DE2521491B2

DE2521491B2 - Mit vereinfachter konvergenz arbeitende farbbildwiedergabeeinrichtung

Info

Publication number: DE2521491B2
Application number: DE19752521491
Authority: DE
Inventors: William Henry Pennsauken; Gross Josef Princeton; N.J. Barkow (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1977-06-23
Also published as: DD117563A5; BR7502999A; SE7505094L; DE2521491C3; NL184650B; FI62919C; AU498242B2; SE398175B; GB1510536A; NL7505811A; PL109121B1; FI751396A; ZA753146B; AT339388B; DK219275A; US3930185A; TR18648A; DK157226C; BE829217A; AU8112975A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit vereinfachter Konvergenz arbeitende Farbbildwiedergabeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bisher wurde die Konvergenz der Elektronenstrahlen in einer Farbbildröhre im allgemeinen mit Hilfe von magnetischen Polschuhen bewirkt, die im Hals der Bildröhre angeordnet sind und durch sowohl mit zeilenfrequenten als auch mit bildfrequenten Konvergenzkorrekturschwingungen gespeiste äußere Elektromagnete erregt werden. Außer dieser sogenannten dynamischen Axialbereich-Konvergenzkorrektur ist manchmal noch eine Eckenkorrektur erforderlich, die mit zusätzlichen Korrekturschwingungen bewirkt wird, welche durch Kombination von zeilen- und bildfrequenten Signalen gebildet werden. Konvergenzeinrichtungen dieser Art sind verständlicherweise teuer und für eine einwandfreie Strahlkonvergenz müssen viele Stellglieder abgeglichen werden.

In jüngerer Zeit sind Farbbildröhren entwickelt worden, die mit in einer waagerechten Ebene verlaufenden koplanaren Elektronenstrahlen arbeiten und insbesondere einen Bildschirm mit vertikal verlaufenden Leuchtstoffstreifen enthalten. Bei Röhren dieses Typs kann man dynamische Konvergenzeinrichtungen verwenden, die einfacher sind als die oben beschriebenen Konvergenzeinrichtungen für Farbbildröhren mit sogenanntem Delta-Strahlerzeugungssystem und einem Leuchtstofftripel enthaltenden Punktrasterleuchtschirm. Es ist bekannt, bei Röhren mit koplanaren Elektronenstrahlen zu deren Konvergenz Wicklungen, die ein magnetisches Quadropolfeld liefern, in Verbindung mit dem Ablenkspulensatz zu verwenden. Im allgemeinen müssen diese Quadropol-Wicklungen jedoch mit Schwingungen sowohl der Zeilen- als auch der Bildfrequenz gespeist werden und zur Einstellung der Konvergenz der Elektronenstrahlen ist eine Anzahl von Stellgliedern erforderlich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Quadropolfeldwicklung vorzusehen, und zusätzlich den die eigentlichen Ablenkspulen durchfließenden Ablenkstrom so zu bemessen, daß Konvergenz eintritt. Aber auch hier wird zum Abgleich eine Anzahl von Stellgliedern benötigt, die die Herstellungskosten erhöhen und die Wartung kompliziert machen.

Bei einer aus der DT-OS 23 18 465 bekannten Konvergenzano^sJnung der oben genannten Art ist der Ablenkspulensatz so bemessen, daß vertikale Linien der sich auf dem Bildschirm ergebenden Farbraster in Abhängigkeit von der Horizontal- und Vertikalablenkung der Elektronenstrahlen vom Mittelpunkt des Bildschirms aus horizontal divergieren. Diese Divergenz wird durch ein magnetisches Quadrupolfeld kompensiert, das durch eine im Bereich der Ablenkebene angeordnete Kompensationswicklung erzeugt wird.

Es ist schließlich aus der US-PS 38 00 176 eine Farbbildwiedergabeeinrichtung bekannt, oei der eine dynamische Konvergenz der Elektronenstrahlen durch spezielle Bemessung der Ablenkspulen vermieden werden soll. Die Horizontalablenkspulen sollen dabei einen negativen horizontalen isotropen Astigmatismus

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verursachen, Sie sind jedoch so bemessen, daß an den Enden der vertikalen Achse eine Oberkonvergenz und an den Enden der horizontalen Achse eine Unterkonvergenz auftritt Die Vertikalablenkspulen sind für einen positiven isotropen Astigmatismus ausgelegt Für Bildröhren mit kleineren Bildschirmabmessungen haben sich solche Konvergenzanordnungen sehr gut bewährt, bei Röhren mit größeren Bildschirmen, z.B einer Diagonale von 63 cm, soll jedoch bei dieser bekannten Konvergenzeinrichtung noch zusätzlich eine einfache dynamische Konvergenzeinrichtung vorgesehen wer den, um eine zufriedenstellende Konvergenz an wirklich allen Punkten des Bildschirms zu gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau und Abgleich einfacheis Konvergenzeinrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildwiedergabeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Konvergenzanordnung der Farbbildwiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung ist einfach im Aufbau und läßt sich mühelos abgleichen. Der durch das Quadrupolfeld korrigierende Restfehler des Ablenkspulensatzes ist kleiner als im bekannten Falle, so daß sich eine einwandfreie Konvergenz leichter bzw. mit größeren Toleranzen erreichen läßt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt und teilweise als vereinfachtes Schaltbild dargestellte Ausführungsform einer Farbbüdwiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2a und 2b graphische Darstellungen zur Erläuterung von Eigenschaften der bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendeten Horizontalablenkwicklungen;

F i g. 3a und 3b und 3c graphische Darstellungen zur Erläuterung der Eigenschaften von Vertikalablenkwicklungen, die bei einer Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden;

Fig.4 eine graphische Darstellung eines magneti-45 sehen Quadrupolfeldes, wie es beim Betrieb einer Farbbüdwiedergabeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

F i g. 5a, 5b und 5c graphische Darstellungen der Eigenschaften von kombinierten magnetischen Quadrupol- und Vertikalablenkfeldern, wie sie beim Betrieb einer Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auftreten;

F i g. 6 und 7 graphische Darstellungen von Strichmustern (Testmustern), wie sie auf dem Bildschirm einer Farbbüdwiedergabeeinrichtung jemäß der Erfindung auftreten können;

F i g. 8a, 8b, 8c und 9 verschiedene Anordnungen zum Erzeugen eines magnetischen Quadrupolfeldes für eine Einrichtung gemäß der Erfindung; (o

F i g. 10 die Windungsverteilung in einem Quadranten eines Ablenkspulensatzes einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Anordnung der Windungsverteilung eines Ablenkspulensatzes für 6> eine Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine FarbbildwiedergabeeinricHir >:

gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die eine Farbbildröhre 20 enthält welche im Horizontalschnitt in Draufsicht dargestellt ist Die Farbbildröhre 20 hat einen Glaskolben 70 mit einer Frontscheibe 21. Auf der Innenseite der Frontscheibe 21 ist eine Reihe sich wiederholender Gruppen von Blau-, Grün- und Rot-Leuchtstoffelementen angeordnet Der Glaskolben 70 hat einen Hals, in dem sich eine Elektronenstrahler- zeugungsanordnung 25 befindet die drei koplanare horizontale Elektronenstrahlen B. G und R liefert die durch öffnungen 24 einer Lochmaske 23 auf entsprechende Farbleuchtstoffelemente auffallen. Der Halsbereich der Farbbildröhre 20 ist von einem Ablenkjoch umgeben, das einen Ferritkern 26 enthält auf den Leiter 27 gewickelt sind, die Vertikal- und Horizontalablenkspulen bilden. Das Ablenkjoch selbst kann auch Leiter enthalten, die ein magnetisches Quadrupolfeld erzeugen; hierauf wird im folgenden noch eingegangen werden. Der Ha'.d der Farbbildröhre ist hinter dem Ablenkjoch von einer statischen Konvergenzeinrichtung 28 umgeben, die in irgend einer geeigneter. Weise ausgebildet sein kann und einstellbare Quadrupol- und Hexupol-Felder zur Verstellung der beiden äußeren Elektronenstrahlen bezüglich des mittleren Elektronenstrahles zu erzeugen vermag. Einrichtungen dieser Art sind in der US-PS 37 25 831 genauer beschrieben. Hinter der statischen Konvergenzeinrichtung 28 befindet sich eine Einrichtung 29 zur Einstellung der Farbreinheit. Diese Einrichtung kann zwei verdrehbare Metallringe enthalten, die jeweils quer zu ihrem Durchmesser mit entgegengesetzten Polen magnetisiert sind. Die statische Konvergenzeinrichtung 28 und die Einrichtung 29 zur Farbreinheitseinstellung können, wie dargestellt, getrennte Einrichtungen oder auch in einer einzigen Einrichtung kombiniert sein. Die Einrichtung 29 zur Einstellung der Farbeinheit dient zur gemeinsamen Verstellung der drei koplanaren Elektronenstrahlen.

Mit der Quadrupolwicklungsanordnung ist eine Schaltungsanordnung 32 zur Speisung dieser Wicklungen gekoppelt. Es ist ferner ein in üblicher Weise aufgebauter Vertikalablenkgenerator vorgesehen, der einen durch eine Kurve 31 dargestellten Ablenkstrom für die Vertikalablenkspulen erzeugt und ferner mit einer Diodenbrücke gekoppelt ist, die Dioden 33a, 336, 33c und 33d enthält, welche in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise gepolt und geschaltet sind. Die Verbindung der Anoden der Dioden 33a und 33J ist über einen Widerstand 34 mit einem Ende der in Reihe geschalteten Quadrupolwindungen gekoppelt. Das andere Ende der Quadmpolwindungen ist mit der Verbindung der Kathoden der Dioden 33b und 33c gekoppelt. Die Diodenbrücke wandelt die lineare Sägezahnschwingung gemäß der Kurve 31 in bekannter Weise in eine näherungs-.veise parabelförmige Schwingung um. Der parabelartig verlaufende Strom gemäß der Schwingung 35 ist für die Speisung der Quadrupolwindungen geeignet, da er die gewünschten Magnetfelder erzeugt, auf die unten noch eingegangen wird. Das Ablenkjoch enthält ferner Horizontalablenkspulen, die mit einem Ablenkstrom von einem üblichen Horizontalablenkgenerator gespeist werden. Dies ist jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt.

In Fig. 2a ist das Horizontalablenkfeld dargestellt das durch die Horizontalablenkspulen des in Fig. 1 dargestellten Ablenkjochs erzeugt wird. Man beachte daß die Horizontalablenkspulen eine solche Windungsverteilung haben, daß ein kissenförmiges Magnetfeld

entsteht, wie durch magnetische Flußlinien 40 dargestellt ist. Dieses Magnetfeld ist in der Mitte am schwächsten und wird in horizontaler Richtung nach außen hin zunehmend stärker. Ein solches Feld erzeugt einen negativen horizontalen isotropen Astigmatismus einer Größe, wie es für die Konvergenz vertikaler Linien längs der horizontalen Ablenkachse erforderlich ist; man kann dies auf dem Bildschirm der Farbbildröhre gemäß Fig. 1 sehen, wenn man auf ihm ein übliches Testbild mit sich kreuzenden (horizontalen und vertikalen) Linien wiedergibt.

In Fig. 2b ist die relative Größe dieses Ablenkfeldes durch eine Kurve H_y dargestellt. Auch hieraus ist ersichtlich, daß dieses Magnetfeld an den Rändern bzw. den äußeren Teilen der X- bzw. horizontalen Ablenkachse stärker ist als in der Mitte.

In Fig.3a sind Flußlinien 41 des Ablenkfeldes dargestellt, welches durch die Vertikalablenkspulen des Ablenkjoches der Einrichtung gemäß F i g. 1 erzeugt wird und dazu dient, die Elektronenstrahlen in Vertikalrichtung abzulenken. Aus F i g. 3a ist ersichtlich, daß die magnetischen Flußlinien 41 in der Nähe der horizontalen Mittellinie stärker konzentriert sind als oben und unten. Das in F i g. 3a dargestellte Magnetfeld wirkt auf die Elektronenstrahlen in der oberen Hälfte des Rasters.

In F i g. 3c ist eine Kurve Hx dargestellt, die die Stärke des magnetischen Vertikalablenkfeldes als Funktion des Abstandes von der Mitte der Vertikalablenkachse Y angibt.

F i g. 3b zeigt das Vertikalablenkfeld, das die Vertikalablenkspulen für die Ablenkung der Elektronenstrahlen in der unteren Hälfte des abgetasteten Rasters erzeugen. Dieses Ablenkfeld ist vom selben Typ wie das in Fig.3a dargestellte Magnetfeld mit der Ausnahme, daß es die entgegengesetzte Richtung hat. Die magnetischen Flußlinien 41 haben wieder in der Mitte des Rasters eine höhere und in der Nähe des oberen und unteren Teiles des abgetasteten Rasters die niedrigste Konzentration oder Stärke. Die Kurve H_x in F i g. 3c gilt auch für die Flußkonzentration des in Fig. 3b dargestellten Magnetfeldes.

F i g. 4 zeigt ein magnetisches Quadrupolfeld mit magnetischen Flußlinien 42, das durch die bei der Einrichtung in F i g. 1 verwendete Quadrupolwicklungsanordnung erzeugt wird. Das Quadrupolfeld läßt sich einfacher durch die eingezeichneten Pfeile darstellen, die radial auf die vier Pole 43a, 43b_T 43c und 43d zeigen, welche voneinander einen Winkelabstand von im wesentlichen 90° und von der Horizontal- und Vertikal-Ablenkachse jeweils einen Winkelabstand von im wesentlichen 45° haben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß für Ablenkjoche mit anderer Windungsverteilung unter Umständen andere Winkelabstände der Pole erforderlich sein können.

Die Wirkung des Quadrupolfeldes besteht darin, daß der Blau- und Rot-Strahl in den jeweiligen Richtungen vom mittleren Grün-Strahl weg verschoben werden. Diese Strahlbeeinflussung ist ein Merkmal der vereinfachten Konvergenzanordnung der Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung.

In den F i g. 5a und 5b sind magnetische Feldkonfigurationen dargestellt, die sich aus der Kombination des Vertikalablenkfeldes und des Quadrupol-Ablenkfeldes ergeben. Aus Fig.5a ist ersichtlich, daß die Flußlinien 41 im unteren Teil des Rasters bzw. des Ablenkbereiches konzentrierter und gerader sind als im oberen Teil und nach oben hin zunehmend stärker gekrümmt und weniger konzentriert werden. Das in F i g. 5a dargestellte Ablenkfeld dient zur Ablenkung der drei Elektronenstrahlen in der oberen Hälfte des Rasters. Die Stärke dieses Ablenkfeldes ist durch die ausgezogen gezeichnete Kurve Hx in F i g. 5c als Funktion des Ortes längs der K-Achse dargestellt. Man sieht, daß der Fluß in der oberen Hälfte dem Betrag nach größer ist als in der unteren Hälfte; die Grenze zwischen den beiden Rasterhälften bildet die horizontale oder X-Achse.
,o Fig. 5b zeigt das Feld, das sich durch die Kombination des Vertikalablenkfeldes und des Quadrupolablenkfeldes ergibt und die Elektronenstrahlen in der unteren Hälfte des Rasters beeinflußt. Bei dem Feld gemäß Fig. 5b sind die magnetischen Flußlinien 41 oben im Raster gerader und stärker konzentriert als unten und ihre Krümmung nimmt nach unten hin zu, während gleichzeitig ihre Konzentration abnimmt. Die Feldstärke H_x dieses Feldes ist durch die gestrichelte Kurve in Fig. 5c dargestellt.

Fig·6 zeigt ein Testbild mit sich kreuzenden horizontalen und vertikalen Linien, wie es auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers mit Hilfe eines konventionellen Testbildgenerators erzeugt werden kann. Genauer gesagt, zeigt Fig.6 den Verlauf der Linien des Testbildes, wenn die Elektronenstrahlen durch die in den Fig.2a, 3a und 3b dargestellten Ablenkfelder ohne zusätzliches Quadrupolmagnetfeld jedoch mit in Betriebsstellung befindlichem Ablenkjoch am Hals der Farbbildröhre abgelenkt werden. Es ist ersichtlich, daß die horizontalen roten, grünen und blauen Linien parallel zueinander verlaufen und an allen Punkten des Rasters konvergieren. Die in F i g. 6 dargestellten geringen Abstände zwischen diesen drei Linien sollen lediglich zeigen, daß es sich um drei Linien handelt, in der Praxis fallen die drei Linien im wesentlichen zusammen. Die vertikalen roten, grünen und blauen Linien konvergieren auf der horizontalen Ablenkachse, nicht jedoch im oberen und unteren Teil des Rasters. Man sieht, daß die Abstände der roten, grünen und blauen Linien in den linken und rechten oberen und unteren Teil des Rasters (also in den Ecken des Rasters) größer sind als in der Mitte des oberen und unteren Randes des Rasters. Wie in der bereits erwähnten US-PS 38 00 176 erläutert ist, kann man durch geringe Verlagerung des Ablenkjoches bezüglich der Bildröhre das magnetische Ablenkfeld des Ablenkjoches bezüglich der Elektronenstrahlen so einjustieren, daß die horizontalen Linien überall und die vertikalen Linien auf der horizontalen Achse konvergieren. Außer einer Verschiebung kann auch eine Verkippung des Ablenkjoches zweckmäßig sein, um die gewünschte Konvergenz einstellen zu können. Zur Realisation der Erfindung kann in dieser Hinsicht irgendeine konventionelle Ablenkspulenhalterung verwendet werden, die ein axiales Verschieben, Verdrehen, Verschieben in Querrichtung und gewünschtenfalls Verkippen des Ablenkspulensatzes ermöglicht und den Ablenkspulensatz in der eingestellten Stellung festzulegen gestattet Die Horizontalablenkspulen sind so ausgelegt, daß sich die vertikalen Linien auf der horizontalen Ablenkachse im wesentlichen decken, also dort konvergieren. Die Windungsverteilung der Vertikalablenkspulen ist so gewählt, daß die horizontalen Linien an allen Punkten des Rasters im wesentlichen parallel sind. Fig.7 zeigt den Zustand der vertikalen und horizontalen Linien, wenn zu der das Testbild gemäß F i g. 6 ergebenden, oben erwähnten Anordnung zusätzlich noch das Quadrupolmagnetfeld verwendet wird.

Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß sowohl die horizontalen Linien als auch die vertikalen Linien konvergieren, also sich decken. Vereinfacht ausgedrückt, sind die Ablenkspulen so ausgelegt und das Ablenkjoch ist bezüglich der Bildröhre so positioniert, daß die horizontalen Linien sich an allen Punkten des Rasters decken und die: vertikalen Linien sich auf der horizontalen Ablenkachse: decken. Die Vertikalablenkspulen sind ferner so ausgelegt, daß der anisotrope Astigmatismus, der manchmal als »Trapezfehler« bezeichnet wird, so klein wie möglich ist. Ein Trapezfehler liegt dann vor, wenn die durch die beiden äußeren Elektronenstrahlen geschriebenen Raster nicht rechteckig, sondern trapezförmig sind. Man kann die Ablenkspulen so wickeln, daß dieser Trapezfehler praktisch vermieden wird, muf.1 dabei jedoch den Kompromiß eingehen, daß im oberen und unteren Teil des Rasters eine Überkonvergenz der Elektronenstrahlen eintritt, wie es in Fig.6 dargestellt ist. Durch das zusätzliche magnetische Quadrupolfeld werden die überkonvergierten vertikalen Linien wieder in Deckung gebracht, so daß die Elektronenstrahlen an allen Punkten des abgetasteten Rasters im wesentlichen konvergieren, was am einfachsten durch ein Kreuzgitter-Testbild festgestellt werden kann und in Fig. 7 dargestellt ist.

Hinsichtlich der Definition der Bedingung, daß auf dem Bildschirm einer Farbbildröhre wiedergegebene vertikale oder horizontale Linien im wesentlichen parallel sein sollen, sei bemerkt, daß das Bild bei den meisten Fernsehempfängern trotz Verwendung von Kissenkorrekturschaltungen eine gewisse kissenförmige Verzerrung aufweist. Bei einem Bild mit kissenförmiger Verzeichnung werden außeraxiale gerade Linien gekrümmt wiedergegeben. Im wesentlichen parallele, gebogene Linien sind in diesem Falle dann tatsächlich zwei oder mehr Kurven, die einen im wesentlichen gleichbleibenden Abstand voneinander haben. Es kann sogar in der Praxis eine gewisse Überkreuzung der Linien auftreten, dies darf jedoch nicht solche Ausmaße annehmen, daß es bei der Bildwiedergabe stört. Auch wenn sich zwei Linien unter einem kleinen Winkel kreuzen, können sie also hier als im wesentlichen parallel zueinander verlaufend angesehen werden.

Im folgenden soll nun der Begriff »im wesentlichen konvergierend« bzw. »im wesentlichen zusammenfallend« definiert werden. Gewöhnlich wird vom Fernsehgerätehersteller für jeden speziellen Empfängertyp ein maximal zulässiger Wert für den Konvergenzfehler festgesetzt Selbstverständlich ist es immer wünschenswert, die Konvergenzfehler möglichst weitgehend zu Null zu machen. Die Konvergenzfehler können aufgrund der Trennung der roten, grünen und blauen Linien eines Kreuzgitter-Testbildes festgestellt werden, die sich normalerweise decken sollten und mit einem üblichen Testbildsignalgenerator erzeugt werden können. Die Richtwerte für den Konvergenzfehler werden normalerweise dadurch ermittelt, daß man eine Anzahl von Komponenten, wie Ablenkjoch, statische Konvergenzeinrichtung und Quadnipolfeld-Wicklungen auf Bildröhren montiert, wobei alle Teile aus ordnungsgemäßer Produktion stammen, und den mittleren Konvergenzfehler bestimmt Dieser mittlere Konvergenzfehler wird dann als Basis für das Konstruktionsziel verwendet Bei der vorliegenden Erfindung liegt der mittlere Konvergenzfehler bei Verwendung von Toroid-Ablenkspulen an den ungünstigsten Stellen des Rasters in der Größenordnung von etwa 1,5 mm. Bei Verwendung von Sattelspulen oder einer Kombination von Sattel- und Toroidspulen als Ablenkspulen im Ablenkjoch kann dei mittlere Konvergenzfehler auf etwa 2,28 mm ansteigen Selbstverständlich bleibt es dem Geräteherstellei unbenommen, andere Toleranzgrenzen für den Konvergenzfehler festzulegen und gewöhnlich sind auch die Konvergenzfehler bei manchen Empfängern etwa« größer oder kleiner als der Mittelwert. Auch die Einjustierung der verschiedenen Bauteile hat notwendigerweise einen Einfluß auf den Konvergenzfehler, se daß bei Empfängern, die nach den Prinzipien dei Erfindung konstruiert sind, der Konvergenzfehlei praktisch Null sein oder auch Werte bis hinauf und übei etwa 3 mm annehmen kann.

Fig.9 zeigt schematisch eine Anordnung zurr

,₅ Erzeugen eines magnetischen Quadrupolfeldes durcl· Unsymmetrischmachen des Ablenkstromes in der Vertikalablenkspulen. Auf den Ferritkern 26 de; Ablenkjoches sind zwei Vertikalablenkspulen 61a unc 61 £> sowie zwei Horizontalablenkspulen 62a und 62t

_M gewickelt Die Horizontalablenkspulen sind parallelge schaltet und über einen Kondensator 66, der den· Ablenkstrom einen S-förmigen Verlauf verleiht, ml· einem konventionellen Horizontalablenkgenerator 6( gekoppelt. Die Vertikalablenkspulen sind in der Reih« miteinander an den Vertikalablenkgenerator 30 ange schlossen. Den Klemmen des Vertikalablenkgenerator! 30 sind zwei mit entgegengesetzter Polung in Reiht geschaltete Dioden 63 und 64 überbrückt. Die miteinander verbundenen Anoden der Dioden 63 und 6< sind über ein zur Stromeinstellung dienendes Potentio meter 65 mit einer gemeinsamen Klemme dei Vertikalablenkspulen 61a und 616 gekoppelt. Für die folgende Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungs anordnung sei angenommen, daß die Vertikal- unc Horizornalabienkströme die an den Generatoraus gangsklemmen angegebenen Polaritäten haben.

Läßt man die Schaltung mit den Dioden 63 und 6< sowie dem Potentiometer 65 einmal außer Betracht, se liefert der die Vertikalablenkspulen 61a und 61/ durchfließende Vertikalablenkstrom ein Vertikalablenk feld, wie es durch Flußlinien Φ V2 und Φ vi dargestellt ist Der die Horizonlalablenkspulen 62a und 62fc durchflie ßende Horizontalablenkstrom erzeugt ein durch Flußli nien Φη\ und Φηι dargestelltes Horizontalablenkfeld Normiilerweise sind die durch die Vertikalablenkspuler 61a und 61Zj erzeugten Vertikalablenkfelder symme trisch in bezug aufeinander, da durch beide Spulen dei gleiche Strom fließt. Man kann jedoch, wie festgestell: wurde, ein magnetisches Quadrupolfeld, das sich zuir

so Konvergieren der oberen und unteren Teile dei vertikalen Linien eignet (wie es anhand von F i g. f dargestellt und erläutert worden ist), dadurch erzeugen daß man die Ströme in den Spulen 61a und 61 b ungleich macht Die erforderliche Desymmetrierung erfolgi durch die Einschaltung der Dioden 63 und 64 sowie de; Potentiometers 65 in die Schaltungsanordnung.

Die im folgenden beschriebene und in Fig.ί dargestellte Flußverteilung herrscht bei der Abtastung des oberen rechten Teiles des Rasters. Das auf die Elektronenstrahlen bei der Abtastung anderer Teile de: Rasters wirkende Flußfeld läßt sich in entsprechendei Weise bestimmen. Im betrachteten Falle fließt dei Vertikalablenkstrom von der positiven Klemme de; vertikalen Ablenkgenerators 30 durch die Spule 61a, da; ds Potentiometer 65 und die Diode 63 zur negativer Klemme des Vertikalablenkgenerators 30. Die Diode 64 ist in Sperrichtung vorgespannt Es fließt femei Ablenkstrom von der positiven Klemme durch die Spule

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61a und die Spule 61 6 zur negativen Klemme. Das Potentiometer 65 und die Diode 63 bilden also einen die Vertikalablenkspule 61 6 überbrückenden Stromweg für den Ablenkstrom. Die Vertikalablenkspule 61a erhält den vollen Ablenkstrom. Die Einstellung des Potentiometers 65 bestimmt den Strom durch die Spule 61 6 und damit den Unterschied oder die Unsymmetrie der die Vertikalablenkspulen 61a und 616 durchfließenden Ströme. Durch die Verringerung des die Vertikalablenkspule 61/? durchfließenden Stromes wird der Fluß Φν\ herabgesetzt und dies ist äquivalent einem entgegenwirkenden Korrekturfluß Φπ. der mit der Vertikalablenkspule 61 b verkettet ist, und einem unterstützenden Korrekturfluß <t>c7, der durch die Vertikalablenkspule 61a erzeugt wird. Wenn also Φν\ kleiner als <Pv2 ist, ergibt sich ein resultierender gemeinsamer Ablenkfluß Φνfür die beiden Spulen, der gleich (Φνι + Φνΐ) ist und Φπ ist gleich (Φν2-Φν\)/2 ist gleich Φ_Γ2· Der tatsächliche Fluß im oberen Teil des Rasters, Φν\, ist gleich Φν-Φ(Ί und der tatsächliche Fluß im unteren Teil des Rasters^v2, ist gleich Φν+Φν2-

Wenn die Parallelschaltung der Horizontalablenkspulen 62a und 626 durch Unterbrechung einer Verbindung aufgetrennt würde, würden die beiden Korrekturflüsse Φπ und Φα in den Ferritkern 26 eingeschlossen bleiben, da sie gleichen Betrag und gleichen Sinn haben. Der Gesamtkorrekturfluß Φ<~, der dann gleich Φπ und gleich Φγ2 ist, induziert in den Horizontalablenkspulen 62a und 626 Spannungen, die gleichen Betrag und Polaritäten haben, die an den Spulenklemmen durch mit Kreisen umgebene Vorzeichensymbole angegeben sind. Wenn jedoch die Horizontalablenkspulen wie bei F i g. 9 parallelgeschaltet sind, heben sich die entgegengesetzt gleichen Spannungen an den Spulen 62a und 626 auf. Die Spulen schließen also die durch den Korrekturfluß TIc induzierte Spannung kurz. Dies hat entgegengesetzt gleiche Flüsse Φ ei und Φ'α in den Horizontalablenkspulen 62 und 626 zur Folge. Im Endeffekt entstehen vier Korrekturflußkomponenten Φπ, Φα, Φ'π und Φ'α, die das gewünschte magnetische Quadrupolfeld für die Konvergenz der vertikalen Linien des Rasters bilden.

Wenn die Elektronenstrahlen in den unteren Teil des Rasters angelenkt werden, leitet die Diode 64 und die Vertikalablenkspule 61a erhält nicht den vollen Ablenkstrom, so daß sich wieder die gleiche Quadrupolfeldkonfiguration mit den Flußrichtungen Φπ=Φγ2 und Φ 'c ι = Φ c2 ergibt, wie es in F i g. 9 dargestellt ist

In den Fig.8a, 8b und 8c sind Einrichtungen zum Erzeugen eines magnetischen Quadrupolfeldes dargestellt, wie sie bei der mit vereinfachter Konvergenz arbeitenden Wiedergabeeinrichtungen gemäß der Erfindung verwendet werden können.

Bei der Anordnung gemäß Fig.8 sind auf den Ferritkern 26 des Ablenkjoches vier Quadrupolwick- Iungsteile 47a, 476, 47c und Md gewickelt, die alle in Reihe miteinander an Ausgangsklemmen einer Schal tungsanordnung 32 zum Erzeugen eines Korrekturstro mes angeschlossen sind Die Schaltungsanordnung 32 kann ähnlich ausgebildet sein wie die Schaltungsanordnung 32 in Fig. 1 und einen vertikalfrequenten Strom mit parabolischem Verlauf zur Speisung der Quadrupolwicklungen liefern. Man kann die Quadrupolwicklungsanordnung in dieser und den anderen Figuren jedoch auch mit Strömen speisen, deren Verlauf nicht rein parabelförmig ist Zum Beispiel kann der Parabelschwingung eine Sägezahnschwingung überlagert werden. Der die Quadrupolwicklungsteile 47a bis 47d durchfließende Strom erzeugt die dargestellten Flußlinien und damit das gewünschte Quadrupol-Ablenkfeld.

In Fig.8b ist eine andere Version einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Quadrupol-Ablenkfeldes dargestellt. Sie enthält zwei C-förmige Magnetkerne 48a und 486, die horizontal auf entgegengesetzten Seiten des Halses der Bildröhre hinter dem Ablenkjoch angeordnet sind. Auf die Magnetkerne 48a und 486 sind zwei Spulenwicklungsteile 49a bzw. 496 gewickelt, die in

ίο Reihe miteinander zwischen die Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung 32 zum Erzeugen des Korrekturstromes geschaltet sind. Der durch die Spulenwicklungsteile 49a und 496 fließende Korrekturstrom erzeugt eine Flußverteilung, die das gewünschte magnetische Qua-

drupol-Ablcnkfeld darstellt.

In Fig. 8c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eine; Vorrichtung zum Erzeugen eines Quadrupol-Ablenkfel des dargestellt. Sie enthält vier Kerne 50a, 506, 50c und 50d aus magnetisch permeablem Material, die mit radialer Lage am hinteren Teil des Ablenkjoches so montiert sind, daß sie das von diesem erzeugte Ablenkfeld nicht verzerren. Die Kerne sind z. B. bei diesem Ausführungsbeispiel an einem am Ablenkjoch angebrachten Halterungsring befestigt und auf diame-

tral gegenüberliegenden Seiten des Ablenkjoches mit Winkelabständen von 90° in bezug aufeinander und 45° bezüglich der vertikalen und horizontalen Ablenkachse angeordnet. Wegen der Befestigung am Ablenkjoch macht das Quadrupolfeld die Bewegungen des Ablenk-

feldes mit, wenn das Ablenkjoch verstellt wird. Auf die Kerne 50a bis 50J sind entsprechende Spulen 51a bis 51c/gewickelt. Diese Spulen sind in Reihe miteinander an die Ausgangsklemmen einer Schaltungsanordnung 32 zum Erzeugen eines Korrekturstromes angeschlos-

sen. Der von dieser Einrichtung erzeugte und durch die Spulen 51a und 5ld fließende Korrekturstrom erzeugt das erforderliche Quadrupol-Ablenkfeld.

In den Fig 8a, 8b, 8c und 9 sind vier verschiedene Vorrichtungen zum Erzeugen der erforderlichen Qua-

4ύ drupolfelder dargestellt. Die jeweiligen Vorrichtungen können getrennte, auf das Ablenkjoch gewickelte bzw. auf diesem angeordnete Spulenteile enthalten oder die erforderlichen Felder können von Teilen der Ablenkwicklungen erzeugt werden oder die Vorrichtungen

können hinter dem Ablenkjoch oder am hinteren Ende des Ablenkjoches angeordnet sein. Selbstverständlich kann man bei der Realisierung der Erfindung auch andere Anordnungen zum Erzeugen von Quadrupolfeldern verwenden.

In Fig. 10 ist die Windungsverteilung in einem Quadranten eines toroidalen Ablenkjoches dargestellt, das in einer Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Die Striche χ und y stellen die horizontale bzw. vertikale Ablenkachse des toroidalen

Ablenkjoches dar, bei dem es sich um das Ablenkjoch der Einrichtung gemäß Fi g. 1 handeln kann. Die durch einen Kreis dargestellten Leiter oder Windungen bilden die das Horizontalablenkfeld erzeugenden Horizontalablenkspulen. Die durch ein Kreuzchen dargestellten

Windungen bilden die Vertikalablenkspulen. Die durch ein Dreieck dargestellten Leiter bilden getrennte Wicklungsteile zum Erzeugen eines Quadrupolfeldes und sind toroidartig um den Kern des toroidalen Ablenkjoches gewickelt. Bei der Ausführungsform

gemäß Fig. 10 sind vier Windungslagen mit den dargestellten Abständen und Lagen vorhanden, um die gewünschten Spulenwicklungsteile zu bilden. Die im Speziellen dargestellte Windungsverteilung eignet sich

für Bildröhren mit einem Ablenkwinkel von 110° und einer Bildschirmdiagonale von etwa 63 cm.

Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, aus der die Anordnung der Windungsverteilung w eines Ablenkjoches für eine Einrichtung gemäß der Erfindung ersichtlich ist. Die Windungsverteilung w entspricht in jedem der Quadranten I bis IV der in Fig. 10 dargestellten Windungsverteilung. Jeder Abschnitt erstreckt sich in jedem der Quadranten längs des Kernperimeters von der Ar- zur y-Achse. Die Leiter sind toroidal um den Ferritkern 26 gewickelt. Die Rückleiter, die sich am äußeren Perimeter des Kerns 26 befinden, sind in F i g. 11 nicht dargestellt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, in der eine Bildröhre mit 110° Ablenkwinkel und 63 cm Bildschirmdiagonale verwendet wurde, hat es sich gezeigt, daß bestimmte Anordnungen zu besonders guten Bildwiedergabeeinrichtungen führen. Es wurde insbesondere gefunden, daß die Längenabmessung des Ablenkjochkernes kleiner gehalten werden kann als bei den bekannten Ablenkjochen für diesen Röhrentyp, wodurch sich eine höhere Horizonialablenkempfindlichkeit und eine große Ersparnis an Ferritmaterial ergeben. Diese Ersparnis wurde in Form zusätzlicher Vertikalabienkspulenwindungen ausgenutzt. Das Endergebnis war eine Verringerung des Leistungsverbrauches der Vertikalablenkschaltung um etwa 5 bis 6 Watt. Wegen der geringeren Länge des Kernes, der bei einem Ausführungsbeispiel etwa 10% kürzer war als der Kern eines entsprechenden bekannten Ablenkjoches, wird auch für eine vorgegebene Anzahl von Spulenwindungen weniger Kupferdraht benotigt, was wiederum das L/R-Verhältnis der betreffenden Spule verbessert.

Es wurde außerdem festgestellt, daß die Verringerung der Kernlänge die elektronenoptische Leistungsfähigkeit eines Ablenkjoches nicht verringert, bei dem der verkürzte Kern mit Spulen gemäß der Erfindung bewickelt ist. Das resultierende kompakte Ablenkjoch hat den Vorteil, daß auch die Ausdehnung des äußeren Feldes des Ablenkjoches kleiner als bisher ist. Bei Ablenkjochen mit langen Kernen können solche äußeren Felder unerwünschte Wechselwirkungen oder Kopplungen mit anderen Teilen des Fernsehempfängers zur Folge haben.

Es ist schließlich noch festgestellt worden, daß eine Anordnung des Elektronenstrahlerzeugungssystems an einem weiter vorne im Hals der Bildröhre gelegenen Ort, wo seine Endabschirmung gerade noch frei vom hinteren Ende des Ablenkjoches ist, wenn sich dieses in seiner am weitesten nach hinten gezogenen Lage befindet, die Ablenkempfindlichkeit des Systems nicht wesentlich verringert aber andererseits zu einer höheren Auflösung führt, da das resultierende kompakte Wiedergabesystem die elektronenoptische Vergrößerung der Strahlfokussierungslinsen verringert.

Die Elektronenstrahlerzeugungsanordnung. die günstigerweise in einem 29 mm messenden Hals der Bildröhre untergebracht ist, entspricht im wesentlichen dem Typ, der in der US-PS 38 00 176 beschrieben ist, jedoch mit dem Unterschied, daß einige der öffnungen in den strahlformenden Bereichen der Strahlerzeugungssysteme nicht rund sondern etwas elliptisch sind. Die Elektronenstrahlerzeugungsanordnung enthält außerdem mindestens eine gemeinsame strahlformende durchbrochene Elektrode, die eine eng tolerierte Konstruktion gewährleistet, so daß ein präzises Auftreffen der Elektronenstrahien gewährleistet ist und das Ausmaß der in dieser Hinsicht erforderlichen Korrekturen klein gehalten werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

'f Patentansprüche:

1. Mit vereinfachter Konvergenz arbeitende Bildwiedergabeeinrichtung mit einer Farbbildröhre, die einen Bildschirm und eine Vorrichtung zum S Erzeugen von drei koplanaren Elektronenstrahlen enthält, ferner mit einer der Farbbildröhre zugeordneten statischen Konvergenzeinrichtung zum Konvergieren der drei Elektronenstrahlen in der Mitte des Bildschirms, und mit einem am Halsbereich der Farbbildröhre angeordneten Ablenkspulensatz, der Horizontalablenkspulen, die einen negativen horizontalen isotropen Astigmatismus erzeugen, und Vertikalablenkspulen zum rasterartigen Ablenken der Elektronenstrahlen enthält und zur Einjustierung des von ihm erzeugten magnetischen Ablenkfeldes bezüglich der Elektronenstrahlen verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkspulen (62a, 626,) eine solche Windungsverteilung haben, daß vertikale Linien auf der horizontalen Ablenkachse im wesentlichen konvergieren (F i g. 6); daß die Vertikalablenkspulen (61a, 616^ eine solche Windungsverteilung haben, daß horizontale Linien auf dem Bildschirm im wesentlichen parallel verlaufen; daß die Verstellung des Ablenkspulensatzes (26, 27) bezüglich der Farbbildröhre (20) die horizontalen Linien an allen Punkten des Bildschirms und die vertikalen Linien auf der horizontalen Ablenkachse im wesentlichen zur Deckung zu bringen gestattet; daß um den Halsbereich der Farbbildröhre (20) Spulenwicklungsteile (47, 48, 49, 51) zum Erzeugen eines magnetischen Quadrupol-Ablenkfeldes angeordnet sind, welche durch eine Schaltungsanordnung mit vertikalfrequentem Strom derart gespeist werden, daß sich die vertikalen Linien auch im Abstand von der horizontalen Ablenkachse im wesentlichen decken.

2. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Quadrupolfeldes vier Wicklungsteile (47a — 47d) vorgesehen sind, die symmatrisch bezüglich der jeweiligen Enden der vertikalen und horizontalen Ablenkachse des Ablenkspulensatzes liegen (F ig. 8a).

3. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalablenkwicklungen Toroidwicklungen sind.

4. Bildwidergabeeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbbildröhre einen Bildschirm mit sich wiederholenden Gruppen aus drei verschiedenen Farbleuchtstoffstreifen, die in vertikaler Richtung verlaufen, enthält.

5. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zum Speisen der das Quadrupolfeld erzeugenden Spulenwicklungsteile eine vertikalfreqüenle Schwingung (35) mit wenigstens annähernd parabelförmigem Verlauf liefert.

b. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalablenkspulen (61a,61tyeine solche Windungsverteilung haben, daß das entstehende Magnetfeld in Abwesenheit der Quadrupolspulenwindungsteile eine Überkonvergenz der Elektronenstrahlen längs vertikaler Linien verursacht.

7. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quadrupolwicklungsteile mit ausschließlich vertikalfrequenten Strömen gespeist sind.