DE2523842A1

DE2523842A1 - Horizontalkonvergenzvorrichtung fuer inline-katodenstrahlroehren

Info

Publication number: DE2523842A1
Application number: DE19752523842
Authority: DE
Inventors: Raymond A Budd
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1974-06-03
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2523842B2; US3858134A; DE2523842C3

Description

GTE Sylvania Inc., U.S.A. 27. Mai 1975

GTE-PA 48

PATENTANMELDUNG

ir

Horizontalkonvergenzvorrichtung für Inline-Katodenstrahlröhren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine statische Horizontalkonvergenzvorrichtung für Inline-KatyOdenstrahlröhren mit Leuchtstoffschirm und Lochmaske, wobei die Vorrichtung außen auf dem Halsteil der Röhre dort angebracht ist, wo die Elektronenstrahlen die Inline-Elektronenkanonen verlassen.

Die Katodenstrahlröhren mit Inline-Elektronenkanonen, wie sie in Farbfernsehgeräten verwendet werden, besitzen üblicherweise einen mit einem Muster versehenen Katodoluminiszenzbildschirm hinter dem Betrachtungsteil der Glasumhüllung. Dieser gemusterte Schirm wird aus vielen Phosphoren zusammengesetzt, die auf Elektronenbeschuß mit einer Farbabstrahlung antworten. Die Phosphore sind in sich wiederholenden Anordnungen von flä'chenmaßig definierten Streifen oder Punktreihen angeordnet. Bei den Mehrstrahlfarbbildröhren ist meist eine Struktur des gemusterten Bildschirms vorge-

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sehen, wobei die betreffenden farbabstrahlenden Phosphorelemente selektiv von beispielsweise diskreten Elektronenstrahlen getroffen werden. Ein Gitter oder eine Maske mit einer Vielzahl von bestimmten Durchbrüchen ist dicht bei dem Schirm zwischen ihm und der Elektronenkanonenanordnung vorgesehen, um die Landung der Elektronenstrahlen auf den zutreffenden Phosphorelementen zu gewährleisten. Um eine Koordination der Bildwiedergabe zu erzielen, ist es wichtig, daß die Elektronenstrahlen in der Ebene der Maske bei allen vorkommenden Ablenkwinkeln konvergieren. Obwohl die Elektronenkanonen einer Ihline-Anordnung in einer gemeinsamen Ebene loegen und dabei manchmal die seitlichen Kanonen etwas geneigt zur Mitte liegen, um die Konvergenz zu erleichtern, sind die Elektronenstrahlen selten ganz genau richtig gerichtet wegen unvermeidbarer Fabrikationsund Bauteiletoleranzen. Deshalb ist üblicherweise ein magnetisches Konvergenzmittel am Hals der Röhre außen etwa in Höhe des vorderen Kanonenendes vorgesehen.

Ein bekanntes Verfahren zum Erzielen der Konvergenz macht Gebrauch von separaten vertikalen und horizontalen Konvergenzmitteln, wobei meistens statische und dynamische Konvergenzmittel kombiniert werden. Zur Erzielung der statischen Konvergenz werden die Strahlen bzgl. ihrer Bahn adjustiert und so gerichtet, daß im Zentrum der Maske Konvergenz eintritt. Hingegen wird beim zeilenweisen Abtasten der Maskenkontur, wobei sequentiell Gebiete entfernt vom Zentrum überstrichen werden, eine Korrektur der winkelmäßigen Strahlenablenkung notwendig. Das wird mit den dynamischen Konvergenz-

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mitteln erreicht. Als statische Konvergenzmittel dienen meist die Felder von Permanentmagneten, die an entsprechender Stelle um den Hals der Röhre verstellbar angeordnet sind. Die dynamische Konvergenz bewirkt man meist mit variablen Feldern von Elektromagneten.

Für die Strahlbeeinflussung zur Konvergenz in der Horizontalen und Vertikalen werden im allgemeinen separate "x"- und "y"-Konvergenzmittel eingesetzt. Vertikale Konvergenzmittel sind häufig zwei etwa E-förmige Magnetkerne, die senkrecht zu und in gleichem Abstand zu der Ebene der Inline-Elektronenkanonenanordnung an entsprechender Stelle über und unter dem Hals- der Röhre an gegenüberliegenden Stellen in einer Haltevorrichtung angeordnet sind. Der Grad der Strahlbeeinflussung der einzelnen Strahlen ist dabei in erster Linie von der Position und Lage der Magnetpole am Röhrenhals abhängig, also davon, wie der jeweils zu beeinflussende Strahl bzgl. Betrag und Richtung von einem magnetischen Fluß getroffen wird. Die Mittel zur horizontalen Konvergenzkorrektur sind mit meist U-förmigen Kernpaaren ausgestattet und befinden sich an entsprechender Stelle in der Ebene der Elektronenkanonen seitlich an gegenüberliegenden Stellen am Hals der Röhre. In Verbindung mit der Haltevorrichtung für diese U-förmigen Magnetkerne der dynamischen Horizontalkonvergenzkorrekturmittel werden bei vielen bekannten Ausführungen für die statische Horizontalkonvergenz drehbar zu justierende Permanentmagnete durch Anordnung an den entsprechenden Kernpolen

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dieser U-förmigen Magnetkerne so angebracht, daß die jeweils erforderliche magnetische Flußdichte ejrzielt wird. Zur horizontalen dynamischen Konvergenz sind auf den Stegen der U-förmigen Magnetkerne Windungen vorgesehen, die von horizontalen Ablenkströmen gespeist werden. So werden die notwendigen variierenden elektromagnetischen Felder erzeugt.

In der Praxis der Anwendung der beschriebenen Horizontalkonvergenzmittel tritt eine unerwünschte und störende, gleichgerichtete Mitbeeinflussung des Mittelstrahls bei der Konvergenzkorrektur eines Seitenstrahles auf, die unter Fachleuten mit dem Ausdruck "beam-chasing" benannt wird. Durch diesen Effekt wird eine sehr nachteilige Defokussierung der Strahlen bewirkt und gleichzeitig die dynamische Konvergenz so verschlechtert, daß die Bildqualität unbefriedigend wird.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die angeführten Mangel durch das Auftreten des genannten Effektes durch derartige statische Horizontalkonvergenzmittel zu vermeiden, die eine gleichsinnige Beeinflussung eines Seitenstrahls und des Mittelstrahles verursachen.

Diese Aufgabe wird für den angegebenen Oberbegriff erfindungsgemäß nach dem kombinierten Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen sind den Unter-

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ansprüchen und der Beschreibung zweier bevorzugter Ausführung sbeispiele zu entnehmen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung zweier Säulen mit bestimmter Anzahl radial magnetisierter Permanentmagnete jeweils seitlich vcm und einander gegenüberstehend am Hals der Röhre senkrecht zur Ebene der Elektronenstrahlen werden sich überlagernde Magnetflüsse der Magnetteile erzeugt, indem die einzelnen Magnetteile eine bestimmte Ausbildung besitzen. Jede Säuleneinheit weist eine Symmetrieebene in sich auf, in der die Größe der "x"-Komponente des Magnetflusses gleich Null ist. Durch die Art der Anordnung dieser Vorrichtung wird erreicht, daß die Symmetrieebenen der respektiven, einen Fluß erzeugenden Mittel im wesentlichen zusammenfallen mit der Ebene der Inline-Strahlen. Die Verstellmöglichkeiten der einzelnen Magnetteile sind so ausgebildet und angeordnet, daß bei Beeinflussung eines Außenstrahles in einer Richtung jeweils eine entgegengesetzt gerichtete Beeinflussung des Mittelstrahles erfolgt, so daß sich als Folge eine verbesserte statische Konvergenz in der Maskenebene ergibt.

Im folgenden sollen nunmehr zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben werden.

Die Zeichnung zeigt

in Figur 1 eine prinzipielle Darstellung einer. Farbbildröhre mit Inline-Anordnung der Elektronenkanonen, wobei man senkrecht auf die Ebene der Elektronenkanonen sieht und außen an der Röhre Strahlkonvergenzmittel vorgesehen sind;

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in Figur 2 eine Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 2-2 in Figur 1 mit Blickrichtung zum Schirm hin, wobei hier eine Ausbildung der statischen Horizontalkonvergenzmittel deutlich werden:
Figur 3 eine ähnliche Darstellung, wobei

die andere Ausbildung der statischen Horizontalkonvergenzmittel eingezeichnet sind.

Während die Zeichnungen, Figur 1 und 2, und hauptsächliche Teile der Beschreibung sich nur mit den statischen Konvergenzmitteln gemäß der Erfindung befassen, ist es nicht beabsichtigt, eine völlige Beschränkung darauf zu bewirken. Es ist vielmehr im Bereich der Erfindung, die in Figur 3 eingezeichneten Polstücke 73, 73', 75 und 75' mit den permanentmagnetischen Flußerzeugern zu kombinieren. Auf den Polstücken sind entsprechende Windungen für die dynamische Horizontalkonvergenz angeordnet. Solche Wicklungen sind allgemein notwendig, wenn die erfindungsgemäße Konvergenzvorrichtung angewendet wird bei Vertikalkonvergenzjocheinheiten oder Jocheinheiten mit gleichförmigen Feldverlauf gemäß dem Stand der Technik. Andererseits sind bei Verwendung von Quadropol- oder selbstkonvergierenden Jocheinheiten gewöhnlich keine Hilfswindungen auf der Konvergenzvorrichtung nach der Erfindung notwendig, um die dynamische Horizontalkonvergenz zu bewirken, weil diese Jocheinheiten bereits so ausgebildet sind, daß sie diese Korrektur selbst bewirken.

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Figur 1 zeigt eine Inline-Farbbildröhre 11, die ein Hilfsstrahlablenkungssystem 13 aufweist, das außen am Nackenbeginn der Röhre 11 montiert ist. Die Röhre 11 als solche hat einen gemusterten Katodoluminiszenzschirm 15 mit farbabstrahlenden Phosphorflächen auf der Innenfläche des Betrachtungsteils 17 sowie eine gedachte Mittelachse 19. Die Inline-Elektronenkanonenanordnung 21 ist im Hals 23 der Röhre 11 so angeordnet, daß die Elektronenstrahlen 25, 27 und 29 auf den gemusterten Schirm 15 gerichtet sind.Dicht bei und in bestimmter Lage zu dem Schirm 15 befindet sich die gelochte Maske 31, an der die Strahlen 25, 27 und 29 konvergieren. Die prinzipielle Darstellung zeigt die übertrieben dargestellte Neigung der äußeren Elektronenkanonen 35 und 39 zu der mittleren 37, die aber alle drei in einer Ebene, hier der Papierebene, sind. Auf dem Hals der Röhre 11 ist unmittelbar in Höhe der Austrittsenden der Elektronenkanonen 35, 37 und 39 eine übliche Konvergenzeinheit 41 befestigt, die einen Ring aus nichtmagnetischem Material aufweist. Zum Zwecke der Darstellung ist hier die Elektronenkanone 35 als "Grünkanone" designiert, die mit ihrem Elektronenstrahl 25 die Grün abstrahlenden Phosphorelemente des Schirms 15 erregt. Entsprechend ist die mittlere Elektronenkanone 37 als "Rotkanone" und die zweite seitliche Elektronenkanone 39 als "Blaukanone" willkürlich festgelegt.

Auf dem Halsteil 23 der Röhre 11 ist weiterhin eine Reinheitseinstellvorrichtung 43 eingezeichnet, die gewöhnlich aus zwei um den Hals 23 drehbaren, magnetisierten

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Ringen besteht. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung 43 ist bekannt und spielt für die Erfindung keine Rolle.

Die Horizontalkonvergenzvorrichtung 45 gemäß der Erfindung ist vor der Vorrichtung 43 auf dem Halsteil 23 angedeutet, ebenso in Strahlrichtung davor ist die Vertikalkonvergenzvorrichtung 47. Letztere ist in der US-PS 3.553.523 des gleichen Anmelders beschrieben. Falls das erwünscht ist, können die Vorrichtungen 45 und 47 bzgl. ihrer Position vertauscht werden.

Die Strahlablenkeinheit 13 weist ein Ablenkjoch 49 auf, das an der Übergangsstelle zwischen Hals und Nacken (Beginn des Trichterteils 51) auf der Glasumhüllung montiert ist.

Nach diesen allgemeinen Erklärungen soll nunmehr die eigentliche Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 mehr im Detail erläutert werden. Als wichtiger Teil der Horizontalablenkung sind zwei drehjustierbare, stangenförmige, sich aus mehreren Permanentmagnetteilen zusammensetzende Säuleneinheiten 53 und 55 vorgesehen, deren "x"- und "y"-Flußkomponenten ineinandergreifen und zusammenwirken. Die beiden Säuleneinheiten 53 und 55 sind parallel zueinander in einem der Dicke des Röhrenhalses 23 entsprechenden Abstand senkrecht zur Ebene 61 der Elektronenkanonen 21 angeordnet, wobei ihre Symmetrieebene 59 mit der Elektronenkanonenebene 61 zusammenfällt.

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In dieser Ebene 59 resp. 61 ist die "x"-Flußkomponente gleich Null. Jedes der einzelnen Magnetteile ist individuell so justiert, daß der sich einstellende resultierende Magnetfluß beziehungsweise die magnetischen Felder im wesentlichen auf die horizontale Bewegung der beiden äußeren Strahlen einwirkt und zwar jeweils entgegengesetzt zu dem Einfluß auf den Mittelstrahl. Hierdurch wird die geforderte statische Horizontalkonvergenz der Strahlen in der Maskenebene erreicht. Die beiden Säuleneinheiten 53, 55 haben die Längsachsen 63, 65. Die Magnetteile sind jeweils radial magnetisiert, so daß an ihrem Umfang jeweils Paare von Nord-"N" und Süd-"S" Polen auftreten. Die an den Enden der Säuleneinheiten 53, 55 angeordneten Magnetteile sind in Figur 2 mit M,, M' und M„ , M' eingetragen. Ober- und unterhalb der Symmetrieachse 59 sind jeweils Magnetteile, die mit M , M¹ und M₄, M' bezeichnet sind. Wie aus Figur 2 ersichtlich sind beispielsweise in der Säuleneinheit 53 die Magnetteile M-, und M_ mit entgegengesetzter Polarität ausgestattet. Die Magnetteile M, und M₄ besitzen eine ähnliche Polausrichtung und die Magnetteile M^ und M„ weisen eine entgegengesetzte Polarität wie die Magnetteile M. und M₄ auf. Durch diese Anordnung der Magnetteile M, und M_ und ihre Art der Magnetisierung ist ihre Polflußdichte m, und m„ etwa gleich. Ahnlich ist es mit den Magnetteilen M^ und M₄ und den Polflußdichten m_ und m₄·

Aus Figur 2 ist ferner klar ersichtlich, daß die zum besseren Verständnis der Zeichnung eingezeichneten

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repräsentativen Feldlinien der Magnetteile einen zur Symmetrielinie 59 - 61 symmetrischen Verlauf aufweisen und/wie die Pfeile zeigen,eine entsprechende Flußrichtung haben. Die hierdurch auf die Strahlen ausgeübte Kraft ist sowohl senkrecht zur Feldrichtung wie auch zur Bewegungsrichtung des jeweiligen Elektronenstrahls. Die sich daraus ergebende resultierende Richtung der Kraft entsteht durch das Vektorprodukt der beiden genannten Kräfte. Deshalb bewirken die gemeinsam wirkenden Magnetfelder, daß die Strahlen fast nur in horizontaler Richtung in der Ebene 59 - 61 beeinflußt werden und zwar in unterschiedlichem Grad entsprechend den sich einstellenden, örtlich unterschiedlichen Flußdichten.

Aus dem Gesagten folgt, daß dann, wenn die Elektronenstrahlen P, C, D oder 25, 27, 29 senkrecht in die Papierebene hinein verlaufen, die sich aus der Anordnung der Magnetteile M,,M„,M und M₄ für die Säuleneinheit 53 ergebenden Kraftfelder typische Kraftlinien 67, 69 erzeugen. Das entsprechende gilt für die Säuleneinheit 55 und die Kraftlinie 71. Mit anderen Worten ist die ausgeübte Kraft auf den Strahl P oder 25 durch die Kraftlinie 67 stark. Der Einfluß der Kraftlinie 71 auf den Strahl D oder 29 ist schwach. Durch entsprechende Drehung der Magnetteile in den beiden Säuleneinheiten 53, 55 kann die Beeinflussung der einzelnen Strahlen beliebig justiert werden und auch beispielsweise umgekehrt wie beschrieben und eingezeichnet eingestellt werden. Damit ist es also möglich die individuelle Strahlbeeinflussung für horizontale Konvergenz zu wählen

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ohne die Strahlen unerwünscht oder mehr als erforderlich zu beeinflussen.

Wie eingangs der Beschreibung ausgeführt, zeigt Figur 3 ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel, wobei zu jeder der Säuleneinheiten 53' und 55' Polstücke (=flux directors) 73, 75, 73' und 75' zugeordnet sind und mit den Magnetteilen M,, M und M',, M¹„ zusammenwirken. Diese Polstücke sind entsprechend der Rundung des Röhrenhalses 23 abgeschrägt und bieten außer den Vorteilen bzgl. besserer Leitung und Richtung eines Teiles der Kraftlinien noch die Möglichkeit als Wickelkerne für die horizontale dynamische Konvergenz zu wirken. Dies gilt insbesondere für solche bereits erwähnte Fälle, in denen besondere Joch- und Schaltungs-Anforderungen das erforderlich werden lassen. Die Polstücke 73, .75, 73' und 75' sind in den Ebenen 77 und 79 angeordnet und damit parallel zueinander und zur Symmetrieebene 61 sowie in gleichem Abstand von ihr.

Figur 3 laßt erkennen, daß die Säuleneinheit 53' um 180 gegenüber Figur 2 verdreht ist und somit eine andere Richtung der Kraftlinien aufweist. Als Folge davon werden die Strahlen 25 und 27 voneinanderweg bewegt und die Säuleneinheit 55' ist derart justiert, daß Strahl 29 entgegengesetzt zu Strahl 27 beeinflußt werden.

Die beiden Säuleneinheiten 53' und 55' sind mit Bedienungsknöpfen 81 und 83 versehen, um die Justierung

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zu erleichtern.

Während hier die gegenwärtig bevorzugten Ausführungen beschrieben und gezeigt wurden, wird es ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen möglich sein, verschiedene Modifikationen durchzuführen.

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Claims

Patentansprüche:

ίIy Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung für Inline-Kaipdenstrahlröhren mit Leuchtstoffschirm und Lochmaske, wobei die Vorrichtung außen auf dem Halsteil der Röhre dort angebracht ist, wo die Elektronenstrahlen die Inline-Elektronenkanonen verlassen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Kennzeichen:

A. Zwei stabförmige, um ihre Längsachse zur Einjustierung drehbare Vielpolmagnete sind bei horizontaler Röhrenlage und horizonter Lage der Inline-Elektronenebene senkrecht stehend zu beiden Seiten nahe am Hals der Röhre montiert:

B. Sie sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie "x"- und "y"-Magnetflußkomponenten erzeugen und daß sie eine Symmetrieebene besitzen, an der die Größe der "x"-Komponente aufeinander einwirkender Kraftflüsse Null ist;

C. Die Symmetrieebenen der Magnetteile fallen zusammen mit der Strahlebene der Inline-Kanonenanordnung:

D. Jedes der Magnetteile ist individuell justierbar, um eine solche Größe von aufeinander einwirkenden Kraftflüssen zu erzeugen, daß eine Horizontalbewegung der beiden äußeren Strahlen in Gegenrichtung zur Bewegung des Mittelstrahles beeinflußt wird, wodurch die drei Strahlen in der Lochmaskenebene konvergieren.

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2. Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Magnetteile (M₁₇M₃₇M₃₁M₄ und Μ^,Μ^,Μ'^Μ^) gleich oder ähnlich geformt sind und zwar zylindrische Form besitzen und aus einem Dauermagnetmaterial hergestellt sind, daß diese Magnetteile zu zwei Säuleneinheiten (53,55 und 53',55') aufgereiht sind, wobei die Magnetteile einer Säuleneinheit eine gemeinsame Längsachse (63,65) aufweisen und jeweils radial magnetisiert sind, so daß sie eine Säuleneinheit mit an den Enden entgegengesetzten Polen bilden und sich aus einer Vielzahl von umfangsmäßig orientierten Nord- und Südpolen zusammensetzt.
3. Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Säuleneinheiten (53,55 und 53',55') eine Zusammensetzung aus je vier Magnetteilen (M,,M„, M_,M- bzw. Μ',,Μ',Μ',Μ'^,) mit acht bestimmten Polen zusammengesetzt ist. - " - ■
4. Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung gemäß

den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endmagneteinheiten der beiden Säuleneinheiten (53,55 und 53',55') als (M₁) und(M₂) bezeichnet werden und mindestens zwei dazwischen angeordnete Magnetteile (M₃) und (M₄) besitzen, die in Bezug auf die Symmetrieebenen (59,61) der jeweiligen Säuleneinheit ausgerichtet sind, und die Magnetteile (M,) und (M₄) eine ähnliche Polausrichtung besitzen, ebenso wie auch die Magnetteile (M_) und (M₄), nur daß diese Ausrichtung entgegengesetzt zu den beiden Endmagnetteilen (M,) und (M_) ist.

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5. Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endmagnetteile (M,) und (M-) in jeder Säuleneinheit so magnetisiert sind, daß sie im wesentlichen die gleiche Polflußdichte (m,) und (m_?) besitzen, und daß die Zwischenmagnetteile (M-.) und (M.) so magnetisiert sind, daß sie die gleiche Polflußdichte (m_.) und (m.) besitzen.
6. Statische Horizontalkonvergenzvorrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Polstücke (73,73', 75,75') in zwei Ebenen (77,79) parallel zu und in gleichem Abstand von der Kanonenebene (61) vorgesehen sind, die zusätzlich mit Windungen für die dynamische Horizontalkonvergenz versehen werden können, und daß einseitig an gleichen E_nden der Säuleneinheiten Drehknöpfe (81,83) angebracht sind, die zur Drehjustierung der jeweiligen Säuleneinheit (81,83) dienen.

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