenden vertikalen Ebene erzeugt, so dass alle Elektronenstrahlen durch die Mitte des Magnetfeldes hindurchgehen. Bei der in den Fig, 7, 8 und 9 gezeigten Arsführungsform der Erfindung sind die Spule 16 und die Spulen 24a und 24b in einer Spulengruppe 27 enthalten, die ein Tragglied 28 aus Isolierstoff, z.B. einem Polyesterharz, mit einer Hülse 29 solcher Abmessung auf v/eist, dass sie um den Röhrenhals 12 herum angeordnet v/erden kann. Die Hülse 29 ist an ihrem einen Ende mit Längsschlitzen P 30 und einem Klemmring 31 zur Befestigung des Traggliedes 26 an dem Höhrenhals 12 versehen. Ausserdem v/eist die Hülse 29 an dem den Schlitzen 30 abgewendeten Ende einen radialen Plansch 32 und im axialen Abstand von diesem einen radialen Flansch 33 auf, der mit einem von dem Flansch 32 weg gerichteten, axialen Ringrand 34- versehen ist. ',He dargestellt, ist die Spule 16 zwischen den Flanschen 32 und 33 auf die Hülse 29 aufgewickelt, und der Kern für die Spulen 24a und 24b ist gemäss Fig. 8 durch zwei Hälften 23a und 23b gebildet, die an ihren Enden mit 'Cf ft nungen 35 zur Aufnahme von Tragstiften 36 versehen sind, die axial von dem Flansch 33 in Richtung von dem Flansch 32 weg vor*» stehen. Die um die Kernhälften 23a und 23b herumgewickelten Spulen 24a und 24b sind auf der dem Flansch 32 abgewendeten Seite des Flansches 33 in dem Ringraum zwischen der Hülse 29 und dem Ringrand 34 untergebracht und werden in ihrer Zusammengesetzten lage durch die in Fig. 8 und 9 mit gestrichelten linien angedeuteten Haftglieder 37 gehalten. Von dem Ringrand 34 stehen Klemmen 38 und 39 vor, die mit der Spule 16 und den Spulen 24a und 24b verbunden sind, um die jeweiligen Spulen an die Stromquellen 17, 18 und 25 anzuschliessen.

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Bei einer Farbbildröhre der beschriebenen Art besteht ferner die Möglichkeit, dass, obgleich die Elektronenstrahlen Bp, Bq und B_B genau an einem Punkt des Strahlauswahlgitters Gp zusammenlaufen, diese Auftreffpunkte in horizontaler Richtung nicht in Flucht mit den öffnungen des Auswahlgitters bzw. der Schattenmaske liegen. Solche Abweichungen der Auftreffpunkte können z.B. durch Fehler bei der Herstellung der Farbbildröhre hervorgerufen werden. Die Farbbildröhre nach der Erfindung ist daher noch mit einer in Fig. 1 gestrichelt gezeigten Vorrichtung 40 versehen, die der Vorrichtung 22 entspricht und ebenfalls zur Erzeugung eines Magnetflusses in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene an einer Stelle dient, die zwischen der Konvergenz-Ablenkvorrichtung F und dem Strahlauswalilgitter bz der Schattenmaske Gp liegt. Die Kraftlinien dieses Hagnetfl\isses verlaufen senkrecht zu der Ebene, in der die Strahlen B„ und Bj, konvergierend abgelenkt werden, so dass durch den erzeugten Magnetfluss alle Strahlen B_R, B„ und B^ um das Hass seitlich verlagert werden, das zur Ausrichtung des Punktes, an dem die Strahlen zusammenlaufen, mit dem Punkt, an den die Strahlen mit den Mittelpunkten des Strahlauswahlgitters bzw. der Schattenmasken beim Abtasten des Bildschirmes zusammenlaufen, notwendig ist.

Wie in den Fig. 10. 11 und 12 gezeigt ist, kann die zur Gewährleistung der Farbreinheit dienende Vorrichtung 40 zwei Spulen 41a und 41b aufweisen, diein entgegengesetzter Richtung um Kernhälften 42a und 42b herumgewickelt und in Reihe mit

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einer einstellbaren Gleichstromquelle umkehrbarer Polarität geschaltet sind. Die Spulen 41a und 41b sind vorzugsweise angrenzend an das zur horizontalen und vertikalen Ablenkung zum Abtasten des Bildschirmes dienende Ablenkjoch D angeordnet. Dieees Ablenkjoch D weist eine kegelötumpfförmige Traghülse 43 aus Isolierstoff aus, die auf den Röhrenhals 12 an dem Übergang zum Röhrenkonus 13 aufsetzbar ist und mit radialen Planschen 44 und 45 versehen ist, die an beiden Enden der Traghülse angeordnet sind. An einem ringförmigen magnetischen Joch 47 sind ringförmige Spulen 46a und 46b angeordnet. Das Joch 47 ist um eine Hülse 43 herum zwischen Planschen 44 und 45 angeordnet, um gemäss Fig. 11 und12 die übliche Vertikal-Ablenkspule zu bilden. Gemäss Fig. 10 sind an der Aussenflache des Flansches 45 Sattelspulen 48a und 48b angeordnet, die sich von dieser aus axial in die Hülse 43 hinein erstrecken und die üblichen,um den Röhrenhals gelegten Spulen zum horizontalen magnetischen Ablenken bilden. Die Kernhälften 42a und 42b, die zusammen einen Ring bilden, sind an ihren Enden an Schrauben 49 befestigt, die durch den Flansch 45 hindurchgeführt sind, so dass die Spulen 41a und 41b radial ausserhalb der Spulenteile'der Sattelepulen 48a, 48b angeordnet sind, die an dem Plansch 45 anliegen. Auf der Rückseite des Flansches 45 ist mittels der Schrauben 49 eine Klemmleiste 50 mit den Anschlussklemmen 51 befestigt, die zur jeweiligen Verbindung der Spulen 41a und 411 der Spulen 46a und 46b sowie der Sattelspulen 48a und 48b nit den zugehörigen Stromkreisen dienen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die 009840/0410

Farbbildröhre nach der Erfindung zur Korrektur und zum Ausgleich von infolge von Herstellungsfehlern oder sphärischer Aberration gebildeten vertikalen Abständen der Strahlen an dem Strahlauswahlgitter bzw. der Schattenmaske in der Weise dient, dass das Auftreffen eines oder mehrerer Strahlen bzw. Strahlenbündel auf die Konvergenz-Ablenkplatten sowie weiterhin eine etwaige ungenaue Lage des Strahlenkonvergenzpunktes zu dem Mittelpunkt der Öffnungen des Strahlauswahlgitters oder der Schattenmaske vermieden wird.

Die Vorrichtungen 22 und 40, die zur Erzeugung des Magnetflusses in zu der optischen Achse der Fokussierlinse L senkrechten Ebenen dienen, sind bei der dargestellten Ausführungsform als elektromagnetische Vorrichtungen ausgebildet. Die Vorrichtungen 22, 40 könnten aber auch jeweils aus zwei nicht gezeigten Ringmagneten mit diametral einander gegenüberliegenden Polen bestehen, die zur Änderung der Feldstärke und Richtung der Kraftlinien des Magnetflusses um die optische Achse drehbar sind.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in mancherlei Hinsicht geändert werden, ohne am Wesen der Erfindung etwas zu ändern.

Patentansprüche;

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   /Λ

   1, / Farbbildröhre mit einem eine Kombination von Farb-

   leuchtmassen enthaltenden Farbbildschirm und einer ilinfach-Elektronenkanone zum Erzeugen und Ausstrahlen von mehreren Elektronenstrahlen sowie mit einer dem Farbbildschirm zugeordneten Strahlauswahlvorrichtung mit den Farbleuchtmassen-Kombinationen entsprechenden Öffnungen, bei der die Elektronenkanone ^ mehrere Vorrichtungen zum Erzeugen der Elektronenstrahlen und zum Ausstrahlen derselben auf die jeweiligen Leuchtmassen jeder Kombination durch die öffnungen hindurch aufweist und eine zum Fokussieren der Strahlen an dem Farbbildschirm dienende Linsenvorrichtung angeordnet ist, durch deren optischen Mittelpunkt alle Strahlen hindurchgehen und in die mindestens zwei

   der Strahlen im Winkel zu der optischen Achse der Linsenvorrichtung auf konvergierenden Strahlenbahnen eintreten und aus der die beiden Strahlen auf divergierenden Strahlenbahnen austreten, wobei zwischen der Linsenvorrichtung und der Strahlaus-P wählvorrichtung eine Konvergenz-Ablenkvorrichtung für die Elektronenstrahlen angeordnet ist, durch die die auf den divergierend' den Bahnen aus der Linsenvorrichtung austretenden Strahlen zum Konvergieren an einer öffnung der Strahlauswahlvorrichtung abgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stelle der optischen Achse, an der die beiden Strahlen (B₃, B_R) im Winkel zu der optischen Achse verliefen, eine Vorrichtung (14) zur Erzeugung eines Magnetflusses (15) mit parallel zur optischen Achse verlaufenden Kraftlinien angeordnet ist, der eine Drehverlagerung der beiden Strahlen (B^, B_R) um die optische

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   Achse herbeiführt und eine genaue Konvergenz der Strahlen an der Öffnung der Strahlauswahlvorrichtung (Gp) gewälirleistet.
2. 2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) zur Erzeugung des Magnetflussec (15) ein Spulenanordnung (16) aufweist, die konzentrisch zur optischen Achse angeordnet und so gewickelt ist, dass sie den Hagnetfluss erzeugt, wenn sie von Strom durchflossen wird.
3. ?. Farbbildröhre nach Anspruch 1oder 2, bei der die Vorrichtung sumErzeugen der Elektronenstrahlen diese in einer geraeinsamen, die optische Achse enthaltenden Emissionsebene ausstrahlt, innerhalb der einer derElektronenstrahlen in der optischen Achse liegt und die beiden anderen Strahlen beiderseits des einen Strahles verlaufen, und bei der die Konvergenz-Ablenkvorrichtung den einen Strahl unabgelenkt durchlässt und die beiden anderen Strahlen in einer die optische Achse enthaltenden Ebene ablenken, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (14) zur Speisung mit einem statischen Konvergenz-Korrekturstrom an eine einstellbare Gleichstromquelle (17) angeschlossen, deren Gleichstrom zur Herbeiführung der zum Aussieh von Winkelabweichungen der Emissionsebene (H) von der Ebene, in der die beiden Sirahlen abgelenkt werden, entsprechend veränderlich ist.
4. 4. Farbbildröhre nach Anspruch J₁ bei der zwischen der Konvergens-Ablenkvorrichtung und der Strahlauswahlvorrichtung ein Ablenkjoch sur Aufnahme von horizontalen und vertikalen

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   Abtastsignalen zum Erzeugen von das Abtasten des Bildschirmes herbeiführenden Magnetfeldern angeordnet ist und-der Farbbildschirm eine im wesentlichen rechteckige 3?orm aufweist, durch deren Mitte die optische Achse hindurchgeht, so dass die Strahlen, wenn sie auf die Ecken des Bildschirmes gerichtet werden, beim Durchgang durch die magnetischen Felder des AblenkJoches verschieden grosse Entfernungen zurücklegen und hierdurch Abweichungen mit Komponenten senkrecht zu der Ebene, in der die Strahlen abgelenkt werden, eriäiren, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (H) zusätzlich an eine Stromquelle (18) zur Zuführung eines dynamischen Konvergenz-Korrekturstromes angeschlossen ist, der synchron mit dem Abtasten des Farbbildschirmes zur Modulierung der Drehverlagerung der Strahlen (B,,, B_R) derart änderbar ist, dass eine genaue Konvergenz der Strahlen an jeder Öffnung der Strahlauswahlvorrichtung (Gp) unabhängig von der Lage derselben zu dem Mittelpunkt des Bildschirmes (S) gewaährleistet.ist.

   .
5. 5. Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zwischen den Strahlerzeugungsvorrichtungen

   K_G, K₅) und der Konvergenz-Ablenkvorrichtung (F) liegenden Stelle eine Vorrichtung (22) zur Erzeugung eines zweiten Magnetflusses (26), in einer zur optischen Achse' senkrechten Ebene mit im wesentlichen senkrecht zur Emissionsebene (H) gerichteten Kraftlinien angeordnet ist, durch die die Elektronenstrahlen zur genauen Hindurchführung durch die die Konvergenz-Ablenkvorrichtung ausgerichtet werden.

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   ο. i?^!aru'L;ildi*i^:i>re nacli. Anspruch 'J, dadurcli ,Telre dass die Vorrichtung (22) zivr Erseugung des svreiteti I-Iagnetflusses (2?) mit'spulen (£4a, 24b) versehen ist, die für den Durchfluss yon Strom an eine einstellbare GleiolistroKKuiella (25) angeschlossen sind und eine Änderung der seitlichen .Verlagerung der Strahlen (B-η, B„, Bt,) in Bezug auf die IConvergens-. Ablenlcvorrichtung (F) herbeiführen.

   7. Farbbildröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Spulen (24a, 24-b) der zur Erzeugung des zweiten ■ % Magnetflusses (26) dienenden Vorrichtung (22) und die Spule (16) der zur Erzeugung des ersten Magnetflusses (15) dienenden ^Vorrichtung'(14) mit nur geringen Abstand voneinander angeordnet sind,

   8. farbbildröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (16) der Vorrichtung (H) zur Erzeugung des ersten Magnetflusses (15) und die Spulen (24a, 24b) der Vorrichtung (22) zur Erzeugung des zweiten Magnetflusses (16) * jeweils auf einer Seite der durch den optischen Mittelpunkt der Fokus si er linse (L) gehenden., zur optischen Achse senkrechten Ebene und dicht an dieser angeordnet sind.

   9. Farbbildröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zwischen der Konvergenz-Ablenkvorrichtung (F) und der Strahlauswahlvorrichtung (Gp) liegenden Stelle eine Vorrichtung (40) zur Erzeugung eines dritten Magnetflusses in einerzur optischen Achse senkrechten

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   mm y j-» __

   :'bei;e a^;;e ;rd;:et ist, deren Kraftlinien im wesentlicher, con'.-.:- recht :j· üer;jeuigen Ebene verlaufen, in der üi.e vJtrahlou (^T;_T , ""■';·,) durch die Konvergenz-Abier/.-:ν:rrichtung ( ') ao~eler..>i verden, vcoei der dritte Ilagnetflusa zur derartigen seitlichen Verlagerung der Elektronenstrahlen dient, dass ihr Konvergenzpunlct an der Strahlauswahl vorrichtung (Gp) zur Gewährleistung einer maximalen Farbreinheit ievreils genau in der Mitte einer öffnung der Strahlauswahlvorrichtung liegt.

   P 10, Farbbildröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzeugung des dritten Magnetflusses dienende Vorrichtung (40) eine stromdurchflossene Spulenanordnung (41a, 41b) aufweist, die zur Änderung der seitlichen Verlagerung der Strahlen in Bezug auf die öffnungen der Strahlauswahlvorrichtung (Gp) an eine einstellbare Gleichstromquelle angeschlossen sind.

   11. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche 4 bis 9 und

   . 10, dadurch gekennzeichnet, dass- die zur Erzeugung des drittem Magnetflusses dienende Yorrichtxuig (40) nahe an dem Ablenkjoch (47) angeordnet ist.

   12. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche 4 Ms 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Zuführung des äynsatisehen / Konvergenz-Korrekturstromes dienende Stromquä.1© (18) mit Mitteln zur Erzeugung eines mit Sägezahnwellen (19) verlatäfenden ersten Signales versehen ist, dessen Schwingungsetaue:r

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   des horizontalen Abtastsignales entspricht und das mit einem zweiten, mit Sägezahnvrellen (20) verlauf enden Signal· moduliert wird, dessen Schwinguugsdauer derjenigen des vertikalen Abtastsignales entspricht»

   Der Patentanwalt

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