DE2608620C3 - Konvergenzeinheit für eine Farbbildröhre vom In-line-Typ zur statischen Konvergenz der Elektronenstrahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Konvergenzeinheit für eine Farbbildröhre vom In-line-Typ zur statischen Konvergenz der Elektronenstrahlen, bestehend aus mindestens zwei um den Röhrenhals angeordneten Magneteinheiten mit sechspoliger Magnetisierung, deren Magnetfelder auf die Elektronenstrahlen einwirken.

Durch unvermeidliche Aufbauungenauigkeiten (Bautoleranzen), z. T. auch durch magnetische Streufelder, können Fehllandungen der Strahlen auf dem Bildschirm auftreten, die von der Ablenkung unabhängig sind. Sie können sich äußern als:
la: Vertikaler Versatz des Strahlenbündels gegenüber der Bildschirmmitte (das ergibt bei Ablenkung nicht nur eine entsprechende Rasterverschiebung, sondern auch eine Krümmung def horizontalen Linien).

Ib: Farbreinheitsfehler (Landung der Strahlen ganz oder teilweise auf dem falschen Leuchtstoffstrcifen).
2a: Fehlende Deckung des blauen mit dem roten

Auftreffpunkt (Konvergenzfehler Rot/Blau).
2b: Fehlende Deckung von Blau/Rot gegenüber

Grün (Rot/Blau konvergieren, aber Konvergenzfehler zwischen den beiden und Grün).

Zum Korrigieren dieser Fehler sind folgende Strahlenbewegungen erforderlich:

1. alle drei Strahlen gemeinsam
2a. Strahlen Rot und Blau gegeneinander
2b, Strahlen Rot und Blau gemeinsam gegen den Mittelstrahl Grün

Mit einer aus mehreren magnetischen Ringen zusammengesetzten Mehrpoleinheit lassen sich die genannten Fehler kompensieren. Sie wird auf dem Hals, dicht am und in Strahlrichtung vor dem Ablenkjoch angeordnet.

Um beide Außenstrahlen Blau und Rot gemeinsam in gleicher Richtung zu verschieben, wobei jeder nach Möglichkeit seine Lage nicht ändern soll, ist es bekannt, eine Mehrpoleinheit mit zwei magnetischen Ringen, die jede ein Sechspolfeld erzeuger, zu verwenden, siehe US-PS 3 725831.

Das kontinuierliche Einstellen der Felddichte und das Umkehren der Feldrichtung geschieht durch gegenseitiges Verdrehen dieser zwei gleich stark und gleichartig magnetisierten Ringe.

Für die Konvergenz von Blau und Rot gegen Grün ist sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Bewegungskomponente notwendig. Auch das läßt sich mit dieser bekannten Sechspolanordnung erreichen. Der Übergang von der horizontalen auf die vertikale Strahlverschiebung gschieht durch gemeinsames Verdrehen beider Ringe um 30°.

Das Einstellen ist aber insofern unbequem, weil die Außenstrahlen immer gleichsam bewegt werden.

Aus der US-PS 3290534 ist eine Deltaröhre, d. h. eine Farbbildröhre mit drei Elektronenstrahlen, die Elektronenstrahlerzeugersysteme aufweist, deren Achsen in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks liegen, mit einer Konvergenzeinheit bekannt, die eine Verschiebung des »blauen« Strahls in horizontaler Richtung, sogenannte Blau-J ateralverschiebung, erzeugt, und auch unter gleichzeitiger gegenläufiger Verschiebung der »roten« und »grünen« Strahlen. Diese »Blau-Lateraleinheit« umfaßt eine sechspolige Magneteinheit, die unsymmetrisch auf den Röhrenhals aufgesetzt ist.

Aus der US-PS 3701065 ist eine Konvergenzeinheit bekannt, die mit zwei Paaren dauermagnetischer Ferritringe arbeitet, um die statische Konvergenz der äußeren Elektronenstrahlen mit dem mittleren Elektronenstrahl einer Dreistrahl-Farbfernsehbildröhre zu bewirken. Die dauermagnetischen Ringe sind außerhalb des Halses der Farbfernsehbildröhre diametral angeordnet, wobei die Stärke und die Orientierung der von den Ringenpaaren erzeugten Zweipol-Magnetfelder einstellbar ist.

Ein Paar der dauermagnetischen Ringe muß den am nächsten liegenden Elektronenstrahl mit dem mittleren Elektronenstrahl konvergieren lassen. Das betreffende Ringpaar hat jedoch einen nicht vernachlässigbaren Einfluß auf die beiden anderen Elektronenstrahlen. Dieses Einstellen ist insofern unbequem, weil die Elektfönenstrahlen entlang kreisförmiger Bahnen bewegt werden.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Abgleichen eine= äußeren Elektronenstrahls möglichst unabhängig h5 von dem anderen äußeren Elektronenstrahl zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Konvergenzeinheit der eingangs genannten Art nach der Er-

findung die Magneteinheiten exzentrisch gegeneinander und exzentrisch um den Hals der Farbbildröhre derart angeordnet, daß die Rotationsachse der einen Magneteinheit in der Mitte zwischen dem einen äußeren Elektronenstrahl und dem mittleren Elektronenstrahl, dje Rotationsachse der anderen Magneteinheit in der Mitte zwischen dem anderen äußeren Elektronenstrahl und dem mittleren Elektronenstrahl liegen.

Wenn die Rotationsachse in der Mitte zwischen dem einen äußeren Strahl A und dem mittleren Strahl B liegt, übt die Magneteinheit eine gleichgerichtete Kraft zur Größe F auf die Strahlen A und S aus. Auf dem anderen äußeren Strahl C₁ der dreimal weiter von der Rotationsachse der Magneteinheit entfernt ist, wird infolge des quadratisch verlaufenden Feldes in der ringförmigen Magneteinheit eine Kraft mit dem Betrag von 9 X F ausgeübt. Durch den großen Kiäfteunterschied auf den Strahl C und die Strahlen A und B kann der Strahl C mit den Strahlen A und B konvergiert werden, wobei die Konvergenz der Strahlen A und B gegenseitig nicht durch die gleichgerichteten Kräfte gestärkt wird, -lie auf die Strahlen A und B einwirken und gleich groß sind.

Um in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Kräfte auf den Elektronenstrahl in jeder gewünschten Richtung wirken lassen zu können, können Maßnahmen ergriffen werden, wie im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 näher beschrieben.

Das Abgleichen dieser statischen Konvergenz läßt sich noch weiter vereinfachen, wenn die Horizontalkorrektur von der Vertikalkorrektur getrennt wird. Eine Konvergenzeinheit, die diesen Vorteil aufweist, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch Maßnahmen gekennzeichnet, wie im Kennzeichen des Unteranspruches 3 näher beschrieben. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können ferner Maßnahmen ergriffen werden, wie im Kennzeichen des Patentanspruchs 4 näher beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Farbfernsehbildröhre mit darauf befestigten Konvergenzvorrichtungen,

Fig. 2a einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und seine Wirkungsweise,

Fig. 2b eine schematische Darstellung einer erfin · dungsgemäßen Vorrichtung und seine Wirkungsweise,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 ?.inen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Linie IV-IV nach Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßer, elektromagnetischen Konvergenzvorrichtung,

Fig. 6 ein Beispiel einer in der elektromagnetischen Konvergenzvorrichtung nach Fig. 5 angewandten Schaltung, und

Fig. 7 ein anderes Beispiel einer in der elektromagnetischen Konvergenzvorriehtung nach Fig. 5 angewandten Schaltung.

Die in Fig. 1 schemafisch dargestellte Farbfernsehbildröhre hat einen zylinderförmigen Hals 3, der in einen Konus 5 übergeht, der sich an einen Bildschirm 7 anschließt. Bei drei nebeneinander liegenden Elektronenstrahlerzeupungssystemen 9 (es ist nur eines dargestellt) im Hals 3 können drei in einer Ebene verlaufende Elektronenstrahlen erzeugt werden. Mit den Elektronenstrahlen kann durch ein Ablenksystem 13 der ganze Bildschirm 7 abgetastet werden. Um die Richtung des nicht abgelenkten Elektronenstrahles korrigieren zu können, so daß die Elektronenstrahlen an einer Auftreffstelle am Schirm 7 zusammenfallen, ist um den Hals 3 eine Vorrichtung 15 zum Einstellen der statischen Konvergenz des Elektronenstrahles angeordnet.

ίο In Fig. 2a ist eine Magneteinheit 31 der Vorrichtung 15 dargestellt, die zum Erzielen statischer Konvergenz eines Elektronenstrahls mit einem Strahl 18 benutzt wird. Um den Abgleich der Strahlen 17 und 19 möglichst voneinander zu entkoppeln, ist die

is sechspolige dauermagnetische Einheit 31 exzentrisch um den Hals 3 derart angeordnet, daß der Mittelpunkt 30 der Einheit 31 in der Mitte zwischen den Strahlen

18 und 19 liegt. Durch den quadratischen Verlauf des Magnetfeldes 39 von der Mitte 30 zum Rand 37 wirkt eine neunfach größere Kraft 33 auf den Strahl 17 als auf den Strahl 19, weil der Abstanü-/wischen der Mitte 30 und dem Strahl 17 dreimal größer ist als der Abstand zwischen der Mitte 30 und dem Strahl 19. Es ist klar, daß auf den Strahl 18 eine gleich gro£e Kraft 35 wie auf den Strahl 19 einwirkt. Infolgedessen wird das Konvergieren des Strahles 17 mit dem Strahl 18 die Lage des Strahles 18 selbst und die des Strahles

19 in bezug aufeinander nicht von beiden zusammen verhältnismäßig wenig beeinflussen. Durch Drehen

jo der Einheit 31 um ihre Achse 30 ist die Richtung der Kräfte 33 und 35 einstellbar. Wird die Einheit 31 auf an sich bekannte Weise aus zwei sechspoügen dauermagnetischen Ringen aufgebaut (nicht dargestellt), sind die Kräfte 33 und 35 gleichfalls größenmäßig durch Verdrehen der Ringe in bezug aufeinander einstellbar. Das Verhältnis zwischen den Kräften 33 und 35 wird hierdurch nicht beeinflußt.

In Fig. 2b ist dargestellt, daß mit zwei exzentrischen um den Hals 3 angeordneten sechspoligen dauermagnetischen Einheiten 31' und 31 die Strahlen 17 und 19 mit dem Strahl 18 konvergiert werden können. Die Einheit 31 übt auf den Strahl 17 die Kraft 33 aus (die Kräfte 35 auf die Strahlen 18 und 19 sind nicht dargestellt). Unabhängig davon übt die Einheit 31' verhältnismäßig geringe Kräfte 35' auf die Strahlen 17 und 18 aber eine große Kraft 33' auf den Strahl 19 aus. Also wirken auf die äußeren Strahlen 17 und 19 unabhängig voneinander die Kräfte 33 und 33' ein, wobei die anderen erzeugten Kräfte 35' und 35 (letz-

w tere ist in Fig. 2b nicht dargestellt) zum großen Teil vernachlässigbar sind. Die Elektronenstrahlen 17 und 19 können also unabhängig voneinander mit dem mittleren Strahl 18 konvergiert werden.

Durch Drehung der Einheiten 31 und 31' um ihre Rotationsachsen 30 und 30' sind die Kräfte 3? und 33' in ihren Richtungen einstellbar.

Es ist vorteilhaft, die auf die Strahlen durchzuführenden Korrekturen in Korrekturen in horizontaler und vertikaler Richtung zu trennen, die unabhängig voneinander durchführbar sind. Dies wird mit zwei zusätzlichen seehspoligen dauermagnetischen Einheiten erreicht, die gleichfalls exzentrisch um cien Hals der Bildröhre angeordnet sind. Die hinzugefügten Einheiten werden in bezug auf die bereits vorgesehe-

(,5 neu Einheiten 31 und 31' derart gedreht, daß die durch die hinzugefügten Einheiten ausgeübten Kräfte senkrecht auf den Kräften 33 und 33' stehen, die durch die Einheiten 31 und 31' erzeugt worden sind. Hierfür

muß der Mittelpunkt einer Einheit mit der Achse 30 der Einheit 31 und der Mittelpunkt der anderen Einheit mit der Achse 30' der Einheit 31' zusammenfallen. Die Magnetfelder der hinzugefügten Einheiten müssen senkrecht auf den Magnetfeldern der Einheiten 31 oder 31' stehen. Diese Hedingung ist erfüllt, wenn die Pole der hinzugefügten Einheiten in der Mitte zwischen den Polen der Einheiten 31 und 31' liegen. Durch diesen Aufbau wird eine Vorrichtung erhalten, bei der die Auftreffpunkte der äußeren Elektronenstrahlen 17 und 19 am Bildschirm 7 unabhängig voneinander und unabhängig in horizontaler und vertikaler Richtung verschoben werden können.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Ansicht eines Schnitts durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung 40 nach der Erfindung längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Vumciiiuiig 40 cumuli /wci uauei [iiagnciiM-lic Einheiten, die beide aus identischen Teilen auf einem Träger 41 aufgebaut sind. Auf dem Träger 41 sind an beiden Seiten Halter 43 und 45 angebracht. Auf den Haltern 43 und 45 sind dauermagnetische Ringe angeordnet, und zwar auf dem Halter 43 ein Innenring 47 und ein Außenring 49 und auf dem Halter 45 ein Innenring 46 und ein Außenring 48. Die Innenringe

46 bzw. 47 haben am Außenrand eine Verzahnung 50 bzw. 51. Die Außenringe 48 und 49 haben eine Verzahnung 52 bzw. 53 am Innenrand. Am Halter 43 sitzt eine Achse 55, auf der ein Ritzel 57 gelagert ist. Das Ritzel 57 arbeitet mit den Verzahnungen 51 und 53 der Ringe 47 und 49 zusammen. Wird der Außenring 49 rechtsherum gedreht, wird über das Ritzel 57 der Innenring 47 linksherum drehen. Der Halter 45 hat einen identischen Aufbau (nicht in Fig. 3 dargestellt), so daß sich die Ringe 46 und 48 gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen drehen lassen. Auf den Haltern 43 und 45 sind Führungen 59 und 58 angeordnet, um die Innenringe 47 und 46 und die Außenringe 49 und 48 zu zentrieren und bei Verdrehung zu führen. Hierdurch wird erreicht, daß mit einem einzigen Ritzel an jeder Seite bereits eine gewünschte Einstellung der Vorrichtung 40 erreicht werden kann.

Das Gebilde 43, 47, 49, 57 ist drehbar auf dem Träger 41 befestigt. Ein Rand 61 des Halters 43 und hochstehende Kragen 63 und 64 des Trägers 41 bilden eine Gleitlagerung für den Halter 43. Der Rand 61 hat in bezug auf die Befestigungskragen 65 des Trägers 41 eine exzentrisch liegende Kreisform, deren Mittelpunkt 67 rech*3 vom Mittelpunkt 69 des Trägers 41 liegt. Ebenso hat der Halter 45 einen Rand 62, der um die Kragen 66 und 68 liegt und eine exzentrisch liegende Kreisform in bezug auf den Befestigungskragen 65 hat. Der Mittelpunkt 71 liegt jedoch links vom Mittelpunkt 69.

An den Haltern 43 und 45 sind Fahnen 73 bzw. 72 ausgebildet, mit denen die Halter je für sich in bezug auf den Träger 41 verdreht werden können. An den äußeren Ringen 49 und 48 sind gleichfalls Fahnen 75 bzw. 74 ausgebildet, mit denen die Ringe

47 und 49 bzw. 46 und 48 in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden können.

In Fig. 5 ist schematisch eine Ansicht einer Ausführungsfcrm 80 einer elektromagnetischen statischen Konvergenzvorrichtung 80 nach der Erfindung dargestellt, wobei die durchzuführenden Korrekturen sowohl des Elektronenstrahles 17 als auch des Elektronenstrahles 19 in zwei senkrecht aufeinanderstellenden Richtungen erfolgen kann. Die Konvergenzvorrichtung 80 besteht aus zwei in bezug aufeinander und in bezug auf den mittleren Elektronenstrahl 18 exzentrisch angeordneten Ringen 81 und 82, die je zwölf Polschuhe 83« bis 83/ und 84« bis 84/ aufweisen (84« bis 84/ sind nur zum Teil in Fig. 5 dargestellt). Um jeden Polschuh 83a bis 83/ und 84« bis 84/ sind Spulen 85« bis 85/ bzw. 86« bis 86/ gelegt (die letztgenannten sind nicht in Fig. 5 dargestellt).

Mit dem Ring 81 bildeten die zwölf Spulen 85a bis 85/ zwei unabhängig voneinander arbeitende sechspolige elektromagnetische Einheiten I und II.

Die Pole jeder Einheit liegen auf den Ecken eines regelmäßigen Sechsecks, wobei die Einheit I und 30° gegenüber der Einheit II verdreht ist. Zur Einheit I gehören die Spulen 85«, 85c, SSe, 85g, 85/ und SSk. Zur Einheit II gehören die Spulen 85b, 8Sd, 85/, 85Λ,

as: ι oej &*:» λ c* ι Of- oc oe: ...: ι : —

σ.7/ UIlU σ*3ΐ. ιτιιι ui.ii tj|_ruivii nju, ooc, w*ji vtiiu in den Polschuhen 83a, 83? und 83/ beim Erregen der Spulen ein Magnetfeld erzeugt, das in bezug auf das in den Polschuhen 85c, 85g und 8Sk erzeugte Magnetfeld durch die Spulen 85c, 85g und 85Ä: in der Stärke gleich ist und in bezug auf den Strahl 18 entgegengesetzt gerichtet ist. Ebenso wird in den Polschuhen 83fr, 83/ und 83/ durch die Spulen 8Sb, 85/ und 85/ ein in bezug auf das durch die Spulen 8Sd, 85Λ und 85/ ?.'. den Polschuhen erzeugte Magnetfeld in der Stärke gleiches Magnetfeld erzeugt, das in bezug auf den Strahl 18 entgegengesetzt gerichtet ist.

Die nicht in der Fig. 5 dargestellten Spulen 86« bis 86/ bilden mit dem Ring 82 ebenfalls zwei unabhängig voneinander arbeitende sechspolige elektromagnetische Einheiten III und IV, wobei die Spulen 86« bis 86/ eine gleiche Anordnung und Wirkungsweise haben wie die Spulen 85a bis 85/.

Die Ringe 81 und 82 mit den darauf angeordneten Spulen 85a bis 85/ und 86a bis 86/ werden auf einem gleichartigen Träger (nicht in Fig. 5 dargestellt) wie der Träger 41 nach Fig. 3 und 4 befestigt. Mit dem Träger werden die Ringe und Spulen auf dem Hals der Farbfernsehbildröhre montiert, vorzugsweise derart, daß die von den Magnetfeldern zu erzeugenden Kräfte senkrecht auf oder in der Ebene wirken, in der sich die drei Elektronenstrahlen 17, 18 und 19 bewegen. (Fig. 5 zeigt eine derartige Anordnung.)

Die in Fig. 6 dargestellte elektrische Schaltung der Magneteinheiten I und II ist besonders einfach, was dadurch erreicht wird, daß die Spulen 85a bis 85/ und 86a bis 86/ aus einer gleichen Anzahl von Windungen aufgebaut und in der gleichen Richtung gewicht werden. Die Spulen jeder Einheit I bzw. II sind in Serie geschaltet derart, daß jede Spule einen Strom führen kann (in der Figur bei Einheit II mit Pfeilspitzen angegeben), der in einer dem Strom in einer benachbarten Spule entgegengesetzten Richtung fließt.

Die Einheiten I und II sind einerseits mit Schleifern 87 bzw. 88 von Potentiometern 89 bzw 90 und zum anderen mit Verbindungspunkten 91 bzw. 92 zwischen zwei Spannungsquellen 93 und 95 bzw. 94 und 96 verbunden. Die Potentiometer 89 und 90 sind an die Serienschaltung aus den Spannungsquellen 93 und 95,94 und 96 angeschlossen. Hierdurch ist es möglich, mit den Schleifern 87 und 88 die Stromstärke in Größe und Richtung in den Einheiten I und II einzustellen.

Die Spulen 86a bis 86/ der Einheiten III und IV sind, wie ein zweites Beispiel einer elektrischen Schaltung in Fig. 7 zeigt, in Parallelschaltung angeordnet. Dazu müssen die Spulen jeder Einheit gegenseitig eine

gleiche Ainpere-Windungszahl und die gleiche Wikkelrichtung haben. Die Verbindungsleiter 97 sind derart verlegt, daß der Strom durch eine Spule eine dem Strnm in einer benachbarten Spule entgegengesetzten Richtung hat (in Einheit IV mit Pfeilspitzen angegeben).

Dk .iinheiten III und IV sind an gleichartige Schaltungen (87' bis 96') wie die Einheiten I und II in Fig. ft angeschlossen. Mit den Schleifern 87. 88, 87' und 88' in Fig. 6 und 7 können die folgenden Korrekturen unabhängig voneinander in einer in Fig. 5 dargestellten Konvergenzvorrichtung durchgeführt werden:
Schleifer 87: Korrektur des Elektronenstrahls 17 in

horizontaler Richtung

Schleifer 88: Korrektur des Elektronenstrahls in vertikaler Richtung
Schleifer 87': Korrektur des Elektronenstrahles 19 in

horizontaler Richtung

Schleifer 88': Korektur des Elektronenstrahles 19 in vertikaler Richtung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Konvergenzeinheit für eine Farbbildröhre vom In-line-Typ zur statischen Konvergenz der Elektronenstrahlen, bestehend aus mindestens zwei um den Röhrenhals angeordneten Magneteinheiten mit sechspoliger Magnetisierung, deren Magnetfelder auf die Elektronenstrahlen einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinheiten (31 und 31') exzentrisch gegeneinander und exzentrisch um den Hals (3) der Farbbildröhre (1) derart angeordnet sind, daß die Rotationsachse (3) der einen Magneteinheit (31) in der Mitte zwischen dem einen äußeren Elektronenstrahl (19) und dem mittleren Elektronenstrahl (18), die Rotationsachse (30') der anderen Magneteinheit (31') in der Mitte zwischen dem anderen äußeren Elektronenstrahl (17) und dem mittleren Elektronenstrahl (18) liegen.

2. Konvergenzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinheiten (31,31') um ihre Rotationsachse mindestens über einen Winkel von 120° verdrehbar angeordnet sind.

3. Konvergenzeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daö die eine Magneteinheit (31, 31') zwei dauermagnetische, je ein Sechspolfeld einengende Ringe (47,49) aufweist, die beide sowohl gemeinsam in einer Richtung als auch gegenläufig um die Rotationsachse der betreffenden Magneteinheit (31, 31') drehbar angeordnet sind.

4. Konvergenzeinhvit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dii zwei Ringe (47, 49 bzw. 46, 48) jener Magneteinheit (31, 31') konzentrisch angeordnet sind und Verzahnungen (50, 51 bzw. 52,53) aufweisen, die über ein Ritzel (57) miteinander im Eingriff stehen.