DE2222156C3 - Farbfernsehwiedergabeeinrichtung - Google Patents
FarbfernsehwiedergabeeinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Färb fernsehwiedergabeeinrichtung
mit einer Farbfernsehb.ldrohre. welche eine Frontplatte, auf der ein Leuchtschirm mit
,o Gruppen aus drei verschiedenen Farbleuchtstoffelementen
angeordnet ist, eine Strahlerzeugungssystem, anordnung die drei in einer horizontalen und zum Bildschirm
im wesentlichen senkrechten Ebene hegende und zum Leuchtschirm hin konvergierende Elektronen-
strahlbündel liefert, und eine Lochmaske deren Locher
bezüglich der Gruppen aus den Farbleuchtstoffelcmenten
ausgerichtet sind, enthält und mit e.nem d.e Bildröhre zwischen der Strahlerzeugungssystemanordnung
und der Lochmaske umgebenden Ablenkspulen-
satz der Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen zum Ablenken der Elektronenstrahlbündel unter BiI-duneines
Rasters auf dem Leuchtschirm enthalt.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Farbfernsehwiedergabeeinrichtung
bei der mehrere Elektronen-
strahlbündel an allen Punkten eines abgetasteten Rasters ohne Verwendung einer dynamischen Konvergenzeinrichtung
im wesentlichen zur Konvergenz gebracht werden.
Die meisten derzeit gebräuchlichen Farbternsehempfänger arbeiten mit einer Kathodenstrahlröhre, die eine Strahlerzeugungssystemanordnung enthält, welche am einen Ende der Röhre angeordnet ist und mehrere Elektronenstrahlbündel liefert, die auf einen Bild- oder Leuchtschirm gerichtet sind, der sich am anderen Ende der Röhre befindet und eine Vielzahl von verschiedenen Farbleuchtstoffelementen enthält. Zwischen dem Leuchtschirm und der Strahlerzeugungsanordnung ist eine Lochmaske oder irgendeine Farbwahlvorrichtung wie ein ! ochgitter oder Fokussiergitter angeordnet, um
Die meisten derzeit gebräuchlichen Farbternsehempfänger arbeiten mit einer Kathodenstrahlröhre, die eine Strahlerzeugungssystemanordnung enthält, welche am einen Ende der Röhre angeordnet ist und mehrere Elektronenstrahlbündel liefert, die auf einen Bild- oder Leuchtschirm gerichtet sind, der sich am anderen Ende der Röhre befindet und eine Vielzahl von verschiedenen Farbleuchtstoffelementen enthält. Zwischen dem Leuchtschirm und der Strahlerzeugungsanordnung ist eine Lochmaske oder irgendeine Farbwahlvorrichtung wie ein ! ochgitter oder Fokussiergitter angeordnet, um
die Elektronenstrahlbündel so abzuschirmen, daß jedes Bündel nur auf die zugehörigen Farbleuchtstoffelemente
auftrifft. Die Elektronenstrahlbündel werden durch einen Ablenkspulensatz abgelenkt, der die Außenseite
der Kathodenstrahlröhre umgibt und ein Magnetfeld liefert, das die Elektronenstrahlbündel in Form eines
Abtastrasters horizontal und vertikal über den Leuchtschirm ablenkt. Diese Hauptbestandteile einer Farbfernsehwiedergabeeinrichtung
werden gewöhnlich durch zusätzliche Einrichtungen für eine dynamische Konvergenzkorrektur ergänzt. Die Elektronenstrahlbündel
müssen nämlich an allen Punkten des abgetasteten Rasters konvergieren, da Konvergenzfehler störende
Farbsäume an den Rändern der verschiedenen Bildteile der Fernsehszene zur Folge haben. Als Maß für
die Konvergenzfehler kann man den Abstand der sich im Idealfall genau deckenden roten, grünen und blauen
Linien eines Musters aus sich kreuzenden Linien verwenden, das durch ein entsprechendes Testsignal auf
dem Bildschirm des Empfängers erzeugt werden kann.
Es ist allgemein üblich, die Elektronenstrahlbündel mit Hilfe von Permanentmagneten, die in bestimmter
Lage bezüglich der Elektronenstrahlbündel um den Hals der Röhre verteilt sind, in der Mitte des Rasters
statisch zur Konvergenz zu bringen. Die so eingestellte Konvergenz bleibt jedoch bei der Ablenkung der Elektronenstrahlbündel
aus der Mitte des Rasters nicht erhalten, da der Leuchtschirm verhältnismäßig flach ist
und der Abstand zwischen dem Leuchtschirm und dem
Ablenkzentrum des Ablenkspulensatzes mit zunehmender
Ablenkung der Elektronenstrahlbündel von der Bildschirmmitte zunimmt. Außerdem verursachen Abbildungsfehler
des Ablenkspulensatzes, wie Bildfeldkrümmung, Astigmatismus und Koma, zusätzliche Konvtrgenzfehler.
Es ist daher allgemein üblich, eine Einrichtung vorzusehen, die die Elektronenstrahlbündel
bei ihrer Rasterablenkung dynamisch zur Konvergenz IU bringen. Bei Bildröhren, deren Elektronenst.ahlerzeugungssysteme
eine Dreieck- oder Deltaanordnung bilden und an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks
angeordnet sind, wird gewöhnlich eine elektromagnetitche Konvergenzeinrichtung verwendet, die außerhalb
der Röhre angeordnete Elektromagnete und innerhalb des Röhrenhalses angeordnete magnetische Polschuhe
zur Verschiebung der Elektronenstrahlbündel in radialen
Richtungen enthält. Die Elektromagnete werden mjt zeilen- und rasterfrequenten Schwingungen gespeist,
die bei der Ablenkung der Elektr^nenstrahlbün- |el die erforderlichen zeitlich veränderlichen Konver-
«enzfelder erzeugen. Außerdem ist es manchmal erforderlich.
Schwingungen der Zeilen- und Rasterfrequenz gnter Erzeugung einer mit einer rasterfrequenten
Schwingung modulierten zeilenfrequenten Schwingung IU kombinieren und die resultierende Schwingung den
Konvergenz-Elektromagneten oder den Wicklungen des Ablenkspulensatzes zuzuführen um eine einwandfreie
Konvergenz der Elektronenstrahlbündel in den Ecken des Rasters zu gewährleisten.
Es sind auch Farbfernsehempfänger mit einer Bildröhre
bekannt, deren Elektronenstrahlerzeugungsanordnung drei coplanare oder in einer gewöhnlich
waagerechten Linie nebeneinander liegende Elektronenstrahlbündel liefert. Auch hier müssen die Elektronenstrahlbündel
zur Konvergenz gebracht werden. Es ist bekannt, daß man die Bündel in horizontaler Richtung
dynamisch zur Konvergenz bringen kann, indem man einer elektromagnetischen oder elektrostatischen
Konvergenzeinrichtung zeilen- oder rasterfrequente Schwingungen zuführt. Esist auch eine Einrichtung bekannt,
bei der die Elektronenstrahlbündel mit Hilfe des Ablenkspulensatzes zur Konvergenz gebracht werden.
Wenn jedoch der Ablenkspulensatz für diesen Zweck ausgelegt wird, müssen andere Abbildungsfehler des
Ablenkspulensatzes, wie der Komafehhr, korrigiert werden. Der Aufwand für die dynamische Korrektur
des Koniafehlers hebt aber den Vorteil praktisch auf,
der durch die Einsparung der dynamischen Horizontalkonvergenzeinrichtung erzielt werden kann.
Es ist weiterhin bekannt, daß die störenden Einflüsse von Koma- und Konvergenzfehlet dadurch verringert
werden können, daß man den Abstand zwischen den nebeneinander liegenden Elektronenstrahlbündeln in
der Ablenkebene des Ablenkspulensatzes herabsetzt. Dies kann durch Verringerung des Abstandes zwischen
den benachbarten bündelformenden Elementen der Elektronenstrahlbündelerzeugungsanordnung erreicht
werden, beispielsweise dadurch, daß man die Öffnungsmitten für die einzelnen Elektronenstrahlen in dem von
der Strahlungsquelle aus gesehenen dritten Gilter der *>o
Elektronenstrahlbündelerzeugungsanordiumg mit
einem relativ kleinen Abstand voneinander anordnet
und die Abmessung dieses dritten Gitters in Riclnung der Achse der Eleklronenstrahlquellc an der Stelle der
öffnungen relativ klein wählt (OE-PS 2 82 706). Mit ab- ('5
nehmendem Abstand der nebeneinander liegenden Elektronenstrahlbündel in der Ablenkebene muß je-Hnch
auch die Transmission der Lochmaske für die Eleklronensirahlbündel herabgesetzt werden, um die
Schirmtoleranz zwischen den fluoreszierenden Flecken und den auf den Leuchtschirm aufgebrachten Leuchtstoffelementen
einzuhalten. Mit abnehmender Maskentransmission sinkt jedoch auch die Lichtstärke der Bildröhre.
Hieraus folgt, daß das Endergebnis unannehmbar ist, wenn das Bild die unter normalen Betrachtungsbedingungen zu fordernde Helligkeit nicht aufweist,
auch wenn durch die in einer Ebene nebeneinander liegenden Elektronenstrahlbündel mit relativ geringen
Abständen eine einwandfreie Konvergenz und ein tragbarer Komafehler erreicht werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Farbfernsehwiedergabeeinrichtung
anzugeben, die ohne Einrichtungen zur dynamischen Konvergenz und Komakorrektur auskommt,
trotzdem jedoch ein Bild mit einer für kommerzielle Maßstäbe ausreichenden Helligkeit liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ablenkspulen des Ablenkspulensatzes eine
solche Windungsverteilung haben, daß sich ein positiver vertikaler isotroper Astigmatismus sowie ein regativer
horizontaler isotroper Astigmatismus ergeben und die Elektronenstrahlbündel an den Enden der vertikalen
Achse des Rasters überkonvergiert und an den Enden der horizontalen Achse des Rasters unterkonvergiert
werden, um an allen Punkten des Bildschirms Konvergenz zu erhalten, und daß die Strahlerzeugungssystemanordnung
so ausgelegt ist, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Elektronenstrahlbündeln
in einer Ebene, die in der Mitte zwischen den Enden des Ablenkspulensatzes liegt, höchstens 5,1 mm
beträgt.
Es sei noch bemerkt, daß in der DT-OS 17 62 778 ein
Farbfernsehempfänger mit in einer Ebene liegenden Strahlerzeugungssystem beschrieben ist, bei dem eine
dynamische Konvergenz durchgeführt wird. Darüberhinaus handelt es sich bei der Entgegenhaltung um ein
Elektronenstrahlsystem, bei dem die Strahlen sich überkreuzen, so daß sie durch eine übliche elektrostatische
Linse fokussiert werden können. Aus dieser DT-OS 17 62 778 ist weiterhin ein kissenförmiges, horizontales
Ablenkfeld und ein tonnenförmiges, vertikales Ablenkfeld für die Elektronenstrahlen bekannt. Derartige Felder
werden seit langem benutzt. Bei der vorliegenden Erfindung geht es jedoch darum, die kissenförmigen
und tonnenförmigen Ablenkfelder derart zu proportionieren, daß die Strahlen entlang der einen Achse überkonvergiert
und entlang der anderen unterkonvergiert werden, so daß an allen Stellen des Bildschirms Konvergenz
erzielt wird. Die Selbstkonvergenz des erfindungsgemäßen Systems wird in Zusammenhang mit
den anderen genannten Merkmalen also durch die besondere Ausbildung der Ablenkfelder erreicht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Leuchtschirm der Bildröhre aus sich wiederholenden
Gruppen von drei benachbarten verschiedenen Farbleuchtstoffstreifen. Die für diesen Leuchtschirm
verwendete Lochmaske hat eine Vielzahl von schlitz oder langlochförmigen Öffnungen, die kollinear zu den
l.eiichiMoffstreifen verlaufen und die Anregung der jeweiligen
l.euchtstoffstreifen durch eine relativ große Anzahl von Elektronen erlauben, so daß sich eine hohe
Lichtstärke ergibt.
Die ElekuOnenstrahlerzeugungsanordnung enthält
vorzugsweise mindestens eine gemeinsame bündclformende Elektrode mit drei öffnungen zur Ausrichtung
der drei Bündel.
Bei einer anderen Ausführungsform enthält die Elektronenstrahlerzeugungsanordnung
magnetische Abschirmelemente, die den Weg der beiden äußeren Elektronenstrahlbündel
umgeben und diese gegen einen Teil des Ablenkfeldes abschirmen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, es
zeigt
F i g. 1 eine geschnittene Draufsicht auf eine Farbfernsehwiedergabeeinrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
F i g. 2 eine Darstellung des resultierenden magnetischen Ablenkfeldes, das durch den Ablenkspulensatz
der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung erzeugt wird,
F i g. 3a und 3b die Konvergenz der Elektronenstrahlbündel der Einrichtung gemäß F i g. 1 unter dem
Einfluß des in F i g. 2 dargestellten Ablenkfeldes,
F i g. 4 die Windungsverteilung eines toroidgewickelten Ablenkspulensatzes für die Einrichtung gemäß
Fig. 1,
F i g. 5 eine Elektronenstrahlerzeugungsanordnung für die Einrichtung gemäß F i g. 1 und
F i g. 6 eine Lochmaske und Leuchtschirmanordnung, wie sie bei der Bildröhre der in F i g. 1 dargestellten
Einrichtung Verwendung finden können.
F i g. 1 zeigt eine Farbfernsehwiedergabeeinrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht und im Längsschnitt. Die Einrichtung enthält
eine Farbfernsehbildröhre 10 mit einem evakuierten Glaskolben 11. Der vordere Teil des Kolbens 11
bildet einen Bildschirm und eine Frontplatte, auf deren Innenseite eine Vielzahl von roten, grünen und blauen
Leuchtstoffelementen 13, 13a und 136 aufgebracht ist. Bei den Leuchtstoffelementen ist in der Röhre eine
Lochmaske 14 angeordnet, die eine Vielzahl von Löchern 15 aufweist. Die Löcher 15 sind bezüglich der
Leuchtstoffelemente so ausgerichtet, daß die verschiedenen Farbleuchtstoffelemente nur jeweils von den zugehörigen
Elektronenstrahlbündeln getroffen werden können. Im anderen Ende des Kolbens 11 befindet sich
eine Elektronenstrahlerzeugungsanordnung 16, die drei coplanare, nebeneinander liegende Elektronenstrahlbündel
liefert. Die Elektronenstrahlerzeugungsanordnung 16 ist so konstruiert, daß die beiden äußeren Elektronenstrahlbündel
mit den mittleren Elektronenstrahlbündel an einem Punkt in der Mitte des Leuchtschirmes
konvergieren. Die Elektronenstrahlerzeugungsanordnung wird in Verbindung mit F i g. 5 weiter unten noch
genauer erläutert werden.
Ein sich erweiternder Teil des Glaskolbens 11 ist von
einem Ablenkspulensatz 17 umgeben, der von nicht
dargestellten Ablenkstromquellen gespeist wird und ein Magnetfeld erzeugt, durch das die Elektronenstrahlbündel
unter Bildung eines Rasters über den Leuchtschirm abgelenkt werden. Der Ablenkspulensatz
17 wird noch in Verbindung mit den F i g. 3 und 4 erläutert.
Hinter dem Ablenkspulensatz 17 ist auf dem Hals des Glaskolbens 11 eine Einrichtung zur Einstellung der
statischen Konvergenz angeordnet. Die statische Konvergenzeinrichtung 18 enthält Magnete, deren Lagen
so verstellbar sind, daß etwaige Richtungsfehler der Elektronenstrahlbündel kompensieren und die nicht abgelenkten
Elektronenstrahlbündel in einem Punkt in der Mitte des Leuchtschirms zur Konvergenz gebracht
werden können. Eine Einrichtung zur Einstellung der statischen Konvergenz für ein Strahierzeugungssystem,
das drei in einer Ebene liegende Elektronenstrahlbündel liefert, ist an anderer Stelle beschrieben. Hinter der
Konvergenzeinrichtung 18 befindet sich eine Einrichtung 19 zur Einstellung der Farbreinheit, die in üblicher
Weise aufgebaut sein kann und bewirkt, daß die Elektronenstrahlbündel
jeweils auf die zugehörigen Farbleuchtstoffelemente auftre.Ten.
Wie noch in Verbindung mit der Beschreibung der Teile der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung erläutert
werden wird, wirken der Ablenkspulensatz 17 und die
ίο Elektronenstrahlerzeugungsanordnung 16 so zusammen,
daß an allen Punkten des abgetasteten Rasters eine annehmbare Konvergenz der drei Elektronenstrahlbündel
gewährleistet ist, ohne daß hierfür zusätzliche Einrichtungen für die dynamische Konvergenz
der Bündel oder für die Korrektur von Komafehlern erforderlich wären.
F i g. 2 zeigt das vorherrschende magnetische Ablenkfeld,
das durch den in F i g. 1 dargestellten Ablenkspulensatz 17 erzeugt wird. Das Horizontal- und Vertikalablenkfeld
ändert sich zwar ungleichförmig von Punkt zu Punkt entlang der Längsachse der Rohre, der
resultierende Effekt des Feldes läßt sich jedoch aus F i g. 2 entnehmen. Das Ablenkfeld, das die Elektronenstrahlbündel
in horizontaler Richtung ablenkt und durch zwei Horizontalablenkspulen erzeugt wird, ist
durch die im wesentlichen vertikal verlaufenden, ausgezogen gezeichneten Flußlinien 21 dargestellt. Man beachte,
daß dieses Magnetfeld kissenförmig ist und daß die Flußlinien bei Betrachtung von der Mitte der Figur
aus konvex sind. Dieses horizontale Ablenkfeld erzeugt in den Elektronenstrahlbündeln einen negativen horizontalen
isotropen Astigmatismus.
In F i g. 2 sind außerdem gestrichelt Flußlinien 22 dargestellt, die das Magnetfeld zum Ablenken der Elektronenstrahlbündel
in senkrechter Richtung darstellen. Dieses Feld wird durch zwei Vertikalablenkspulen des
Ablenkspulensatzes 17 erzeugt. Man beachte, daß das Vertikalablenkfeld im wesentlichen tonnenförmig ist,
d. h. die Flußlinien sind bei Betrachtung von der Mitte der Figur aus konkav. Das vertikale Ablenkfeld erzeugt
einen positiven vertikalen isotropen Astigmatismus der Elektronenstrahlbündel. Warum diese speziellen Ablenkfelder
erzeugt werden, wird in Verbindung mit F i g. 3 erläutert.
F i g. 3 zeigt die Konvergenz der Elektronenstrahlbündel der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung unter
dem Einfluß des in F i g. 2 dargestellten Ablenkfeldes In Fig.3a ist die relative Lage des Grün-, Rot- unc
Blau-Bündels 20a, 20b bzw. 20c in der Ablenkebene C (F i g. 1) des Ablenkspulensatzes bei Betrachtung vorr
bildsohirmseitigen Ende der Bildröhre aus dargestellt F i g, 3b zeigt in übertriebener Form die Konvergenz
Verhältnisse der Elektronenstrahlbündel in den Ecket des abgetasteten Rasters und längs der vertikalen unc
horizontalen Ablenkachse 25 bzw. 26. Es sei darauf hin gewiesen, daß jedes Elekironenstrahlbündel mehren
Leuchtstoffelemente einer speziellen Farbe gleichzeitij beaufschlagt. Die Leuchtstoffelemente sind selbstver
ständlich voneinander getrennt, dies ist jedoch ii Fig. 3b, die die Konvergenz der ganzen Bündel in ver
schiedenen Bereichen der Frontplatte zeigt, nicht dar gestellt.
in der Mitte des Rasters konvergieren das Grün Rot- und Blau-Bündel. Diese Mittenkonvergenz is
durch die Ausrichtung der Elektronenstrahlbündel in folge des Aufbaus des Strahlerzeugungssystems um
durch die Wirkung der statischen Konvergenzeinrich Hing 18 (F i g. 1) gewährleistet. Längs der horizontale
Ablenkachse 26 sind das Grün-, Rot- und Blau-Bündel unterkonvergiert dargestellt, d. h. die Bündel sind längs
der Horizontalachse voneinander getrennt und ihre Reihenfolge ist die gleiche wie die der in Fig.3a dargestellten
Bündel in der Ablenkebene. Diese Verhältnisse gelten für beide Seiten des Rasters längs der Horizontalachse.
Die Unlerkonvergenz der Bündel nimmt selbstverständlich von dem dargestellten Extremwert
am Rand zur Mitte des Rasters hin ab, wo die Bündel ja genau konvergieren. Die Unterkonvergenz der horizontalen
Bündel hat ihre Ursache in dem in F i g. 2 dargestellten speziellen Horizontalablenkfeld.
An den Enden der vertikalen Achse 25 in F i g. 3b sind das Rot-, Grün- und Blau-Bündel überkonvergiert
dargestellt, d. h. daß sich das Blau-Bündel und das Grün-Bündel an irgendeiner Stelle gekreuzt haben und
diese Bündel an der die Leuchtstoffelemente enthaltenden Frontplatte auf den zu ihrer Orientierung in der
Ablenkebene des Ablenkspulensatzes entgegengesetzten Seiten liegen. Diese Überkonvergenz der Bündel
längs der Vertikalachse nimmt mit dem Abstand zur Mitte des Rasters, wo die Bündel konvergieren, ab. Sie
hat ihre Ursache in dem in F i g. 2 dargestellten speziellen Vertikalablenkfeld. Die beschriebenen Konvergenzverhältnisse
der Bündel haben ihre Ursache darin, daß der Ablenkspulensatz so ausgelegt ist, daß er einen gewissen
negativen horizontalen isotropen Astigmatismus und einen gewissen positiven vertikalen isotropen
Astigmatismus aufweist. Wenn auch bei dem dargestellten Beispiel längs der vertikalen Achse eine Überkonvergenz
der Bündel und längs der horizontalen Achse eine Unterkonvergenz der Bündel dargestellt ist, kann
man selbstverständlich eine annehmbare Konvergenz im Raster als Ganzes auch mit anderen Konvergenzfehlern
längs der Achsen erreichen.
Es hat sich herausgestellt, daß man die Elektronenstrahlbündel durch entsprechende Bemessung des
Astigmatismus der Ablenkspulen in den Ecken des Rasters und auch an allen anderen Punkten des Rasters im
wesentlichen zur konvergenz bringen kann, wie es beispielsweise in Fig.3b dargestellt ist. Bei der Konvergenz
der Elektronenstrahlbündel in der oberen rechten Ecke des Rasters gemäß F i g. 3b sind der Blau-Strahl
und der Grün-Strahl in vertikaler Richtung etwas bezüglich des Rot-Strahls versetzt. In der oberen linken
Ecke sind der Blau-Strahl und der Grün-Strahl vom Rot-Strahl in der entgegengesetzten Richtung wie in
der rechten oberen Ecke versetzt. Die sich dadurch auf das Raster ergebende Wirkung wird als Trapezverzerrung
bezeichnet, d. h. daß die Raster nicht rechteckig sondern etwas trapezförmig sind. Bisher hat man versucht,
Linienfokus-Ablenkspulensätze herzustellen, die im Idealfall eine Konvergenz der Elektronenstrahlbündel
längs der Ablenkachsen bewirken, dabei trat jedoch im allgemeinen ein Trapezfehler unannehmbarer Größe
in den Ecken auf und für die Konvergenzverhältnisse in den Ecken waren außerdem eine horizontale
Trennung sowie eine verhältnismäßig große vertikale Trennung der Bündel typisch.
Ein idealer Linienfokus-Ablenkspulensatz hat negativen horizontalen isotropen Astigmatismus und positiven
vertikalen isotropen Astigmatismus. Dieser Typ von Astigmatismus ist erforderlich um die Konvergenz
der drei in einer horizontalen Linie liegenden Bündel längs der horizontalen und vertikalen Ablenkachse aufrechtzuerhalten.
Die Konvergenzverhältnisse auf den Achsen sollten sich an sich auch bis in die Ecken des
Rasters erstrecken und im Idealfall eine Konvergenz der Bündel an allen Punkten des Rasters ergeben. In
der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß dieser ideale Linienfokuszustand nur mit Bildröhren realisiert werden
kann, deren Bildschirmdiagonale eine Länge von etwa 36 cm oder weniger ha·. Bei Bildröhren mit größeren
Bildschirmdiagonalen läßt sich ein solcher Linienfokuszustand nicht realisieren und es tritt ein Trapezfehler
auf, wie er in Verbindung mit F i g. 3b erläutert worden ist. Wenn ein solcher Trapezfehler vorhanden
ist, müssen der positive und der negative Astigmatismus durch geeignete Wahl der Windungsverteilung
in den Wicklungen so zwischen die Vertikal- und Horizontalablenkspulen aufgeteilt werden, daß an allen
Punkten des Rasters wenigstens annähernd Konveigenz eintritt.
Mit »annähernder Konvergenz« sollen hier Konvergenzverhältnisse bezeichnet werden, die für kommerzielle
Maßstäbe annehmbar sind. Es ist allgemein üblich, daß Fernsehgerätehtrsteller in den Datenblättern
für einen speziellen Fernsehempfängertyp die für die Konvergenzfehler einzuhaltenden Grenzen angeben.
Selbstverständlich sollen die Konvergenzfehler immer so klein wie möglich gehalten werden, infolge der Herstellungstoleranzen
ist es jedoch in der Praxis unmöglieh, die Konvergenzfehler zu Null zu machen. Gemäß
der Spezifikationen eines bestimmten Herstellers sollen die Konvergenzfehler der Elektronenstrahlbündel in
einem Abstand von 12,5 mm von den Rändern des Rasters bei einer Bildröhre mit einer Diagonale von 38 cm
kleiner als 1,25 mm sein. Diese Toleranzgrenze nimmt mit zunehmenden Bildschirmabmessungen zu und beträgt
dann bei einer Bildschirmdiagonale von 63,5 cm etwa 1,57 mm.
Wegen der Herstellungstoleranzen, insbesondere der Exemplarstreuung bei der Farbfernsehbildröhre und dem Ablenkspulensatz, schwankt die Verteilung der Konvergenzfehler von Empfänger zu Empfänger. Bei vielen Empfängern sind die Konvergenzfehler wesentlich kleiner als der zulässige Grenzwert von 1,25 mm.
Wegen der Herstellungstoleranzen, insbesondere der Exemplarstreuung bei der Farbfernsehbildröhre und dem Ablenkspulensatz, schwankt die Verteilung der Konvergenzfehler von Empfänger zu Empfänger. Bei vielen Empfängern sind die Konvergenzfehler wesentlich kleiner als der zulässige Grenzwert von 1,25 mm.
Andererseits treten bei manchen Empfängern, die mit Bauteilen aus der gleichen Serie hergestellt worden
sind, größere Konvergenzfehler auf. Bei durch den Handel tatsächlich vertriebenen Empfängern sind sogar
Konvergenzfehler über 3,2 mm festgestellt worden.
Der Begriff »im wesentlichen konvergent« soll hier Konvergenzfehler von höchstens 3,2 mm bedeuten. Die
Konvergenzfehler der Bündel können an Hand der Trennung der sich im Idealfall deckenden roten, blauen
und grünen Linien eines Gitters aus sich kreuzenden Linien beobachtet werden, das bei der Speisung des
Empfängers mit einem entsprechenden Testsignal aul dem Bildschirm erscheint. Es ist zwar möglich, daß infolge
von Herstellungstoleranzen bei den Ablenkspu lensätzen und Bildröhren in Kombination mit einei
nicht optimalen Montage Konvergenzfehler bis zi 3,2 mm auftreten, dies ist jedoch ein Ausnahmefall unc
zeigt, daß die Lehren der Erfindung nicht richtig beach tet worden sind.
Der auch an anderer Stelle noch eingehend beschrie bene Ablenkspulensatz erzeugt ein Ablenkfeld, das dii
Elektronenstrahlbündel an allen Punkten des Raster dadurch im wesentlichen konvergent macht, daß dei
Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen ein gewis scr Astigmatismus zugeteilt wird.
F i g. 4 zeigt die Windungsverteilung bei einem Tc roidablenkspulensatz der eine Konvergenz der i
F i g. 3b dargestellten Art bewirkt. Der Ablenkspule!! satz enthält Leiter 31, die zwei Vertikalablenkspule
609 613'2C
bilden und Leiter 32, die zwei Horizontalablenkspulen bilden, und die toroidartig um einen Ferritkern 30 gewickelt
sind. Die verbindenden, den Strom zurückleitenden Leiterteile verlaufen längs der Außenseite des
Ferritkerns 30.
F i g. 5 zeigt eine Eleklronenstrahlerzeugungsanordnung
16, die bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 verwendet werden kann. Die Anordnung 16 hat drei getrennte
Kathoden 35a, 35b und 35c zum Erzeugen der drei Elektronenstrahlbündel. Die von den Kathoden emittierten
Elektronen werden durch die übrigen Elektroden beschleunigt, gebündelt und fokussiert, nämlich
durch eine Gl-Elektrode 36, eine G2-Elektrode 37, eine
GJ-Elektrode 38 und eine G4-Elektrode 39. Die Kathoden
und die anderen Elektroden sind über nicht dargestellte Glasperlen und Halterungsstreifen in der vorgesehenen
Lage in Bezug aufeinander gehaltert. Die drei Elektronenstrahlen, die von der Anordnung 16 erzeugt
werden, konvergieren in der Mitte der Frontplatte 12 wenn das durch den Ablenkspulensatz erzeugte Ablenkfeld
den Wert Null hat. Für diese Konvergenz sind die Ausrichtung und Abstände der verschiedenen Elektroden,
insbesondere der G3- und G4-Elektroden in Bezug aufeinander wesentlich. Es sei bemerkt, daß die
auf die Kathoden folgenden Elektroden alle drei öffnungen aufweisen und allen drei Elektronenstrahlbündeln
gemeinsam sind. Eine solche »monolithische« Konstruktion erleichtert den Aufbau einer Präzision-Strahierzeugungssystemanordnung,
die die Elektronenstrahlen mit der gewünschten Ausrichtung, insbesondere in der Vertikalrichtung, liefert, erheblich. Die Abstände
der öffnungen in der G3- und der G4-Elektrode in Bezug aufeinander bewirken, daß die beiden außenliegenden
Elektronenstrahlbündel in der Mitte des Leuchtschirms konvergieren. Kleine Fehler in der Ausrichtung
der Elektronenstrahlbündel und damit in der Konvergenz in der Bildschirmmitte werden durch entsprechende
Einstellung der oben erwähnten statischen Konvergenzeinrichtung konvergiert.
Bei größeren Farbbildröhren, z. B. bei Röhren mit einer Bildschirmdiagonale von 38 cm und darüber kann
eine Komakorrektur wünschenswert sein um zu erreichen, daß die durch die beiden außenliegenden Elektronenstrahlbündel
geschriebenen Raster die gleiche Größe haben, wie das durch den mittleren Strahl auf dem
Bildschirm geschriebene Bündel. Bei einem Ablenkspulensatz kann ein Komafehler auftreten und wenn ein
solcher Fehler vorhanden ist, tritt er umso störender in Erscheinung, je größer der Bildschirm ist. Zur Korrektur
des Asymmetrie- oder Komafehlers können die Austrittsöffnungen der G4-Elektrode mit im wesentlichen
ringförmigen Abschirmungen 40 und 41 aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität, wie einer
Nickel-Eisen-Legierung, umgeben werden. Diese Abschirmungen halten im Effekt einen Teil des magnetischen
Ablenkfeldes von den beiden äußeren Elektronenstrahlbündeln fern und vergleichmäßigen dadurch
die Wirkung des Ablenkfeldes auf die drei Elektronenstrahlbündel, so daß drei gleich große Raster erzeugt
werden. Eine Strahlerzeugungssystemanordnung dieser Art ist auch an anderer Stelle noch genauer erläutert.
Es hat sich herausgestellt, daß die Abstände zwischen den benachbarten Elektronenstrahlbündeln einer
selbstkonvergierenden Farbfernsehwiedergabeeinrichlung
gemäß der Erfindung sorgfältig festgelegt werden müssen. Der minimale Abstand zwischen benachbarten
Elektronenstrahlbündeln wird durch die untere Grenze der Lichtstärke der Bildröhre bestimmt, bei der die
Bildhelligkeit noch ausreichend ist. Bei Verringerung der gegenseitigen Abstände der Elektronenstrshlbündel
muß ja die Massentransmission herabgesetzt werden, um die Farbreinheit aufrechtzuerhalten. Als Folge
davon nimmt die Lichtstärke der Bildröhre ab. Die untere Grenze des Abstandes zwischen benachbarten
Elektrodenstrahlbündeln, bei der eine vorgegebene Bildröhre gerade noch eine ausreichende Bildhelligkeit
ergibt, kann in bekannter Weise errechnet oder empirisch ermittelt werden.
Andererseits existiert gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung auch eine Grenze für den maximalen
Abstand zwischen benachbarten Elektronenstrahlbündeln. Diese Grenze wird erreicht, wenn die Elektronenstrahlbündel
durch den Ablenkspulensatz nicht mehr mit ausreichender Konvergenz an allen Punkten
des Rasters abgelenkt werden können.
In F i g. 1 ist der Abstand zwischen benachbarten Elektronenstrahlbündeln in der Ablenkebene Cdes Ablenkspulensatzes
mit dem Buchstaben 5 bezeichnet. 5 wird in der der Strahlerzeugungssystemanordnung abgewandten
Ablenkebene gemessen, der Abstand 5 wurde in der Praxis jedoch dadurch bestimmt, daß man
eine Strahlerzeugungssystemanordnung verwendet, bei
der sich der gewünschte Abstand in einer Ebene einstellt, die auf halben Wege längs der Längsabmessung
des Ablenkspulensatzes liegt. Die Abhängigkeit des Abstandes 5 vom Abstand der öffnungen der Strahlerzeugungselektroden
der Strahlerzeugungssysteman-
Ordnung kann trigonometrisch bestimmt werden, indem man zuerst den Abstand zwischen den öffnungen
und den Abstand der Ablenkspulensatzmitie von den öffnungen längs des Weges zum Bildschirm an dem die
Elektronenstrahlbündel konvergieren, mißt. Die
Ablenkebene C ist im allgemeinen eine Ebene, die auf der Hälfte der Längsachse des Ablenkspulensatzes
liegt und senkrecht zu dieser verläuft. Der Ablenkspulensatz ist außen am Bildröhrenkolben mit einem verhältnismäßig
kleinen Abstand zwischen der Innenfläche
des Ablenkspulensatzes und dem Glaskolben montiert Dieser Abstand liegt im allgemeinen in der Größenordnung
von 6,4 mm und darunter. Es wurde festgestellt daß ein Ablenkspulensatz der beschriebenen Art zut
Einstellung der optimalen Konvergenz der Elektronen-
Strahlbündel in Richtungen senkrecht zur Längsachse der Bildröhre verschoben werden kann. Zuerst wird die
statische Konvergenzeinrichtung so einjustiert, daß die Elektronenstrahlbünde! in der Mitte des Rasters kon
vergieren. Anschließend wird der Ablenkspulensau
quei zur Bildröhre bewegt, bis man die beste Konver
genz im Raster als Ganzes erhält. Der Ablenkspulen
satz wird in der so ermittelten Lage dann, z. B. durd
eine entsprechende Halterung, fixiert.
Bei der beschriebenen Einrichtung kann ein Ablenk
spulensatz, bei dem die Leiterverteilung in den Ablenk
wicklungen so gewählt ist, daß sich ein negativer hori zontaler isotroper Astigmatismus und ein positiver ver
tikaler isotroper Astigmatismus ergeben, die drei Elek
tronenstrahlen in einem zufriedenstellenden Grade
<*> konvergent halten, solange der Abstand 5 nicht größei
als etwa 5 mm ist. Zufriedenstellend arbeitende Färb
fernsehwiedergabeeinrichtungen gemäß der Erfindunj
konnten unter Verwendung von Bildröhren mit Bild scnirmdiagonalen von 38 und 43 cm und einem Abstanc
"5 S von etwa 4 mm (0.158") realisiert werden. Mit diesel
Kombination ergibt sich in Verbindung mit einei Schlitz- oder Langlochmaske auch eine ausreichend!
Lichtstärke. Es wurde festgestellt, daß die Einflüsse de:
Komafehlers, d. h. die Unterschiede in den Abmessungen der Raster der verschiedenen Farben proportional
zum Quadrat des Abstandes S zunehmen. Dies ist einer der Gründe dafür, daß S nicht zu groß gemacht werden
darf nur um die Lichtstärke der Röhre zu erhöhen. Wenn der Abstand 5 nicht größer als etwa 5 mm
(0,200") ist und die Bildschirmdiagonale nicht größer als 36 cm ist, braucht der Komafehler nicht korrigiert
zu werden. Bei Verwendung von Bildröhren mit größeren Bildschirmabmessungen nehmen die Einflüsse des
Komafehlers entsprechend zu und es ist dann zweckmäßig, Komakorrekturabschirmungen zu verwenden,
wie sie in Verbindung mit F i g. 5 erläutert wurden. An Stelle des bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
verwendeten Toroidablenkspulensatz können selbstverständlich auch entsprechend bemessene Ablenkspulensätze
mit Sattelspulen verwendet werden. Es ist bekannt, daß der Komafehler von Sattelspulen durch die
Verteilung der sattelförmigen Wicklungen am Eingangsteil an den mittleren Teil der Ablenkspulen beeinflußt
werden kann. Der Astigmatismus von Sattelspulen läßt sich in entsprechender Weise durch die Windungsverteilung
im mittleren und Austrittsteil der Ablenkspulen beeinflussen. Wegen der Beeinflußbarkeit
des Komafehlers bei Sattelspulen können dann die in Verbindung mit F i g. 5 beschriebenen Komakorrekturabschirmungen
unter Umständen entfallen.
Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung kann es wünschenswert sein, die Konvergenzfeh'er der
Elektronenstrahlbündel oder die Einflüsse des Komafehlers dadurch zu verringern, daß man den Abstand 5
zwischen benachbarten Elektronenstrahlbündeln bis zu einem Punkt herabsetzt, bei der das abgegebene Licht
im Falle einer Röhre mit einem Punktrasterleuchtschirm und einer punkt- oder kreisförmige öffnungen
aufweisenden Lochmaske nicht mehr ausreichen würde. In diesem Falle kann der abgegebene Lichtstrom
dann durch Verwendung einer Leuchtstoffelement- und Lochmaskenanordnung der in F i g. 6 dargestellten Art
erhöht werden.
Die in F i g. 6 dargestellte Lochmasken- und Streifenrasterleuchtschirmanordnung
kann mit Vorteil in der Bildröhre gemäß F i g. 1 verwendet werden. Bei der Anordnung gemäß F i g. 6 fallen die drei Elektronenstrahlbündel
20a, 20b und 20c durch langloch- oder schlitzförmige öffnungen 15 der Lochmaske 14 auf entsprechende
grün, rot und blau lumineszierende, streifenförmige Leuchtstoffelemente des Leuchtschirms 12.
Eine Kombination dieser Art, bei der die langlochförmigen öffnungen kollinear oder parallel zu den vertikalen,
streifenförmigen Leuchtstoffelementen verlaufen, eignet sich besonders gut für eine Strahlerzeugungssystemanordnung
des in F i g. 5 beschriebenen Typs, der in einer Ebene liegende Elektronenstrahlbündel
liefert, da die vertikale Ausrichtung der Bündel nicht kritisch ist. Die Leuchtstoffelemente bilden ja auf
dem Bildschirm einen ununterbrochenen vertikalen Streifen und die Vertikaltoleranz der Bündel braucht
dementsprechend nicht besonders eingestellt zu werden, da die Bündel in Vertikalrichtung immer auf dem
Leuchtstoff der gewünschten Farbe auftreffen. Durch die langlochförmigen öffnungen 15 der Lochmaske 14
kann also ein größerer Teil der jeweiligen Bündel fallen als bei kreisförmigen öffnungen, die einem Punktrasterleuchtschirm
zugeordnet sind. Durch die höhere Transmission der die langlochförmigen öffnungen enthaltenden
Maske in Verbindung mit den vertikal verlaufenden Leuchtstoffelementen gemäß F i g. 6 wird
also die Lichtleistung der Röhre erhöht und man kann daher mit einem verhältnismäßig kleinen Abstand Sder
Elektronenstrahlbündel arbeiten und bei der Ablenkung der Bündel durch den oben beschriebenen Ablenkspulensatz
die Konvergenz der Bündel im wesentlichen aufrechterhalten. Im Gegensatz zu einer Delta-Strahlerzeugungssystemanordnur.g
ist bei der Linien-Strahlerzeugungssystemanordnung, die bei der Einrichtung
gemäß der Erfindung verwendet wird, keine dynamische Konvergenz erforderlich und es tritt dementsprechend
auch kein Degruppierungsfehler, also eine Vergrößerung der Abstände der drei Elektronenstrahlbündel
bei der Ablenkung aus der Rastermitte, auf. Die Optik für das Aufkopieren der Leuchtstoffelemente
wird dadurch nicht unerheblich vereinfacht.
Die beschriebene Einrichtung hat den Vorteil, daß keine dynamische Korrektur von Konvergenzfehlern
und Komaeffekten erforderlich ist. Da die Konvergenzfehler und die Einflüsse des Komafehlers mit zunehmender
Bildschirmgröße zunehmen, eignet sich die Erfindung besonders für Farbfernsehbildröhren mit in
einer Ebene verlaufenden Elektronenstrahlbündeln und Bildschirmdiagonalen von 58 und 63 cm. Unter Umständen
kann es dabei jedoch wünschenswert sein, die Selbstkonvergenz durch eine vereinfachte dynamische
Konvergenzeinrichtung zu unterstützen. Dabei kanr man elektrostatische oder elektromagnetische Konver
genzeinrichtungen verwenden, die im Halsbereich dei Bildröhre angeordnet sind und entweder nur mit zeilenfrequenten
oder nur mit rasterfrequenten Signaler gespeist werden. Wenn man beispielsweise bei einei
Strahlerzeugungssystemanordnung mit in einer Ebene liegenden Elektronenstrahlen der oben beschriebener
Art lediglich mit einer horizontalen dynamischen Kon
vergenzkorrektur arbeitet, ist auch bei Bildröhren mi
größeren Bildschirmdurchmessern an allen Punktet des Rasters eine zufriedenstellende Strahlkonvergen;
gewährleistet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Farbfernsehwiedergabeeinrichtung mit einer Farbfernsehbildröhre, welche eine Frontplatte, auf
der ein Leuchtschirm mit Gruppen aus drei verschiedenen Farbleuchtstoffelementen angeordnet
ist, eine Strahlerzeugungssystemanordnung, die drei in einer horizontalen und zum Bildschirm im wesentlichen
senkrechten Ebene liegende und zum Leuchtschirm hin konvergierende Elektronenstrahlbündel
liefert, und eine Lochmaske, deren Löcher bezüglich der Gruppe aus den Farbleuchtstoffelementen
ausgerichtet sind, enthält und mit einem die Bildröhre zwischen der Strahlerzeugungssystemanordnung
und der Lochmaske umgebenden Ablenkqmlensatz, der Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen
zum Ablenken der Elektronenstrahlbündel unter Bildung eines Rasters auf dem Leuchtschirm
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen des Ablenkspulensatzes (17)
eine solche Windungsverteilung haben, daß sich ein positiver vertikaler isotroper Astigmatismus sowie
ein negativer horizontaler isotropei Astigmatismus ergeben und die Elektronenstrahlbündel an den Enden
der vertikalen Achse (25) des Rasters überkonvergiert und an den Enden der horizontalen Achse
(26) des Rasters unterkonvergiert werden, um an allen Punkten des Bildschirms Konvergenz zu erhalten,
und daß die Strahlerzeugungssystemanordnung (16) so ausgelegt ist, daß der Abstand (S) zwischen
zwei benachbarten Elektronenstrahlbündeln in einer Ebene (C), die in der Mitte zwischen den
Enden des Ablenkspulensatzes (17) liegt, höchstens 5,1 mm beträgt.
2. Farbfernsehwiedergabeeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungssystemanordnung
(16) mindestens eine gemeinsame bündelformende Elektrode (z. B. Gl in F i g. 5) mit drei öffnungen für die Elektronenstrahlbündel
enthält.
3. Farbfernsehwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungssystemanordnung
Abschirmelemente (40, 41) enthält, die den Weg der beiden äußeren Elektronenstrahlbündel
umgeben und diese beiden Bündel gegen einen Teil des Ablenkfeldes abschirmen.
4. Farbfernsehwidergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerzeugungssystemanordnung
(16) so bemessen ist, daß der Abstand fSJ zwischen benachbarten Elektronenstrahlbündeln
(20a, 20b, 20c) in der Ablenkebene (C) im wesentlichen 4 mm beträgt.
5. Farbfernsehwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffelemente
(13, 13a, 136) die Form benachbarter, in senkrechter Richtung verlaufender Streifen haben
und daß die Lochmaske (14) eine Vielzahl langloch- oder schlitzförmiger öffnungen (15) aufweist,
die parallel zu den streifenförmigen Leuchtstoffdementen
verlaufen und bezüglich der Leuchtstoffelementgruppen ausgerichtet sind.
6. Farbfernsehwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbleuchtstoffelcmente
die Form von Triaden oder Tripein haben, deren Richtung im wesentlichen senkrecht
zu der die Elektronenstrahlbündel enthaltenden Ebene verlaufen und daß die Lochmaske: eine
Vielzahl von Öffnungen aufweist, die sich mit den Leuchtstoffelementgruppen decken.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21778072A | 1972-01-14 | 1972-01-14 | |
US21778072 | 1972-01-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2222156A1 DE2222156A1 (de) | 1973-07-19 |
DE2222156B2 DE2222156B2 (de) | 1975-08-14 |
DE2222156C3 true DE2222156C3 (de) | 1976-03-25 |
Family
ID=
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