DE2224096C3 - Ablenkspulensatz für eine Farbbildröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ablenkspulensatz, wie e> im Anspruch I vorausgesetzt ist.

Bei Farbbildwiedergabeeinrichtungen, wie z. B. Farbfernsehempfängern, wird im allgemeinen eine Kathodenstrahlröhre zur Farbbildwiedergabe verwendet Eine bekannte Farbfernsehbildröhre enthält ein Muster aus verschiedenen Farbleuchtstoffelementen, das auf der Innenseite einer transparenten Frontplatte der Röhre angeordnet ist und einen Bildschirm bildet Gewöhnlich sind drei verschiedene Arten von Farbleuchtstoffelementen vorhanden, nämlich rot-, grün- und blauemittierende, die durch drei Elektronenstrahlbündel anregbar sind, weiche durch ein Elektronenstrahlerzpugungssystem erzeugt werden, das in einem Röhrenhals am anderen Ende der Röhre angeordnet ist Die Elektronenstrahlbündel werden durch Videosignale

ίο moduliert und unter Bildung eines Rasters über den Bildschirm abgelenkt, wobei das Fernsehbild wiedergegeben wird. Die horizontale und vertikale Ablenkung der Elektronenstrahlbündel über das Raster erfolgt am häufigsten mittels eines elektromagnetischen Ablenk spulensatzes, der zwei Horizontal- und zwei Vertikal ablenkspulen enthält, die durch zeilenfrequente bzw. rasterfrequente Ablenkströme gespeist werden und das Ablenkfeld erzeugt Die Farbfernsehbildröhre enthält ferner eine Vorrich tung zur Farbwahl, wie eine Lochmaske, die nahe bei den Leuchtstoffelementen angeordnet ist und gewährleistet, daß Teile der den verschiedenen Farben zugeordneten Elektronenstrahlbündel ausschließlich auf den zugehörigen Farbleuchtstoffelementen auftreffen.

Diese Bedingung ist notwendig, um eine einwandfreie Farbreinheit zu gewährleisten. Außer einer einwandfreien Farbreinheit ist es ferner erforderlich, daß die drei Elektronenstrahlbündel bei der Abtastung des Rasters am Bildschirm konvergieren. Konvergenzfehler der

JO Bündel zeigen steh als störende Farbsäume an den Rändern der verschiedenen Teile des wiedergegebenen Fernsehbildes. Als Maß für die Konvergenzfehler kann man den Abstand der sich im Idealfall genau deckenden roten, grünen und blauen Linien eines Musters aus sich

)5 kreuzenden Linien verwenden, das durch ein entsprechendes Testsignal auf dem Bildschirm des Empfängers erzeugt wird.

Gewöhnlich werden die Elektronenstrahlbündel in der Mitte des Bildschirms durcrt eine statische Konvergenzeinrichtung zur Konvergenz gebracht, indem man die Bündel durch entsprechende Einjustierung von in der Einrichtung enthaltenen Magneten so ablenkt, daß die gewünschte Konvergenz in der Mitte des Bildschirms eintritt Bei der Ablenkung der Bündel aus der Mitte des Bildschirms konvergieren sie jedoch vor dem Bildschirm, da dieser verhältnismäßig flach ist und die Bündel an Punkten zu konvergieren neigen, die auf einer Kugelfläche liegen, deren Radius kleiner ist als der Abstand zwischen der Ablenkebene der Bündel und

so der Mitte des Bildschirms.

Konvergenzfehler können auch durch Abbildungsfehler, wie Astigmatismus, des Ablenkspulensatzes verursacht werden, die eine unerwünschte und ungleichmäßige Beeinflussung der im Ablenkfeld getrennten Bündel bewirken können. Die Konvergenzfehler der Bündel werden normalerweise mit Hilfe einer dynamischen Konvergenzkorrektureinrichtung korrigiert, die den Hals der Bildröhre umgibt und Elektromagnete enthält, die durch zeilen- und rasterfrequente Abtastschwingun-

6Q gen gespeist werden, um die auf die Elektronenstrahlbündel einwirkende Konvergenzkorrektur dynamisch zu variieren. Einrichtungen dieser Art sind jedoch kompliziert und kostspielig. Eine Farbfernsehbildröhre kann ein drei koplanare, in einer horizontalen Reihe angeordnete Elektronenstrahlbündel lieferndes tilektronenstrahlerzeugungssystem in Verbindung mit einem Leuchtschirm mit in benachbarten vertikalen Streifen aneeordneten Leucht-

Stoffelementen enthalten. Die Vorteile einer Einrichtung, die mit einer Bildröhre dieses Typs arbeitet, sind in der DE-OS 22 22 156 und der DE-OS 22 23 818 erläutert Einrichtungen, die eine Bildröhre dieses Typs enthalten, können mit einer stark vereinfachten Konvergenzeinrichtung ein Bild mit zufriedenstellender Konvergenz liefern, vorausgesetzt, daß in der Einrichtung außerdem ein entsprechender Ablenkspulensatz verwendet wird.

Dynamische Konvergenzeinrichtungen sind aus den US-PS 35 48 350 und 3* 30 099 bekannt Sie verwenden zusätzliche Wicklungen, die mit Korrekturströmen gespeist werden, welche ihrerseits aus den Vertikal- und Horizontalablenkströmen abgeleitet werden. Der hierbei erforderliche Schaltungs- und Justieraufwand ist jedoch relativ hoch, insbesondere ist die richtige Einstellung der Korrekturströme sehr kritisch und zeitaufwendig und muß bei der Wartung des Fernsehers relativ oft nachgestellt werden. Ferner ist aus der GB-PS 12 58 213 eine Konvergenzschaltung bekannt, bei der die Ablenkspulen in verschiedenen Abschnitten aufgebaut sind, die teilweise vom Horizontalablenkstrom und Vertikalablenkstrom durchflossen werden. Hierzu bilden die Spulen eine von beiden Ablenkströmen durchflossene Brückenschaltung, und diese Spulenkombination erzeugt horizontal und vertikal gerichtete Ablenkfelder, so daß eine dynamische Konvergenz erhalten wird, indem Anteile eines Ablenkstroms auf das vom anderen Ablenkstrom erzeugte Ablenkfeld einwirken und dieses mit der erstgenannten Ablenkfrequenz beeinflussen. Hinsichtlich der Leiterabstände findet sich in dieser Literaturstelle lediglich die Feststellung, daß die Windungsabstände so gewählt sein sollen, daß keine Konvergenzkorrektur erforderlich ist. Welche Kriterien hierfür aber von Bedeutung sind, welche elektrooptischen Forderungen also dabei zu erfüllen sind, ist jedoch nicht angegeben.

Aus der Veröffentlichung »Philips Technical Review« Band 32,19T], Nr. 3/4, Seiten 61-72, ist es bekannt, daß die Ablenkspulen einer mit dynamischer Konvergenzkorrektur arbeitenden Lochmasken-Farbfernsehbildröhre mit Delta-Strahlerzeugungssystem anastigmatisch sein sollen. Da ein gewisser Astigmatismus zulässig ist, da die Phosphorpunkte auf dem Bildschirm eine größere Fliehe haben als die durch die Löcher in der Lochmaske fallenden Elektronenstrahlen, werden die Fehler der Horizontal- und Vertikalablenkspulen gegeneinander so kompensiert, daß sie sich in den Ecken des Bildschirms aufheben, und es wird ein gewisser Astigmatismus in der Mitte der Seiten des Bildschirms in Kauf genommen. Bei Ablenkspulensätzen für Index-Farbfernsehbildröhren soll die meridiona-Ie Bildfläche vollständig innerhalb der Röhre liegen, so daß der Auftreffflcck des Elektronenstrahls überall auf dem Bildschirm elliptisch geformt ist und auf diese Weise eine örtliche Sättigung der Leuchtstoffe vermieden wird. Die Probleme bei selbstkonvergierenden Ablenkspulensätzen werden in dieser Veröffentlichung nicht angesprochen.

Haantjes und Lubben haben ferner in den Veröffentlichungen Philips Res. Rep. 12, 46-68, 1957 und 14, 65-97, 1959 durch sehr eingehende theoretische Untersuchungen gezeigt, daß man bei einer Farbfernsehbildröhre mit Inline-Strahlerzeugungssystem durch eine bestimmte Wahl des Verlaufes der ^-Komponente des Ablenkfeldes des Ablenkspulensatzes die durch den isotropen Astigmatismus verursachten Konvergenzfehler auf den Achsen beseitigen kann, und daß man ferner dadurch, daß man die Summe von Integralfunktionen Ae-I-Be=O macht, auch die durch den anisotropen Astigmatismus in den Ecken des Rasters verursachten Fehler sollte beseitigen können. Insbesondere sollen, wie auch in der entsprechenden DE-PS 11 07 835 angegeben ist, die Ablenkspulen derart angeordnet und ausgebildet werden, daß für die Ebene, die die drei Elektronenstrahlbündel und die eine Ablenkrichtung enthält, die meridionale Bildebene und

ίο für die dazu senkrechte Ablenkrichtung die sagittale Bildebene mit der Schirmebene zusammenfallen. Ein Ablenkspulensatz dieser Art wird in der Literatur häufig als »Strichfokus«-(line focus-)Ablenkspulensatz bezeichnet

ιϊ Ein idealer Strich- oder Linienfokus-Ablenkspulensatz hat negativen horizontalen isotropen Astigmatismus sowie positiven vertikalen isotropen Astigmatismus und ist frei von anisotropem Eckenastigmatismus oder Trapezfehler. Eine solche AstigmaMsniusverteilung ist erforderlich, um die Konvergenz der eine horizontale Reihe bildenden drei Bündel längs der horizontalen und vertikalen Ablenkachsen zu erhalten. Die Konvergenz sollte sich gleichzeitig 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 Strichfokuszustand nur mit Bildröhren erreicht werden kann, deren Bildschirmdiagonale eine Länge von etwa 36 cm und weniger hat Bei Bildröhren mit größeren Bildschirmdia gonalen läßt sich der Strichfokuszustand nicht realisie ren und es tritt ein sogenannter Trapezfehler auf. Der Trapezfehler wird durch den anisotropen Astigmatismus außerhalb der Ablenkachsen verursacht und äußert sich, makroskopisch gesehen, in einer trapezförmigen Verzeichnung der durch die beiden äußeren Strahlen geschriebenen Raster. Mikroskopisch betrachtet äußert sich der anisotrope Astigmatismus darin, daß die Auftreffpunkte der drei Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm nicht zusammenfallen, also als Konvergenz fehler, die ihren größten Betrag in den Ecken des Bildschirms haben, wo die Ablenkwinkel am größten sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von dem oben diskutierten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen Ablenkspulensatz anzugeben, der eine für kommerzielle Maßstäbe annehmbare Konvergenz der Elektronenstrahlen an allen Stellen des Bildschirms ohne dynamische Korrektureinrichtungen zu realisieren gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einem Ablenkspulensatz der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Der Ablenkspulensatz gemäß der Erfindung läßt sich praktisch leicht realisieren und auch für Bildröhren mit größeren Bildschirmdiagonalen verwenden. Er ist hinsichtlich seiner Konstruktion weniger Einschränkungen unterworden ils bekannte vergleichbare Ablenkspulensätze.

Bei einer Aüsführüngsform der Erfindung enthält der Ablenkspulensatz jeweils ein Paar Vertikal· und Horizontalablenkspulen, die toroidal um einen Kern aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität gewickelt sind. Dc Windungsdichteverteilung der

A5 Spulen des Ablenkspulensatzes ist so gewählt, daß die Leiterdichteverteilung in einem Bereich zwischen 25 und 45°, gemessen von der Vertikalablenkachse in jedem Quadranten des Ablenkspulensatzes am klein-

sten ist.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der Ablenkspulensatz jeweils zwei Vertikal- und Horizontalablenksattelspulen. Die Wicklungsdichteverteilung der Spulen des Ablenkspulensatzes ist so gewählt, daß die Leiterdichteverteilung in einem Bereich zwischen 25 und 45°, gemessen von der vertikalen Ablenkachse in jedem Quadranten des Ablenkspulensatzes am kleinsten ist.

Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Farbbildwiedergabeeinrichtung mit einem Ablenkspulensatz gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Ungleichmäßigkeiten des vom Ablenkspulensatz der Einrichtung gemäß F i g. I erzeugten, resultierenden Ablenkfeldes,

F iff. .1 eine granhisohf" Parclpjjuno ejnpc KoP.ver-

genzzustandes von Elektronenstrahlbündeln der Einrichtung gemäß F i g. 1 unter dem Einfluß des in F i g. 2 dargestellten Ablenkfeldes,

F i g. 4 die Windungsverteilung im hinteren Teil eines toroidgewickelten Ablenkspulensatzes, der in der Einrichtung gemäß F i g. 1 verwendet werden kann,

Fig.5 eine lineare Darstellung der Windungsverteilung in einem Quadranten des Ablenkspulensatzes gemäß F i g. 4,

F i g. 6 eine Sattelspule, die in dem Ablenkspulensatz der Einrichtung gemäß F i g. 1 verwendet werden kann.

Fig. 7 eine Querschnittsansicht der Spule gemäß F i g. 6 und

Fig. 8 ein Schaltbild für die in Fig. 6 und 7 dargestellte Spule.

F i g. 1 zeigt im Schnitt eine Farbbildwiedergabeeinrächtung, die einen Ablenkspulensatz gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält. Die Einrichtung enthält eine Farbfernsehbildröhre 10 mit einem evakuierten Glaskolben 11.

Der Vorderteil des Kolbens 11 wird durch einen Bildschirm und eine Frontplatte 12 gebildet, auf deren Innenseite eine Vielzahl von rot, grün und blau emittierenden Leuchtstoffeiementen M, Ua dzw. Mo angeordnet ist. In der Röhre ist in relativ nahem Abstand von den Leuchtstoffelementen eine Lochmaske 14 angeordnet, die eine Vielzahl von Löchern 15 hat. Die Löcher 15 sind bezüglich der Leuchistoffelemente so angeordnet, daß eine Abschirmung der Elektronenstrahlbündel eintritt und die durch die Löcher 15 gelangenden Teile der Bündel ausschließlich auf die zugehörigen Farbleuchtstoffelemente auftreffen. Innerhalb des anderen Endes des Glaskolbens 11 ist ein Elekironenstrahlerzeugungssystem 16 angeordnet, das drei in einer Reihe angeordnete und in einer horizontalen Ebene verlaufende Elektronenstrahlbünde! 20a, 206 und 20c liefert.

Ein sich erweiternder Teil des Glaskolbens 11 der Röhre ist von einem Ablenkspulensatz 17 gemäß der Erfindung umgeben, der durch eine nicht dargestellte Ablenkstromquelle gespeist wird und ein Magnetfeld erzeugt, das die Elektronenstrahlbündel zur Abtastung eines Rasters auf dem Bildschirm horizontal und vertikal ablenkt Auf halbem Wege längs der Längsachse des Ablenkspulensatzes verläuft im rechten Winkel zu dieser Achse eine Ablenkebene C, von der die angelenkter. Bünde! bei Betrachtung vom Bildschirm auszugehen scheinen. Der Ablenkspulensatz 17 wird in Verbindung mit den F i g. 4 und 6 noch genauer erläutert werden.

Hinter dem Ablenkspulensatz 17 befindet sich aiii einem Halsteil des Kolbens 11 eine statische Konver genzeinrichtung 18. Die statische Konvergenzeinrich-ϊ tung 18 enthält Magnete, deren Lage so einstellbar ist daß alle etwaigen Fehler in der justierung der Hlektronenstrahlbündel korrigiert und die nicht abgelenkten Bündel an einem Punkt in der Mitte des Bildschirms zur Konvergenz gebracht werden können

in Eine geeignete statische Konvergenzeinrichtung für das in einer Reihe nebeneinander verlaufende Elektronen-Strahlerzeugungssystem 16 \-\ in der DE-OS 22 23 818 genauer erläutert. Hinler der statischen Konvergenzeinrichtung 18 befindet sich eine Farbreinheilseinstell-

i') einrichtung 19 bekannter Bauart, durch die die Elektronenstrahlbündel so eingestellt werden können, daß sie auf den zugehörigen Farbleuchtstoffelementen auftreffen.

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.'o renden Ablenkfeldes, das der Ablenk^pulensatz 17 der Einrichtung gemäß Fig. 1 erzeugt. Die horizontalen und vertikalen Ungleichförmigkeiten des Magnetfeldes ändern sich zwar von Punkt zu Punkt längs der Längsachse der Röhre, das resultierende oder Uberwie-

r> gende Ablenkfeld hat jedoch den in F i g. 2 dargestellten Verlauf.

Das Feld zum Ablenken der Elektronenstrahlbündel in horizr staler Richtung wird durch zwei Horizontalablenkspulen erzeugt und ist durch ausgezogene

jo Flußlinien 21 dargestellt, die im wesentlichen in senkrechter Richtung verlaufen. Man beachte, daß dieses Magnetfeld kissenförmig ist, die Flußlinien 21 sind also bei Betrachtung von der Mitte der Zeichnung aus konvex. Ein solches Horizontalablenkfeld erzeugt

J5 einen negativen horizontalen isotropen Astigmatismus der Elektronenstrahlbündel. Ein isotroper Astigmatismus ist längs einer Ablenkachse wirksam. Ein negativer Astigmatismus längs der horizontalen Ablenkachse strebt dazu, die horizontal in einer Reihe liegenden Bündel zur Konvergenz zu bringen. Umgekehrt strebt ein positiver Astigmatismus längs der vertikalen Ablenkachse die horizontal in einer Reihe liegenden Bündel konvergent zu machen. In F i g. 2 sind ferner Flußlinien 22 gestrichelt dargestellt, die ein magneti-

4S sches Ablenkfeld zur Ablenkung der Elektronenstrahlbündel in vertikaler Richtung darstellen. Dieses Feld wird durch zwei Vertikalablenkspulen des Ablenkspulensatzes 17 erzeugt. Man beachte, daß das Vertikalablenkfeld im wesentlichen tonnenfönnig ist, die Flußlinien 22 sind also von der Mitte der Figur aus gesehen konkav. Das Vertikalablenkfeld erzeugt e'nen positiven vertikalen isotropen Astigmatismus der Elektronenstrahlbündel. Der Grund dafür, daß der Ablenkspulensatz für die Erzeugung dieser speziellen Feldverteilung ausgelegt ist, wird in Verbindung mit F i g. 3 erläutert.

F i g. 3 zeigt die Konvergenzverhältnisse der Elektronenstrahlbündel der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung unter dem Einfluß des in F i g. 2 dargestellten Ablenkfeldes. In F i g. 3a ist die relative Lage des Grün-, Rot- und Blau-Bündels 20a, 206 bzw. 20c in der Ablenkebene C (Fig. 1) des Ablenkspulensatzes bei Betrachtung vom bildschirmseitigen Ende der Bildröhre aus dargestellt

F i g. 3b zeigt in übertriebener Form die Konvergenz-Verhältnisse der Elektronenstrahlbündel in den Ecken des abgetasteten Rasters und längs der vertikalen und horizontalen Ablenkachse 25 bzw. 26. Man beachte, daß jedes Elektronenstrahlbündel mehrere Leuchtstoffele-

mente einer speziellen Farbe gleichzeitig beaufschlagt. Die Leuchtstoffelemente sind selbstverständlich vonein ander getrennt, dies ist jedoch nicht dargestellt. F i g. 3b zeigt lediglich die Konvergenz der Bündel als Ganzes in verschiedenen Bereichendes Bildschirms. <,

In der Mitte des Rasters konvergieren das Grün-, Ro* und Blau-Bündel. Diese Mittenkonvergenz ist durch die Ausrichtung der Elektronenstrahlbündel infolge des Aufbaus des Strahlerzeugungssystems und durch die Einstellung der statischen Kon"ergenzeinrichlung 18 (Fig. I) gewährleistet. Längs der horizontalen Achse 26 sind das Grün-, Rot- und Blau-Bündel unterkonvergiert dargestellt, d. h. die Bündel sind längs der horizontalen Achse voneinander getrennt und ihre Reihenfolge ist die gleiche, wie die der Bündel in der π Ablenkebene, die in Fig.3a dargestellt ist. Diese Verhältnisse gelten für beide Seiten des Rasters längs der horizontalen Achse. Die Unterkonvergenz der Bündel nimmt selbstverständlich von den dargestellten Extremwerten am Bildschirmrand als Funktion des Abstandes von der Mitte des Rasters, wo die Bündel konvergieren, ab. Die Unterkonvergenz der nebeneir» ander verlaufenden horizontalen Bündel wird durch eine entsprechende Bemessung des relativen Betrages des negativen horizontalen Astigmatismus des Ablenkspulensatzes bewirkt, dessen diesbezügliches Feld in Fig. 2 dargestellt ist.

An den Enden der vertikalen Achse 25 in F i g. 3b sind das Rot-, Grün- imd Blau-Bündel überkonvergiert da'iestellt, d. h. daß sich das Blaubündel und das Grünbündel an irgend einem Punkt gekreuzt haben und diese Bündel am Leuchtschirm auf den zu ihrer Orientierung in der Ablenkebene des Ablenkspulensatzes entgegengesetzten Seiten liegen. Diese Überkonvergenz der Bündel längs der vertikalen Achse nimmt mit dem Abstand zur Mitte des Rasters, wo die Bündel konvergieren, ab. Die Überkonvergenz der Bündel längs der vertikalen Achse wird durch eine entsprechende Bemessung des relativen Betrages des vertikalen isotropen Astigmatismus des Ablenkspulensatzes bewirkt, dessen diesbezügliches Feld in Fig.2 dargestellt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man durch entsprechende Bemessung der relativen Beträge des positiven und negativen Astigmatismus der Ablenkspulen ein Ablenkfeld erzeugen kann, das die horizontal in einer Reihe verlaufenden Bündel sowohl in den Ecken des Rasters als auch an allen anderen Punkten des Rasters, wie es in Fi g. 3b dargestellt ist, im wesentlichen zur Konvergenz bringen kann. Durch Verwendung eines Ablenkspulensatzes gemäß der Erfindung, der die beschriebenen Astigmatismuseigcnschaften hat, können die Bündel also an allen Punkten des Rasters im wesentlichen zur Konvergenz gebracht werden, ohne daß hierfür eine dynamische Konvergenzkorrektureinrichtung erforderlich ist

Dem Trapezfehler wird bei dem vorliegenden Ablenkspulensatz dadurch Rechnung getragen, daß der positive und der negative Astigmatismus durch geeignete Wahl der Windungsverteilung in den Wicklungen so auf die Vertikal- und Horizontalablenkspulen aufgeteilt werden, daß sich ein Kompromiß zwischen dem Trapezfehler und den Fehlern auf den Achsen ergibt und an allen Punkten des Rasters wenigstens annährend Konvergenz eintritt

Als »annähernde Konvergenz« sollen hier Konvergenzverhältnisse bezeichnet werden, die für kommerzielle Maßstäbe annehmbar sind. Es ist all gemein üblich, daß Fernsehgeräte-Hersteller in den Datenblättern für die jeweiligen Fernsehempfängertypen die für die Konvergenzfehler einzuhaltenden Grenzen angeben. Selbstverständlich sollen die Konvergenzfehler immer so klein wie möglich gehalten werden. Infolge der Herstellungstoleranz ist es jedoch in der Praxis unmöglich, die Konvergenzfehler ganz zu Null zu machen. Nach den Spezifikationen eines bestimmten Herstellers sollen die Konvergenzfehler der Elektronenstrahlbündel in einem Abstand von 12,5 mm von den Rändern des abgetasteten Rasters bei einer Bildröhre mit einer Diagonale von 38 cm kleiner als 1,25 mm sein. Die 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, schwanken die 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, auch größere Konvergenzfehler auf. Bei Empfängern, die durch den Handel vertrieben worden sind, hat man Konvergenzfehler über 3,2 mm festgestellt. Der Begriff »im wesentlichen konvergent« soll hier Konvergenzfehler bis höchstens 3,2 mm bedeuten. Die Konvergenzfehler der Bündel können an Hand der Trennung der sich im Idealfall genau deckenden roten, blauen und grünen Linien eines Gitters aus sich kreuzenden Linien beobachtet werden, das bei der Speisung des Empfängers mit einem entsprechenden Testsignal auf dem Bildschirm erscheint.

Fig.4 zeigt die Windungsverteilung im hinteren Teil eines Toroidablenkspulensatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der sich für die Einrichtung gemäß F i g. 1 eignet. In F i g. 4 ist die Windungsverteilung am rückwärtigen Ende kleinen Durchmessers des Ablenkspulensatzes im Querschnitt dargestellt. In diesem Teil des Ablenkspulensatzes liegen die Leiter j._ _„._:.„ ^--~ -.jf .j-jj ;·.·.· j--h er. der L°:teT ^A°* ersten Lage. Am vorderen Ende des Ablenkspulensatzes, das einen größeren Durchmesser hat, bilden die Leiter eine einzige Lage und die als zweite Lage gewickelten Leiter sind direkt zwischen die benachbarten Leiter der ersten Lage eingeschachtelt Der Ablenkspulensatz enthält Vertikalablenkspulenleiter 31 und Horizontalablenkspulenleiter 32, die toroidförmig um einen Ferritkern 30 gewickelt sind. Die Leiter 31 und 32 sind die aktiven Wicklungsteile, die das Ablenkfeld erzeugen. Ein Teil der Rückleiter 31a und 32a ist am Außenumfang des Kerns 30 dargestellt Selbstverständlich erstrecken sich diese Rückleiter ebenfalls um den ganzen Ablenkspulensatz herum. Die Verteilung der die Windungen bildenden Leiter ist in allen vier Quadranten I, II, III und IV, die durch die Vertikal- und Horizontalablenkachsen 33 bzw. 34 begrenzt sind, gleichartig, so daß der Ablenkspulensatz eine symmetrische Windungsverteilung in allen vier Quadranten aufweist Die Vertikalablenkspulenleiter und die Horizontalablenkspulenleiter sind im allgemeinen, wie dargestellt, ineinander verschachtelt, so daß sie die gewünschten Magnetfeldeigenschaften ergeben.

Fig.5 zeigt in einer linearen Darstellung die Windungsverteilung in einem Quadranten des Ablenkspulensatzes gemäß Fig.4. Gemäß den Lehren der Erfindung stehen die Beträge des positiven und

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negativen Astigmatismus in der oben beschriebenen Weise zwischen den Horizontal- und Vertikalablenkspulen im richtigen Verhältnis. Durch eine im richtigen Verhältnis stehende Aufteilung des Astigmatismus auf die Ablenkspulen durch Wahl der Leiterverteilung, wie sie in Fig.4 unci 5 dargestellt ist, ergibt sich eine spezielle ausgewogene Verteilung der Konvergenzfehler, d. h. eine Unterkonvergenz der Bündel längs der horizontalen Achse und eine Überkonvergenz der Bündel längs der vertikalen Achse sowie relativ kleine Konvergenz- und Trapezfehler in den Ecken des Rasters. Gemäß der Erfindung ist die Windungsverteilung des Ablenkspulensatzes, dessen Astigmatismus in der oben beschriebenen Weise auf die Spulen aufgeteilt ist, außerdem so gewählt, daß die Leiterverteilung ihre geringste Dichte in einem Bereich hat, der zwischen 25 und 45°, gemessen von der vertikalen Ablenkachse 33, hat. Bei dem dargestellten speziellen Ausführungsbei-Spulenfenster, in Hern sich keine Leiter befinden. Es ist auch bekannt, das Wickeln einer Sattelspule zu unterbrechen, nachdem auf die Spulenform eine vorgegebene Anzahl von Windungen aufgebracht worden ist, um einen elektrischen Abgriff an der Spule anzubringen. In F i g. 6 sind solche Abgriffanschlußleiter 39 dargestellt.

F i g. 7 zeigt die Sattelspule 35 gemäß F i g. 6 in einem transversalen Querschnitt. In der Schnittfläche der

Ό Spule sind Leiter Ti und Tl dargestellt, die zu zwei verschiedenen Abgriffen führen, die beim Wickeln der Spule herausgeführt worden sind. Wie dargestellt, liegt die Mitte zwischen den beiden Abgriffen auf beiden Seiten der Spule in einem Abstand von 3Γ von der

^|r> vertikalen Ablenkachse 33.

Fig. 8 zeigt das Schaltbild der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Spule. Es ist ersichtlich, daß ein Teil der Leiter zwischen den z. B. durch Herausführen einer

Spiel ciSiicC'Kt SiCi'i uci' ucfciCi'i minimaler u.citci - öucT

Windungsdichte um einen Punkt, dessen Winkelabstand von der vertikalen Ablenkachse 22 31° beträgt. Es wurde festgestellt, daß die Bündel sowohl in den Ecken des Rasters als auch längs der Achsen im wesentlichen konvergieren, wenn man den Bereich minimaler Windungsdichte in diesen Bereich legt. Selbstverständlich hängt die Lage des Bereiches minimaler Leiterdichte vom Typ der zugehörigen Bildröhre ab und wird sich im allgemeinen nicht über den ganzen Bereich zwischen 25 und 45° bezüglich der vertikalen Ablenkachse erstrecken. Das Resultat des ausgewogenen Astigmatismus und der Anordnung des Bereiches minimaler Windungsdichte im oben erwähnten Bereich ist ein Ablenkspulensatz, der gewährleistet, daß die Elektronenstrahlbündel an allen Punkten des abgetasteten Rasters im wesentlichen konvergieren, ohne daß hierfür eine komplizierte dynamische Konvergenzkorrektureinrichtung erforderlich wäre.

Fig.6 zeigt eine Sattelspule, die ebenfalls für den Ablenkspulensatz 16 der Einrichtung gemäß Fig. 1 verwendbar ist. Bekanntlich kann für die meisten Anwendungen ein Ablenkspulensatz mit Sattelspulen an Stelle eines Ablenksnulem.itzes mit toroideewickelten Spulen für eine Farbfernsehbildröhre verwendet werden. Die Lehren der vorliegenden Erfindung sind sowohl auf Sattelspulen als auch auf toroidgewickelte Ablenkspulen anwendbar. Die in Fig.6 dargestellte sattelförmige Spule 35 enthält aktive, das magnetische Ablenkfeld erzeugende Seitenleiter 36, die am Vorderende des Ablenkspulensatzes durch quer verlaufende Leiter 37 enthaltende Windungsköpfe 37 und am hinteren Ende des Ablenkspulensatzes durch quer verlaufende Windungsköpfe 38 verbunden sind. Die Seitenleiter begrenzen mit den vorderen und hinteren Windungsköpfen ein in Fig.6 nicht zu sehendes

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Verbinden der Abgriffe der Spule elektrisch überbrückt ist. Obwohl die Leiter sich noch als solche in der Spule befinden und zur Aufrechterhaltung ihrer Form beitragen, sind sie also elektrisch von der Spule abgetrennt. In einem Winkelbereich zwischen 25 und 45° bezüglich der vertikalen Ablenkachse ist also die Dichte der das aktive Feld erzeugenden Leiter am geringsten. Ein Ablenkspulensatz mit Sattelspulen kann also bezüglich der Windungsverteilung so gewählt werden, daß sich der der Astigmatismus zwischen den Spulen ebenso aufteilt wie es oben beschrieben war und die Windungs- oder Leiterdichte in einem Winkelabstandsbereich von 25 bis 45° von der vertikalen Achse ein Minimum hat. Ein Ablenkspulensatz, der Sattelspulen mit elektrisch überbrückten Windungen enthält, ist

« in der US-PS 35 88 566 beschrieben. Bei den Sattelspulen für den Ablenkspulensatz gemäß der Erfindung werden jedoch zusätzlich der in einem bestimmten Verhältnis stehende positive und negative Astigmatismus erzeugt und die kleinste Konzentralion der Windungsleiter liegt in demjenigen Querschnittsbereich der Spulen, der im Winkelabstand zwischen 2" und 45° von der vertikalen Ablenkachse liegt. Bei einem Ablenkspulensatz mit Sattelspulen sind zwei diametral gegenüberliegende Vertikalablenkspulen vorgesehen, die um 90° bezüglich eines Paares diametral gegenüberliegender Horizontalablenkspulen im Kern des Ablenkspulensatzes versetzt sind. Obwohl also die Abgriffe in dem gewünschten Bereich nur für eine der vier im Ablenkspulensatz verwendeten Ablenkspulen dargestellt sind, sollen selbstverständlich auch die anderen drei Spulen entsprechende Abgriffe haben, so daß die Leiterdichte jeder Spule in einem Winkelbereich von 25 bis 45° gemessen von der vertikalen Ablenkachse des Ablenkspulensatzes am kleinsten ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ablenkspulensatz für eine Farbbildröhre, welche einen Bildschirm und ein Elektronenstrahlerzeugungssystem hat, das mehrere, in der gleichen horizontalen Ebene verlaufende Elektronenstrahlbündel liefert, die zur Abtastung eines Rasters über den Bildschirm ablenkbar sind, mit zwei zur vertikalen Ablenkung der Elektronenstrahlbündel dienenden Vertikalablenkspulen und zwei zur horizontalen Ablenkung der Elektronenstrahlbündel dienenden Horizontalablenkspulen, deren nur von den zugehörigen Ablenkströmen durchflossenen Leiter, um die Konvergenz der Elektronenstrahlbündel auf dem Bildschirm während der Ablenkung aufrechtzuerhalten, so verteilt sind, daß ein positiver vertikaler isotroper Astigmatismus bzw. ein negativer horizontaler isotroper Astigmatismus auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Beträge des positiven und des negativen Astigmatismus der Vertikal- und Horizontal-Ablenkspulen dadurch, daß die Leiterdichte in jedem der durch die Horizontal- und Vertikalablenkachsen (34, 33) begrenzten Quadranten (I, II, IU, IV) eines Querschnitts des Ablenkspjlensatzes in einem Winkelbereich zwischen 25 und 45°, gerechnet von der Vertikalablenkachse 33, am kleinsten ist, so bemessen sind, daß bei der Abtastung des Rasters eine derartige Überkonvergenz der Elektronenstrahlbünde. (20a, 20b, 20c) an den Enden der vertikalen Ablenkacbse (25) sowie eine derartige Unterkonvergenz der Elektronenstrahlbündel an den Enden der horizontalen / blenkachse (26) auf dem Bildschirm eintreten, daß die Konvergenzfehler auf den Achsen und in den Ecken eine solche ausgewogene Verteilung haben, daß die Konvergenzfehler an allen Punkten des Rasters höchstens 3,2 mm betragen.

2. Ablenkspulensatz nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vertikalablenkspulen (31) und die beiden Horizontalablenkspulen (3?) in Form einer Toroidwicklung auf einen Ferritkern (30) gewickelt sind.

3. Ablenkspulensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal- und Vertikalablenkspulen jeweils als Sattelspulen (35) ausgebildet sind.

4. Ablenkspulensatz nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule in dem sich von 25 bis 45" erstreckenden Bereich Leiter enthält, die getrennt von Leitern, die in einem anderen als dem genannten Bereich liegen, so geschaltet sind, daß der Ablenkstrom an den im Bereich zwischen 25 und 45° liegenden Leitern vorbeifließt und sich die geringste Dichte an aktiven, felderzeugenden Leitern im Bereich zwischen 25 und 45" ergibt.