DE2544294B2

DE2544294B2 - Farbbildsichtgeraet

Info

Publication number: DE2544294B2
Application number: DE19752544294
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: 1974-10-04
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1977-05-18
Also published as: AU8526075A; DE2544294C3; DK144155C; SE409801B; ATA740775A; AT352794B; SE7510831L; FR2287105A1; DD122007A5; FR2287105B1; YU37425B; NL7511669A; JPS5811070B2; BR7506277A; DE2544294A1; JPS5164367A; FI752722A; US3984723A; FI60085B; NZ178848A

Description

Die Erfindung betrifft ein Farbbildsichi;gerät mit einer In-Line-Farbbildröhre, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Bisher wurden die Elektronenstrahlen in Farbbildröhren, wie sie beispielsweice in Farbfernsehempfängern verwendet werden, im allgemeinen durch die Verwendung magnetischer Polstücke zur Konvergenz gebracht, welche in dem Hals der Bildröhre im Magnetfeld externer Elektromagneten angeordnet sind, die ihrerseits durch Konvergenzkorrekturströme geeigneter Wellenform sowohl der Zeilenfrequenz als auch der Bildfrequenz erregt werden. Zur Korrektur restlicher Konvergenzfehler an den Bildecken war es gelegentlich zusätzlich erforderlich, weitere Korrekturschwingungen zu verwenden, die durch ein; Kombination zeilenfrequenter und bildfrequenter Wellenform gebildet werden. Eine solche Anordnung ist jedoch teuer und erfordert gewöhnlich die justierung vieler Regler, um die Strahlen ordnungsgemäß konvergent zu machen.

Sogenannte In-line-Farbbildröhren mit in einer Ebene horizontal angeordneten Strahlensystemen geben insbesondere in Verbindung mit vertikal angeordneten Leuchtstoffstreifen auf dem Bildschirm die > Möglichkeit, dynamische Konvergenzanordnungen zu verwenden, die einfacher als die oben beschriebenen Anordnungen sind, welche bei Bildröhren mit Delta-Anordnung der Strahlensysteme und punktförmigen Leuchtstoffelementen in Dreiecksanordnungen eingesetzt werden. Es ist bekannt, daß Wicklungen, die ein Quadrupol-Magnetfeld, in Verbindung mit dem Ablenkungsjoch verwendet werden können, um die Konvergenz von in einer Ebene verlaufenden Strahlen zu erreichen. Im allgemeinen müssen Quadrupolwicklun-

J5 gen mit Wellenformen sowohl mit der Zeilenablenkungsfrequenz als auch der Bildabtastfrequenz erregt werden, und es sind eine Anzahl einstellbarer Steuerelemente erforderlich, um die gewünschte Konvergenz der Strahlen zu erreichen. Alternativ kann zusätzlich zu der Quadrupolwicklung der Abtaststrom durch die Ablenkwicklungen selbst gesteuert werden, um die Konvergenz zu erreichen. Diese Lösung erfordert jedoch ebenfalls eine Anzahl justierbarer Einstelielemente, die alle zu den Kosten und der Kompliziertheit bei der Herstellung und Wartung des Fernsehempfängers beitragen.

In der US-PS 38 00 176 ist ein System beschrieben, das eine Selbstkonvergenz von drei in einer Ebene liegenden Strahlen einer Farbbildröhre ohne die Verwendung einer dynamischen Konvergenzeinrichtung liefert Dort ist auch ausgeführt, daß bei Bildröhren mit verhältnismäßig großem Bildschirm, beispielsweise mit einer Schirmdiagonalen von etwa 63 cm, erwünscht sein kann, eine vereinfachte dynamische Konvergenzeinrichtung zu verwenden, um die Strahlen an allen Punkten des Bildschirms konvergieren zu lassen. Die Selbstkonvergenz der drei Strahlen dieser In-line-Röhre wird durch Erzeugung eines astigmatischen Ablenkfeldes erzeugt, wobei das Feld sich aus einem durch horizontalfrequente Ströme erzeugten kissenförmigen Abteil und einem durch vertikalfrequente Ströme erzeugten tonnenförmigen Anteil zusammensetzt Dieser Astigmatismus wird durch die L.eitsrverteilung der Wicklungskomponenten bewirkt und beeinflußt, die um den Halsbereich der Bildröhre herum angeordnet sind. Die Selbstkonvergenz ist außerordentlich erwünscht, da sie den Aufwand für die dynamische Konvergenzschaltung und den damit verbundenen Bauaufwand und den Justieraufwand eliminiert oder im Fall vereinfachter, dynamischer Konvergenzsysteme stark reduziert

Auch in der US-PS 28 66 125 wird eine In-Line-Röhre beschrieben, bei der die Strahlkonvergenz an allen Punkten des Bildschirmes mit Hilfe eines selbstkonverßierenden Ablenkjoches bewirkt wird, dessen Leiterverteilung so gewählt ist, daß die gewünschten selbstkonvergierenden, miteinander abwechselnden kissen- und tonnenförmigen Magnetablenkfelder erzeugt werden. Ferner ist in der älteren DT-OS 24 28 047 eine In-Line-Bildröhre beschrieben, bei der das Strahlsystem

Ίο mit länglichen öffnungen zur Vorverzerrung der Strahlen ausgebildet ist, damit elliptische Verzerrung des Auftreffpunktes infolge Einwirkung der Ablenkfelder verringert werden. Ferner ist in Kombination hiermit ein dynamisch erregter Elktromagnet vorgese-

''S hen, der ein Quadrupolfeld erzeugt, mit Hilfe dessen die Auswirkungen der elliptischen Vorverzerrung der Strahlauftreffpunkte im Mittelbereich des Bildschirmes korrigiert werden sollen.

Bei Bildröhren mit größeren Ablenkwinkeln, beispielsweise HO Grad, und größeren Bildschirmen, beispielsweise 63 cm Schirmdiagonale, kann die Elektronenstrahlform jedoch unabhängig davon, ob eine vereinfachte dynamische Konvergenzeinrichtung zusjunmen mit einer Selbstkonvergenz erzeugfinden Wicklungskomponenten verwendet wird, in unerwünschter Weise von einem kreisförmigen Punkt an dem Mittelbei-eich des Bildschirmes in eine horizontale Ellipse — je nach Abstand von der horizontalen Ablenkachse — verzerrt sein. Unter diesen Bedingungen kann die horizontale Auflösung des Sichtgerätes bis zu einem Maße beeinträchtigt sein, daß das reproduzierte Bild im kommerziellen Bereich unannehmbar ist

Bei den vorstehend erläuterten selbstkonvergierenden Systemen mit astigmatischen Ablenkfeld tritt jedoch eine unerwünschte Defocussierung Jer Elektronenstrahlen auf, die zwar bei Bildröhren mit relativ kleinem Bildschirm toleriert werden können, bei großen Bildschirmen jedoch die Biläqualität erheblich beeinträchtigen. Die spezielle Art dieser Defocussierung wird im Laufe der nachfolgenden Beschreibung anhand einiger Darstellungen noch näher erläutert werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, Auswirkungen solcher unerwünschter Defocussierungen zu vermindern bzw. zu beseitigen ohne daß zur Korrektur von Vorverzerrungen der Strahlen im Mittelbereich des Schirmes dynamisch erregte Quadrupolwicklungen erforderlich wären. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst

Ein derartig ausgebildetes Ablenkjoch erzeugt ein besonderes kissenförmig verzerrtes Horizontalablenkfeld, auf Grund dessen die Strahlen längs der Horizontalachse konvergieren. Bei einer In-Line-Röhre, auf welche sich die Erfindung bezieht, verlaufen bekanntlich die Schlitze der Lochmaske und die Leuchtstoffstreifen des Bildschirmes in senkrechter Richtung, so daß geringfügige Strahlverschiebungen in senkrechter Richtung bei weitem nicht so gravierend sind wie Strahlverschiebungen in waagerechter Richtung, wo die Schlitze und die Leuchtstoffstreifen erheblich geringere Abmessungen haben. Hier führen geringfügige Konvergenzfehler bereits zu störenden Farbverschiebungen, so daß die Ausbildung des horizontalen Ablenkfeldes wesentlich wichtiger ist als das Ablenkfeld in vertikaler Richtung, das bei weitem nicht so kritisch ist, da bei gleicher Strahlverschiebung die prozentuale Abweichung bezogen auf dio Ausdehnung der Leuchtstoffelemente in Richtung der Abweichung erheblich geringer ist als bei horizontalen Strahlabweichungen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bringen bereits deutliche Verbesserungen der Farbeinheit, wenn sie nur für das horizontale Ablenkfeld angewandt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der erläuterten Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Übersichtschnittdarstellung durch ein Farbbildsichtgerät;

Fig.2a bis 2c die horizontalen Ablenkmagnetfelder, die bei dem Sichtgerät von F i g. 1 verwendet werden;

F i g. 3a bis 3c die vertikalen Ablenkmagnetfelder, die bei dem Sichtgerät von F i g. 1 verwendet werden;

Fig.4 ein Quadrupolmagnetfeld, das bei dem Sichtgerät von F i g. 1 verwendet wird;

Fig.5 Darstellungen eines Strahlauftreffpunktes auf dem Bildschirm ohne Anwendung der Erfindung;

F i g. 6a bis 6c ein Elektronenstrahlsystem, das in dem Sichtgerät von F i g. 1 verwendet wird;

Fig.7 Darstellungen des Strahlauftreffpunktcs auf dem Bildschirm in dem Sichtgerät von F i g. 1 und bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmea

Fig.8a und 8b die Leiterverteilung eines Ablenkjoches, das sich für die Verwendung in dem Sichtgerät von F i g. 1 eignet

F i g. 1 zeigt in Draufsicht einen Schnitt eines Sichtgerätes gemäß der Erfindung. Eine Farbbildröhre 20 weist einen Glaskolben 70 und eine Frontplatte 21 auf. Auf der Innenseite der Oberfläche der Frontplatte 2t sind eine Reihe von sich wiederholenden Gruppen von blauen, grünen und roten Leuchtstoffelementen 22a, 226 und 22c angeordnet. In dem Halsbereich der Bildröhre 20 ist ein Eiektronenstrahlsystem 25 angeordnet, das drei in einer Ebene angeordnete, horizontale Strahlen B, G und R erzeugt, die durch öffnungen 24 einer Lochmaske 23 hindurchtreten, um auf entsprechende Farb-Leuchtstoffelemente aufzutreffen. Um den Hals der Bildröhre 20 ist ein Ablenkjoch mit einem Ferritkern 26 angeordnet, um den Leiter 27 gewickelt sind, die die vertikale und die horizontale Ablenkspule bilden. Das Ablenkjoch selbst kann Leiter zur Erzeugung eines Quadrupolmagnetfeldes aufweisen, die noch beschrieben werden. Hinter dem Ablenkjoch ist um den Hals der Bildröhre eine statische Konvergenzeinrichtung 28 angeordnet, die einstellbare Quadrupolfelder und hexapolare Felder erzeugt, um die zwei außen liegenden Elektronenstrahlen gegenüber dem mittleren Elektronenstrahl auszurichten. Hinter der statischen Konvergenzeinrichtung 28 ist eine Einstellvorrichtung 29 für die Farbeinheit vorgesehen. Diese Vorrichtung kann zwei drehbare Metallringe aufweisen, von denen jeder über seinen Durchmesser mit entgegengesetzten Polen magnetisiert ist. Die Vorrichtung 29 mit den Ringen für die Einstellung der Farbeinheit dient dazu, alle drei in einer Ebene angeordneter Strahlen gemeinsam zu bewegen. Es ist zu beachten, daß die statische Konvergenzeinrichtung 28 und die Vorrichtung 29 getrennte Anordnungen sein können, wie es hier gezeigt ist, oder sie können auch in einer Anordnung kombiniert sein.

F i g. 2a zeigt das Ablenkfeld, das von der Ablenkjocheinrichtung von F i g. 1 erzeugt wird und das erforderlich ist, um die Elektronenstrahlen horizontal abzulenken und gleichzeitig eine Selbstkonvergenz der Strahlen entlang der horizontalen Ablenkachse ohne das Erfordernis einer zusätzlichen dynamischen Konvergenzkorrektureinrichtung zu erzeugen. Es ist ersichtlich, daß die magnetischen Flußlinien 30 ein kissenförmiges Ablenkfeld bilden, dessen Intensität in horizontaler Richtung mit zunehmendem Abstand von der Mitte des Feldes zunimmt. Das horizontale Gesamtablenkfeld, das in F i g. 2a gezeigt ist, besteht im wesentlichen aus der Überlagerung der Teilfelder, die in den Fig. 2b und 2c gezeigt sind. In Fig. 2b ist ein gleichförmiges Ablenkfeld, beispielsweise das integrierte Feld, das von den horizontalen Ablenkspulen erzeugt wird, gezeigt, das einen anisotropen Astigmatismus hat. Die Ablenkkraft steht unter einem rechten Winkel zu den vertikal angeordneten, gleichförmigen Flußlinien 33. Solch ein gleichförmiges Feld, das auf drei Elektronenstrahlen wirkt, die auf die Mitte des Leuchtschirmes durch eine herkömmliche, statische Konvergenzeinrichtung gesammelt werden, würde zu

Strahlen führen, die überkonvergent sind, da sie von der Mitte des Leuchtschirmes in einer horizontalen Richtung abgelenkt werden, da das Bildfeld gekrümmt ist. Um die Strahlen entlang der horizontalen Achse konvergent zu machen, muß eine Kraft auf die Strahlen ausgeübt werden, um sie auseinanderzuziehen, so daß die durch die Bildfeldkrümmung erzeugte Überkonvergenz kompensiert wird. Dies kann, wie in der US-PS 38 00 176 beschrieben ist, dadurch erreicht werden, daß das horizontale Gesamtablenkfeld astigmatisch gemacht Insbesondere muß das Feld in horizontaler Richtung einen negativen, isotropen Astigmatismus haben, wie in F i g. 2a gezeigt ist Dieses astigmatische Feld kann auf verschiedene Weise erreicht werdea

Wie in F i g. 2c gezeigt ist kann ein hexapolares Feld durch die Energie der dritten Oberwelle der Horizontal-Ablenkspulenerregung dadurch erzeugt werden, daß die Leiter der Spule in dem Ablenkjoch entsprechend angeordnet werden. Ein Beispiel für eine geeignete Leiterverteilung ist in den F i g. 8a und 8b gezeigt. Die Flußlinien 31 von Fig.2c sind entlang den Linien 32 konzentriert und ergeben in Kombination mit dem gleichförmigen Feld von Fig.2b das erforderliche, astigmatische Ablenk- und Selbstkonvergenzfeld von Fig.2a. Statt eines hexapolaren Feldes kann eine Quadrupolwicklung, die auf dem Ablenkjoch zusammen mit den Ablenkspulen gewickelt ist oder die eine getrennte Wicklung aufweisen kann, um die Bildröhre herum neben dem Ablenkjoch gewickelt ist zur Erzeugung einer nicht gleichförmigen Feldkomponente verwendet werden, um die Selbstkonvergenz zu erreichen. Die vier Pole solch einer Wicklung wurden dann um etwa 45 Grad gegen die horizontale und die vertikale Ablenkachse versetzt angeordnet Das richtige Feld wird dann erzeugt wenn diese Wicklung durch einen Strom mit der Frequenz der horizontalen Ablenkung erregt wird. Beispielsweise würde die Quadrupolwicklung einen im allgemeinen parabolischen Strom und die hexapolare Wicklung einen Sägezahnstrom erfordern, der der normale Abtaststrom ist

Selbstverständlich müssen die drei Strahlen an allen Punkten auf dem Raster und nicht nur entlang der horizontalen Achse konvergent gemacht werden. Selbst wenn die Strahlen entlang der horizontalen Achse entsprechend den Erläuterungen in Zusammenhang mit den dadurch F i g. 2a bis 2c konvergent gemacht werden, sind die Strahlen in den Ecken des Rasters und an den Enden der senkrechten Ablenkachse überkonvergent und zusätzlich tritt ein im angelsächsischen Sprachgebrauch mit »trapezoidal distortio« bezeichneter Zustand ein, in dem die von den drei Strahlen geschriebenen Zeilen außerhalb der beiden Ablenkachsen nicht mehr zusammenfallen: (in Richtung auf die vier Bildecken zu fächern also die roten, blauen und grünen Zeilen zunehmend auseinander). Zar Korrektur derartiger Konvergenzfehler muß man den Astigmatismus des Vertikalablenkfeldes entsprechend wählen.

Die Fig.3a bis 3c zeigen die Eigenschaften des vertikalen Ablenkfeldes. Fig.3a zeigt das gesamte Ablenkfeld, das tonnenförmig ist und daher einen positiven, vertikalen, isotropen Astigmatismus zeigt. Die Flußlinien 34 liegen zur Mitte des Feldes hin dichter, und die Feldintensität nimmt in vertikaler Richtung mit dem Abstand von der Mitte ab. Das Feld übt eine Kraft auf die drei Strahlen aus, die versucht die horizontale Oberkonvergenz der Strahlen in den Ecken und an den oberen und unteren Randbereichen des Leuchtschirmes zu korrigieren. Das Feld von Fig.3a besteht aus einer

Überlagerung der Felder der F i g. 3b und 3c.

In Fig.3b ist ein gleichförmiges, vertikales Ablenkfeld gezeigt, das Flußlinien 35 aufweist, die sich in horizontaler Richtung erstrecken. Solch ein anastigma-

;, tisches Feld würde die Strahlen ablenken, aber die horizontale Überkonvergenz und die erwähnten Farbzeilenauffächerungen in den oberen und unteren Randbereichen des abgetasteten Rasters nicht korrigieren. F i g. 3c zeigt ein hexapolares Feld mit Flußlinien 36,

,ο das zu einer Konzentrierung des Feldes in den Richtungen der Pfeile an den Linien 37 führt Dieses Feld erzeugt eine Ungleichförmigkeit die bei Überlagerung mit dem gleichförmigen Feld von Fig.3b das gewünschte Konvergenz- und Ablenkfeld von F i g. 3a

,₅ erzeugt. Das hexapolare Feld von Fig.3c wird durch die Harmonischen der Energie in den vertikalen Ablenkspulen bei Erregung der Spulen erzeugt und sie können durch eine geeignete Anordnung der in den vertikalen Ablenkspulen enthaltenen Leiter um den Ferritkern des Ablenkjoches erzeugt werden, wie in den F ig. 8a und 8b gezeigt ist.

Ähnlich, wie bei dem horizontalen Ablenkfeld beschrieben wurde, kann das tonnenförmige, vertikale Feld dadurch erzeugt werden, daß die Ungleichförmig- ₅ keit durch andere Mittel als durch Steuerung der Verteilung der Ablenkspulenwicklung aufgebracht wird. Beispielsweise können die vertikalen Spulen so gewickelt sein, daß ein anastigmatisches Feld gemäß F i g. 3b erzeugt wird, und eine Quadrupolwicklung kann verwendet werden, die auf dem Ablenkjoch liegt oder als getrennte Wicklung neben dem Ablenkjoch angeordnet ist Die Quadrupolwicklung wäre dann mit ihren Polen unter etwa 45 Grad zwischen der horizontalen und der vertikalen Ablenkachse angeord net wie in F i g. 4 gezeigt ist

In der US-PS 38 00176 ist eine Anordnung beschrieben, die vollständig selbstkonvergierend ist Dies bedeutet daß keine dynamische Konvergenzeinrichtung erforderlich ist Die in an sich bekannter Weise erregten Ablenkspulenwicklungen werden so ausgeführt daß die erforderlichen, speziellen, astigmatischen Felder geliefert werden, um die Strahlen konvergent zu machen. In solch einer Anordnung wird, wenn diese in Bildröhren mit kleinen Bildschirmen verwendet wird, im wesentlichen eine Konvergenz an allen Punkten des Bildschirmes dadurch erzielt daß die Konvergenzbedingung so ausgeglichen wird, daß die Strahlen an den Enden der horizontalen Ablenkachse etwas unterkonvergent und an den Enden der vertikalen Ablenkachsen etwas überkonvergent sind. Dieser Kompromiß, der zu Kostenersparnissen und geringerem Bauaufwand führt in dem alle dynamischen Konvergenzeinrichtungen und die zugehörige Apparatur und Bedienungseinstellungen eliminiert werden, führt auch zu kommerziell akzepta blen, reproduzierten Bildern auf dem Bildschirm. Bei größeren Bildschirmen mit einem größeren Abstand zwischen der Ablenkebene C (Fig. 1) und denn Bildschirm, beispielsweise bei einer Bildröhre mit einem Bildschirm, dessen Abmessung in der Diagonalen 63 cm beträgt werden jedoch jegliche Konvergenzfehler vergrößert und können zu einem nicht annehmbaren Bild führen. In dieser Situation kann die Eigenschaft der Selbstkonvergenz durch eine vereinfachte, dynamische Konvergenzeinrichtung ergänzt werden, bei der die 6s dynamische Konvergenz nur entlang einer Ablenkachst: benutzt wird. Mit solch einer Anordnung können die horizontalen Ablenkspulen so ausgeführt werden, dall die Selbstkonvergenz entlang der horizontalen Ablenk-

achse erreicht wird. Die vertikalen Ablenkspulen können so ausgeführt werden, daß in den Ecken keine Farbzeüenauffächerung auftritt. Dadurch bleiben die vertikalen Linien überkonvergent entlang den oberen und unteren Bereichen des Rasters. Diese Fehler müssen so verteilt werden, daß eine vereinfachte, dynamische Konvergenzeinrichtung sie korrigieren kann. Eine Quadrupolwicklung, die ein Quadrupolmagnetfeld erzeugt und in Fig.4 gezeigt ist, kann diese Überkonvergenzfehler korrigieren, in Fig.4 konzentrieren die Flußlinien 38 das Feld im allgemeinen in Richtung der Pfeile an den Linien 39. Dieses Quadrupolfeld dient dazu, die vertikalen Linien in horizontaler Richtung konvergent zu machen, so dab das gesamte Raster konvergent gemacht wird. Eine ,₅ erhebliche Kosteneinsparung wird immer noch erreicht, ohne Abstriche in den Betriebseigenschaften machen zu müssen, da keine Ströme mit der horizontalen Frequenz oder zur Erzielung einer dynamischen Konvergenz an den Ecken erforderlich sind. Dadurch wird die Notwendigkeit für herkömmliche, dynamische Konvergenzelektromagneten und ihre Stromversorgungsschaltungen eliminiert Wiederum sind die Einrichtungen zur Erzeugung des Quadrupolfeldes für die vereinfachte dynamische Konvergenzeinrichtung nicht Gegenstand der Erfindung. Dieses Feld kann durch zusätzliche Leiterwindungen erzeugt werden, die auf dem Ablenkjoch gewickelt sind, wie in den Fig.8a und 8b gezeigt ist. Das Quadrupolfeld kann auch durch eine Wickhing erzeugt werden, die um die Bildröhre neben dem Joch herunt angeordnet ist, in dem man den Strom durch die vertikalen Ablenkspulen ungleich verteilt

Zusätzlich zu der Ausführung der Ablenkspulen zur Erzeugung von Ablenkfeldern, die die Strahlen konvergent machen, ist in der US-PS 38 00176 beschrieben, daß die Mitte des Ablenkfeldes auf den mittleren der drei in einer Ebene angeordneten Elektronenstrahlen ausgerichtet werden kann, um den Konvergenzzustand entlang den Rändern des Bildschirmes abzugleichen. Dazu wird das Ablenkjoch so ausgeführt _daßsein kleinster Innendurchmesser in der Größenordnung von 1 bis 3 mm größer als der Außendurchmesser des HatbscEte" des Glaskolbens der Bildröhre .st um die das Ablenkjoch montiert ist Das Joch kanr.dann unter einem rechten Winkel quer zu der Achse des mittleren Strahles bewegt werden, so daß die ^^ telachse des Ablenkfeldes mit der Achse des mittlren Strahles zusammenfällt Das Joch kann auch, wenn erforderlich, gekippt werden, um die Ausrichtung zu bewirken, die zu einer optimalen Konvergenz.fuhrtDas Joch wird dann in der ausgerichteten Position durch

Hektronen^trahl-Ablenkfeldes so zu verschiee es zur optimalen Konvergenz auf den mittleren Strahl ausgerichtet ist Dies kann durch Einfügen einer Reihenimpedanz an einer der Spulenhalften oder durch Nebenschluß von einem Teil des Ablenkstromes um eine der Spulenhälften erreicht werden. _n]anaren

Oben Wurden einige Abwandlungen von coplanaren Sichtgerät beschrieben, bei ^.^SS Polstücke verwendet werden, die eine RichtwnIcung auf die FluBlinien zur Erzeugung ^^"^,^on ausüben. Bei all diesen Geräten werden d,e Selbstkon vergenz allein, die Selbstkonvergenz mit einer vereinfachten dynamischen Konvergenz oder anastigmatische Ablenkspulen ähnlich den Spulen, die in herkömmlichen Bildröhren mit Elektronenstrahlsystem mit einem Dreieck angeordneten Elektronenstrahlen eingesetzt werden, in Kombination mit einer Quadrupolwicklung verwendet, die sowohl bei der vertikalen als auch bei der horizontalen Abtastfrequenz erregt werden, um das erforderliche, astigmatische Koivergenzfeld zu erzeugen. Die Selbstkonvergenz- oder die vereinfachten Konvergenzeinrichtungen werden als Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet, und es isi zu beachten, daß die oben beschriebenen Einrichtungen Beispiele für Selbstkonvergenzeinrichtungen sind, die als Teil der Erfindung verwendet werden können.

Es gibt eine unerwünschte Eigenschaft der oben beschriebenen Selbstkonvergenz- und der vereinfachten Konvergenzetnrichtungen, die darin besteht, daß die einzelnen Elektronenstrahlen defokussiert werden, was hauptsächlich auf dem astigmatischen Ablenkfeld beruht. Dies führt zu keinem erheblichen Problem bei Bildröhren mit kleinerem Bildschirm, bei Bildröhren mit großem Bildschirm kann diese Eigenschaft jedoch die Bildqualität erheblich beeinträchtigen. Insbesondere wird jeder der Strahlen in vertikaler Richtung zusammengedrückt und in horizontaler Richtung gedehnt, während er in einer horizontalen Richtung abgelenkt wird, so daß der Strahlpunkt eine Ellipse bildet Die Ellipsenform wird als eine Funktion des Strahlabstandes von der Mitte des Bildschirmes in horizontaler Richtung immer stärker. Dies ist in F i g. 5 gezeigt wo die Formen des Strahlpunktes an verschiedenen Stellen in dem oberen rechten Quadranten eines Bildschirmes 40 gezeigt sind.

Gemäß F i g. 5 ist der Strahlpunkt 41 an der Mitte des Schirmes rund. Der im wesentlichen runde Strahl wird von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem erzeugt und auf den Schirm fokussiert Die in Form von Abmessungen angegebenen Zahlen bedeuten das Maß an Elliptizität oder Verzerrung des Bildpunktes an den verschiedenen Stellen. Es ist zu beachten, daß sich die Größe des Strahlpunktes mit der Menge des Strahlstromes in dem Strahl ändert. Der Strahlstrom variiert als Funktion des Videosignals, das an das Elektronenstrahlerzeugungssystem angekuppelt wird. Beispielsweise kann der Strahlpunkt bei einer Bildröhre mit großem Schirm und großem Ablenkungswinkel von einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 2 mm bis zu einem Kreis mit einem Durchmesser von etwj 4,5 mm an der Mitte des Bildschirmes variieren. Die Größe des Strahlpunktes ändert sich proportional ar den anderen Stellen auf dem Bildschirm. An dem Ende der horizontalen oder X-Ablenkachse hat der Strahl punkt 43 die Form einer Ellipse, deren Hauptachse eir MaB von 7,5 gegenüber einem Maß von 4,5 an der Mittf des Bildschirmes hat Der Punkt 44 an der Ecke hat eil Maß von 8,5 an der Hauptachse der Ellipse. Am oberei Ende der vertikalen oder V-Ablenkachse ist de Strahlpunkt 42 nicht erheblich gegenüber dem Strahl punkt an der Mitte geändert Offenbar zeigen dii Punkte 43 und 44 eine Verschlechterung in de Punktform, die ausreicht, um die horizontale Auflösunj nachteilig zu beeinflussen, Die erfindungsgemäß Anordnung gestattet die Verwendung des sehr er wünschten, selbstkonvergierenden Ablenksystems ohn die unerwünschte Defokussierung in jedem de Elektronenstrahlen.
Die F i g. 6a bis 6c zeigen ein Elektronenstrahlerzeu

7no«n/Ai

gungssystem, das sich für die Verwendung in der erfindungsgemäßen Anordnung eignet. Allgemein liefert das Eiektronenstrahierzeugungssystem drei in einer Ebene angeordnete Elektronenstrahlen, die in vertikaler Richtung elliptisch geformt sind und mit der oben beschriebenen Selbstkonvergenzeinrichtung oder der vereinfachten Konvergenzeinrichtung verwendbar sind, um die auf der Ablenkung beruhende Defokussierung der Strahlen erheblich zu reduzieren.

In Fig.6a weist das Elektronenstrahlerzeugungssystem 25 zwei Trägerstäbe 50 aus Glas auf, auf denen die verschiedenen Gitterelektroden montiert sind. Diese Elektroden weisen drei unter gleichen Abständen angeordnete, coplanare Kathoden 51 (eine für jeden Strahl), eine Steuergitterelektrode 52, eine Schirmgitterelektrode 53, eine erste Beschleunigungs- und Fokussierungselektrode 54, eine zweite Beschleunigungs- und Fokussierungselektrode 55 und eine Abschirmkappe 56 auf. Alle diese Komponenten sind unter Abständen entlang den Glasstäben 50 in der genannten Reihenfolge angeordnet.

Jede Kathode 51 weist eine Kathodenbuchse 57 auf, die an dem vorderen Ende durch eine Kappe 58 verschlossen ist, die an ihrem Ende einen Überzug 59 aus einem Elektronen emittierenden Material hat. Jede Buchse ist auf einer Kathodenträgerröhre 60 gelagert. Die Röhren 60 sind auf den Stangen 50 durch vier Streifen 61 und 62 getragen. Jede Kathode 51 wird durch eine Heizspule 63 indirekt geheizt, die in der Buchse 57 angeordnet ist und mit Schenkeln 64 an Heizstreifen 65 und 66 angeschweißt ist, die durch Zapfen 67 auf den Stangen 50 montiert sind.

Die Steuer- und Schirmgitterelektroden 52 und 53 sind zwei nahe beieinander auf Abstand (etwa 0,23 mm auseinander) angeordnete, flache Platten, die jeweils drei öffnungen 68/?,68Gund 68ßund 69R, 69Gund 69 ß respektive haben, die mit den Überzügen 59 der Kathoden zentriert und mit den öffnungen aufeinander entlang einem mittleren Strahlweg 70G und zwei äußeren Strahlwegen 7OR und 70B ausgerichtet sind, die sich zu dem Bildschirm 21 erstrecken. Die äußeren Strahlwege 70R und 70ß haben gleiche Abstände von dem mittleren Strahlweg 7OG.

Vorzugsweise liegen die anfänglichen Abschnitte der Strahlwege 70Ä, 7OG und 70S im wesentlichen parallel zueinander und unter einem Abstand von etwa 5 mm.

Die erste Beschleunigungs- und Fokussierungselektrode 54 weist einen ersten und einen zweiten becherförmigen Teil 71 bzw. 72 auf, die an ihren offenen Enden miteinander verbunden sind. Der erste becherförmige Teil 71 hat drei öffnungen 74R, 74G und 74ß mittlerer Größe (etwa 1,5 mm) nahe bei der Gitterelektrode 53, die mit den drei Strahlwegen 7QR, 7OG bzw. 705 ausgerichtet sind. Der zweite, becherförmige Teil 72 hat drei große Öffnungen 75R, 75G und 75B (etwa 4 mm), die ebenfalls mit den drei Strahlwegen fluchten.

Die zweite Beschleunigungs- und Fokussierungselektrode 55 ist ebenfalls becherförmig ausgebildet und weist eine Grundplatte 76, die nahe bei (etwa 1,5 mm) der ersten Beschleunigungselektrode 54 angeordnet ist und eine Seitenwand oder einen Flansch 77 aufweist, der sich nach vorne zu dem Bildschirm erstreckt Die Grundplatte 76 hat drei öffnungen 78Ä, 78G und 78Ä, die vorzugsweise etwas größer (etwa 4,4 mm) als die danebenliegenden öffnungen 75Ä, 75G und 75B der Elektrode 54 sind. Die mittlere öffnung 78G fluchtet mit der danebenliegenden, mittleren öffnung 75G(und dem mittleren Strahlweg 70G), um ein im wesentlichen symmetrisches, elektrisches Strahlfokussierungsfeld zwischen den öffnungen 75 G und 78G zu erzeugen, wenn die Elektroden 54 und 55 an verschiedene Spannungen gelegt werden. Die zwei äußeren Offnungen 78/? und 78ß sind geringfügig nach außen in bezug auf die entsprechenden, äußeren Offnungen 75/? und 75ß versetzt, um ein asymmetrisches, elektrisches Feld zwischen jedem Paar der äußeren öffnungen zu erzeugen, wenn die Elektroden 54 und 55 erregt werden,

ίο so daß jeder der äußeren Strahlen entlang den Strahlwegen 70/? und 7OB individuell in der Nähe des Bildschirmes fokussiert wird, und daß auch jeder der äußeren Strahlen zu dem mittleren Strahl entlang dem Strahlweg 70G auf einen gemeinsamen Konvergenz-

is punkt mit dem mittleren Strahl in der Nähe des Bildschirmes abgelenkt wird. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Versetzung der Strahlöffnungen 78/? und 78ß etwa 0,15 mm.

Um die oben beschriebene Abflachung des Strahles bei zunehmendem, horizontalen Ablenkwinkel zu korrigieren, wird in dem Elektronenstrahlerzeugungi system eine Vorverzerrung an jedem Strahl vorgenommen, so daß er an der Mitte des Bildschirmes vertikal defokussiert ist, wodurch sich eine vertikale Ausdehnung oder Verlängerung des unabgelenkten Strahlpunktes ergibt. Diese Vorverzerrung oder Verformung der Strahlen wird dadurch erzielt, daß man in vertikaler Richtung längliche oder vorzugsweise in vertikaler Richtung elliptische öffnungen in dem Elektronen-

Strahlerzeugungssystem verwendet. Bei dem gezeigten Elektronenstrahlsystem haben beide Gitter, die am nächsten bei den Kathoden liegen, dps heißt, die Steuergitterelektrode 52 und die Schirmgittereiektrode 53, in vertikaler Richtung elliptische öffnungen. Es

können jedoch auch andere geeignete Anordnungen verwendet werden, um den Strahlen die gewünschte Form zu geben. Die elliptische Form der öffnungen 68/?, 68Gund 685in dem Steuergitter 52 ist in Fig.6b gezeigt Die elliptische Formgebung der öffnungen 69Λ,

69G und 69 ß in dem Schirmgitter 53 ist in Fig.6c gezeigt Selbstverständlich hängt das erforderliche Maß an Elliptizität von dem speziellen Bildröhrentyp ab. Bei einer 63 cm Bildröhre mit in einer Ebene angeordneten Elektronenstrahlen und V 110°, wie sie oben beschrieben wurde, bei der der Strahlpunkt eines Randelektronenstrahls eine Elliptizität von 2,9/1,0 bei Fehlen der erfindungsgemäßen Maßnahmen hat liefert eine in vertikaler Richtung elliptische öffnung mit einer Elliptizität von 1,6/1,0 für den mittleren Strahl eine ausreichende Vorformgebung für den Strahl, um einen im wesentlichen runden Strahl an dem Rand des Bildschirmes zu erhalten. Typische Abmessungen der öffnung, die diese Bedingungen an die Elliptizität erfüllen, sind ein Durchmesser von etwa 0,5 mm in

SS horizontaler Richtung und ein Durchmesser von etwa 0,8 mm in vertikaler Richtung.

Der Effekt der erfindungsgemäßen Anordnung auf den Strahlpunkt der auf dem Bildschirm zu beobachten ist ist in Fig.7 gezeigt wobei die erfindungsgemäße

Anordnung ein Selbstkonvergenz- oder ein vereinfachtes Konvergenz-Ablenksystem und ein Elektronenstrahlerzeugungssystem aufweist, das in vertikaler Richtung elliptisch geformte Strahlen erzeugt In F i g- 7 sind die Strahlpunkte in dem oberen rechten Quadran-

ten 40 des Leuchtschirmes ähnlich wie in F i g. 5 gezeigt In der Mitte des Schirmes an dem Kreuzungspunkt zwischen der horizontalen und der vertikalen oder der X- und der V-Ablenkachse ist der Strahlounkt 41' eine

in vertikaler Richtung ausgerichtete Ellipse mit einem Achsenverhältnis, wie es in Fig.7 angegeben ist. Diese vertikale Ellipse wird beibehalten und wird jedoch in ihrer Größe an dem Ende der vertikalen Ablenkachse etwas vergrößert, wie durch den Strahlpunkt 42' dargestellt ist. Die erheblichen Verbesserung ist an dem Ende der horizontalen Achse und in der Ecke zu beobachten, indem man die Strahlpunkte 43' und 44' mit den entsprechenden Strahlpunkten 43 und 44 in F i g. 5 vergleicht. Die Abmessungen der in horizontaler Richtung elliptischen Strahlpunkte entlang ihren Hauptachsen sind erheblich reduziert Dadurch ergibt sich ein erhöhtes Auflösungsvermögen für das System, so daß ein befriedigend reproduziertes Bild dem Betrachter dargeboten wird. In den restlichen drei Quadranten des Bildschirmes ist der Effekt auf die Strahlen ähnlich.

Die elliptischen öffnungen in der Steuerelektrode 52 und der Schirmelektrode 53 (F i g. 6a bis 6c) geben den drei in einer Ebene angeordneten Strahlen ihre in vertikaler Richtung elliptische Form. Diese elliptischen Strahlen werden dann durch die im wesentlichen kreisförmigen Fokussierungs- und Beschleunigungselektroden 54 und 55 fokussiert. Die vertikal liegenden Hauptstrahlen jedes Strahls kreuzen sich in einer horizontalen Linie, die weiter von den Kathoden entfernt liegt als die vertikale Linie, in der sich die horizontal liegenden Hauptstrahlen überkreuzen, was auf der Wirkung des Fokussierung if eldes auf die elliptischen Strahlen beruht Um eine minimale Abmessung des Strahlpunktes in horizontaler Richtung auf dem Leuchtschirm zu erhalten, wird die Stärke der Hauptfokussierungslinse (das Fokussierungspotential, das an die Elektroden 54 und 55 angelegt wird) so eingestellt, daß die vertikale Oberkreuzungslinie auf dem Leuchtschirm abgebildet wird.

Fig. 8a zeigt die Wicklungsverteilung der Leiter in einem Quadranten eines ringförmigen Ablenkjoches, die sich als Teil der Erfindung für die Verwendung bei einem Sichtgerät eignet, das eine Bildröhre mit einem Ablenkungswinkel von 110 Grad und einen Bildschirm mit 63 cm in der Diagonalen aufweist. Die Referenzlinien X und Y zeigen die horizontale bzw. die vertikale Ablenkachse des ringförmigen Ablenkjoches an, das das

ίο Ablenkjoch F i g. 1 ist. Wie in F i g. 8a gezeigt ist, bilden die Leiter, die durch einen Kreis angedeutet sind, die das horizontale Ablenkfeld erzeugenden Windungen, Die durch ein X angedeuteten Leiter stellen die das vertikale Ablenkfeld erzeugenden Wicklungen dar, die durch ein Dreieck bezeichneten Leiter sind die Leiter, die eine getrennte, ein Quadrupolfeld erzeugenden Wicklungsabschnitt bilden, die ringförmig um den Kern des Ringjoches gebildet sind. Wie in Fig.8a dargestellt ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel vier Lagen von Leitern vorgesehen, die in der dargestellten Weise unter Abstand liegen und angeordnet sind, um die gewünschten Windungsabschnitte der Spule zu bilden.

F i g. 8b zeigt graphisch die Anordnung der Leiterverteilung W eines Ablenkjoches, die in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet wird. Es ist zu beachten, daß der Abschnitt Wm jedem der Quadranten I bis IV der gleiche ist, wie in F i g. 8a gezeigt ist. Jeder Abschnitt erstreckt sich umfangsmäßig um den Umfang des Kerns von der X-Achse zu der Y-Achse in jedem der Quadranten. Diese Leiter sind ringförmig um den Ferritkern 26 gewickelt. Die zurückführenden Leiter, die an dem Außenumfang des Kerns 26 erscheinen würden, sind in F i g. 8b nicht gezeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbbildsichtgerät mit einer In-Line-Farbbildröhre und einem auf deren Hals montierten Ablenkjoch für die horizontale und vertikale Strahlenablenkung und mit einer statischen Konvergenzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Wicklungsleiter des Ablenkjoches (26,27) derart gewählt ist, daß das horizontale Ablenkfeld kissenförmig und in solcher Größe erzeugt wird, daß die drei Strahlen im wesentlichen längs der horizontalen Ablenkachse konvergieren und jeder Strahl bei horizontaler Ablenkung auf dem Mittelbereich des Schirmes am Auftreffpunkt in horizontaler Richtung verzerrt wird, und daß die öffnungen wenigstens einer Gitterelektrode (68) des Strahlerzeugungssystems (25) im Sinne einer Reduzierung der durch das Ablenkfeld bewirkten horizontalen Strahlverzerrung in vertikaler Richtung elliptisch ausgebildet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterverteilung des Ablenkjoches (26„ 27) ferner so gewählt ist, daß ein tonnenförmiges, vertikales Ablenkfeld einer Größe erzeugt wird, bei der im Zusammenwirken mit dem kissenförmigen, horizontalen Ablenkfeld die Strahlen an allen Punkten des Rasters im wesentlichen konvergieren.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkjoch (26, 27) zur Verbesserung der Konvergenz der Strahlen an allen Punkten des Rasters eine ein Quadrupolmagnetfeld erzeugende Einrichtung aufweist

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterverteilung der vertikalen Spulen so gewählt ist, daß das kissenförmige horizontale Ablenkfeld erzeugt wird.

5. Gerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterverteilung der horizontalen Spulen so gewählt ist, daß das tonnenförmige vertikale Ablenkfeld erzeugt wird.

6. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Quadrupolmagnetfcldes allein mit der Frequenz der vertikalen Ablenkung erregt wird.