DE2818082A1

DE2818082A1 - Anordnung zur statischen konvergenzkorrektur bei einer kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2818082A1
Application number: DE19782818082
Authority: DE
Inventors: Joseph Leland Smith
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1978-11-02
Also published as: AU3524778A; BE866353A; FR2389225A1; MX4153E; IT7822303A0; BR7802418A; JPS53133326A; US4117433A; PL117499B1; FI781187A; PL206359A1; SE7804410L; GB1604491A; AU518646B2; NL7804367A; CA1111485A

Description

RCA 71 315 ^ PeSefitinw«!· - 281 BOB*

Dr. Dlsier v. Beztfd ^ U.S. Serial Wo.: 790 198 Dip!.-!ng. Peter

pg

Piled: April 25, 1977 Dipi.-Ing. Wolfgang Hausier

8 München 86, Postfach 830668

RCA Corporation
New York, H.Y., V.St.v.A.

Anordnung zur statischen Konvergenzkorrektur "bei einer Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur statischen Konvergenzkorrektur an Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehempfänger .

Farbbild-Wiedergabeeinrichtungen, wie sie z.B. in Farbfernsehempfängern verwendet werden, enthalten eine Kathodenstrahlröhre, in der drei Elektronenstrahlen durch farbcharakteristische Videosignale moduliert werden. Die Strahlen treffen auf jeweils zugeordnete Leuchtstoffbereiche an der Innenseite des Bildschirms der Eöhre. Um eine IParbszene genau wiederzugeben, müssen die drei Strahlen am Schirm praktisch zur Konvergenz gebracht werden, und zwar an allen Punkten des Rasters. Die Konvergenz der Strahlen an Stellen außerhalb der Mitte des Rasters kann durch dynamische Konvergenzkorrekturmethoden oder durch Techniken der Selbstkonvergenz oder durch eine Kombination beider Maßnahmen erreicht werden. Unabhängig von der jeweils angewendeten Methode zur Erzielung der Konvergenz bei abgelenkten Strahlen muß in jedem Fall noch eine sogenannte statische Konvergenzkorrektur erfolgen, um die unabgelenkten Strahlen in der Mitte des Schirms zur Konvergenz zu bringen. Geräte zur statischen Konvergenzkorrektur sind notwendig, weil Toleranzen bei der Herstellung der Elektronenstrahlkanonen und bei ihrem Einsetzen in den Stiel der Kathodenstrahlröhre häufig dazu führen, daß die statische Konvergenzbedingung

verfehlt wird. 809844/0940

Hauche Geräte zur statischen Konvergenzkorrektur, die z.B. Inline-Far bbildr ohr en verwendet werden, bringen die äußeren der drei Xnline-Strahlen zur Konvergenz mit dem mittleren Strahl, indem diese äußeren Strahlen mit Hilfe von vier- und sechspoligen Magnetringpaaren gegensinnig bzw. gleichsinnig bewegt werden, wie es in der USA-Patentschrift 3 725 831 beschrieben ist. Andere statische Konvergenzgeräte (YgI. z.B. die US-Patentanmeldung Sr. 698, 4-64, die am 21. Juni 1976 auf den Kamen J.L. Smith eingereicht wurde) ermöglichen eine individuelle Bewegung jedes äußeren Strahls der drei Inline-Strahlen in jeder Sichtung mit Hilfe zweier exzentrisch angeordneter Magnetringpaare.

Bei jedem der vorstehend genannten statischen Konvergenzgeräte wird die von einem gegebenen Elektronenstrahl zu vollführende Bewegung in ihrem Betrag durch gleiche und entgegengesetzte Verdrehung jedes Eings des zugeordneten Eingpaares gesteuert. Ein statisches Konvergenzgerät des in der oben erwähnten US-Patentanmeldung beschriebenen Typs beispielsweise hat ein Magnetringpaar, welches eine sechspolige Konfiguration mit einem inneren Punkt der magnetischen Feldstärke Hull bildet, der zwischen dem mittleren und dem einen äußeren Strahl liegt, um eine Bewegung des anderen äußeren Strahls zu bewirken.

Bei Kathodenstrahlröhren mit relativ schlechter Strahlkonvergenz, wo der eine äußere Strahl in verhältnismäßig großem Abstand vom mittleren Strahl läuft, ist eine verhältnismäßig weitgehende Bewegung des äußeren Strahls erforderlich, um ihn nahe genug (innerhalb eines annehmbaren Abstandes) auf den mittleren Strahl konvergieren zu lassen. Um solche großen Bewegungen herbeizuführen, werden die Einge des zugeordneten Singpaares relativ zueinander so gedreht, daß das Magnetfeld jedes Eings mit dem leid des anderen Eings in additiver Weise und nicht in einer auslöschenden Orientierung ausgerichtet ist. Das maximale resultierende Magnetfeld, das einer maximalen Bewegung des Elektronenstrahls entspricht, tritt dann auf, wenn ein Uordpol des einen Eings direkt mit dem Mordpol des anderen Eings ausgerichtet ist.

Eine minimale Bewegung des Elektronenstrahls findet dann statt,

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wenn ein Nordpol des einen Rings mit einem Südpol des anderen Rings ausgerichtet ist, so daß die Felder des einen Rings den von dem anderen Ring auf den Elektronenstrahl ausgeübten Einfluß aufheben. Dieses Minimum an Bewegung läßt sich nicht unter einen bestimmten Vert reduzieren. Toleranzen bei der Herstellung der Magnetringe und bei ihrem Einbau in eine inordnung zur statischen Konvergenzkorrektur führen dazu, daß der eine Ring des Paares· nicht ganz dieselben Eigenschaften wie der andere Ring zeigt, z.B. können sich leichte Unterschiede in den Polstärken und in den Orten der Pole innerhalb der Ringpaarstruktur ergeben.

Ein weiterer Faktor, der das Mindestmaß der hervorgerufenen Strahlbewegung in einer Struktur zur statischen Konvergenzkorrektur beeinflußt, ist der Ort der Struktur längs der Mittelachse (Z-Achse) der Kathodenstrahlröhre. Da die Geschwindigkeit der Elektronenstrahlen mit zunehmenden Abstand von den Strahlkanonen längs der Z-Achse größer wird, erzeugen die Magnetfelder des statischen Konvergenzgeräts verschieden starke quergerichtete Magnetkräfte, je nachdem, wo sich diese Felder längs der Z-Achse befinden. Jeder Ring eines Ringpaares liegt an einer etwas anderen Stelle längs der Z-Achse als der jeweils andere Ring. Selbst wenn also die Ringe in eine auslöschende Orientierung gedreht sind, hebt das Magnetfeld des einen Rings, der einen etwas anderen Einfluß auf dem Elektronenstrahl als der andere Ring nimmt, die von dem anderen Ring bewirkte Bewegung nicht vollständig auf, trotz gleicher Struktur beider Ringe. Statische Konvergenzgeräte, die hinter den G- 3 - oder G 4 - Elektroden der Elektronenkanonen liegen, sind daher für den vorstehend beschriebenen geschwindigkeitsabhängigen Effekt empfindlicher als statische Konvergenzgeräte weiter vorn an den Strahlkanonen.

Ungeachtet der an einem statischen Konvergenzgerät vorgenommenen Justierungen gibt es also aus verschiedenen Gründen ein Mindestmaß an Bewegung eines Elektronenstrahls gegenüber einem anderen. Da die Elektronenstrahlen mehreren verschiedenen Fehlkonvergenz-; bedingungen infolge von Herstellungstoleranzen der Kathodenstrahlröhre unterliegen, ist die Konvergierung eines Elektronenstrahls bis auf eine innerhalb eines annehmbaren Absstandes liegende Nähe

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zu einem anderen Strahl nur für ausgewählte Fehlkonvergenzbedingungen möglich, nicht aber für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen, die angetroffen werden können.

Eine typische Forderung an ein statisches Konvergenzgerät kann z.B. darin bestehen, einen äußeren Strahl auf den mittleren Strahl bis auf eine Nähe konvergieren zu lassen, die innerhalb einer Entfernung von 0,127 mm liegt. Dies soll z.B. mit dem zugeordneten Kingpaar eines statischen Konvergenzgeräts versucht werden, wie es in der oben genannten US-Patentanmeldung beschrieben ist. Infolge der besonderen Toleranzen bei der Herstellung des Geräts und infolge der örtlichen Lage des Geräts längs der Z-Achse bewirke das Ringpaar ungeachtet der geweiligen Drehorientierung seiner Ringe eine Mindestbewegung des äußeren Strahls um 0,762 mm. Wenn in einem solchen Fall die der Kathodenstrahlröhre eigene Fehlkonvergenz des äußeren Strahls gegenüber dem mittleren Strahl 0,635 nun oder weniger ausmacht, dann ist das statische Konvergenzgerät ohne zusätzliche Strukturen nicht fähig, die Strahlen auf einen Abstand innerhalb der geforderten 0,127 mm konvergieren zu lassen.

Eine zusätzliche Struktur für ein statisches Konvergenzgerät ist in der US-Patentanmeldung Hr. 667, 834- beschrieben, die am 17.März 1976 auf den Namen E.L. Barbin eingereicht wurde. Diese zusätzliche Struktur hat den Zweck, z.B. in Verbindung mit einem statischen Konvergenzgerät nach der weiter oben genannten US-Patentschrift die vom Montagepersonal benötigte Zeit zum Einjustieren zu verkürzen. Die zusätzliche Struktur besteht aus einem nicht justierbaren vierpoligen und aus einem nicht justierbaren sechspoligen Ring, die fest um einen Teil des Röhrenkolbens gelegt sind. Die von dieser An-. Ordnung erzeugten Felder bewegen die äußeren Strahlen in eine vorbestimmte Richtung bezüglich des mittleren Stahls und legen die äußeren Strahlen in vorbestimmte Quadranten, ohne Rücksicht auf die ursprünglichen Fehlkonvergenzlagen der Strahlen. Der Monteur weiß dann immer, in welcher Veise er die Ringpaare im übrigen Teil des Geräts zu drehen hat, so daß die Arbeitszeit für die Justierung verkürzt wird. Eine solche zusätzliche Struktur macht das statische Konvergenzgerät jedoch noch nicht dazu geeignet, die Elektronenstrahlen für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedinungen, denen man bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren begegnet, bis auf

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eine einem annehmbaren Abstand entsprechende Sähe in Konvergenz miteinander zu bringen.

In einer bevorzugten Ausfiihrungsforii der Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, um innerhalb des Kolbens einer Kathodenstrahlröhre die statische Konvergens eines ersten und eines zweiten Elektronenstrahls herzustellen, die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen unterworfen sind. Die Anordnung enthält eine erste verstellbare magnetische Einrichtung, durch deren Verstellung mindestens einer der Elektronenstrahlen in einer solchen Richtung und um ein solches Maß bewegt wird, daß die beiden Strahlen bis auf eine innerhalb einer ersten Entfernung liegenden Nähe miteinander konvergieren. Die Einrichtung bewirkt für alle Verstellungen ihres Magnetfeldes eine Bewegung mindestens eines der Elektronenstrahlen um ein Mindestmaß. wobei die Einrichtung nicht fähig ist, für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen eine Konvergenz der Elektronenstrahlen bis auf eine innerhalb der ersten Entfernung liegende Nähe zu bringen. Die Anordnung enthält ferner eine verstellbare magnetische Korrektureinrichtung, die um einen Teil des Höhrenkolbens gelegt werden kann, um ein zweites magnetisches Feld fester Feldstärke und veränderbarer Richtung zu erzeugen und dadurch mindestens einen der Elektronenstrahlen um ein im wesentlichen festes Maß in einer solchen Richtung zu bewegen, daß die durch die erste magnetische Einrichtung bewirkte Mindestbewegung versetzt wird, um die erste magnetische Einrichtung in die Lage zu versetzen, die Elektronenstrahlen für alle die verschiednen Fehlkonvergenzbedingungen auf eine innerhalb der ersten Entfernung liegende Nähe konvergieren zu lassen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Herstellung der statischen Konvergenz j

Figur 2 zeigt in Frontansicht eine Ausführungsform einer in der Anordnung nach Figur 1 enthaltenen magnetischen Strahlbewegungsvorrichtung; ''■

Figur 3 zeigt in Frontansicht eine Ausführungsform einer in der Anordnung nach Figur 1 enthaltenen magnetischen Korrekturvor-

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richtung;

Figuren 4 bis 7 veranschaulichen in schematischer Darstellung die Einflüsse verschiedener Teile einer erfindungsgemäßen Anordnung auf ausgewählte Elektronenstrahlen.

Die in Figur 1 dargestellte Ausfuhrungsform einer Anordnung zur Herstellung der statischen Konvergenz (statisches Konvergenzgerät) enthält eine Hülse 11 die auf dem Stiel 10 des (nicht vollständig dargestellten) Kolbens einer Kathodenstrahlröhre eines Fernsehempfängers sitzt. Eine Klammer 12 hält die Hülse 11 eng und fest auf dem Eöhrenstiel 10.

Innerhalb des Röhrenstiels 10 sind die unabgelenkten Wege dreier Inline-Strahlen 60, 61 und 62 dargestellt, die dem Elektronenstrahlen aus der Blaustrahl-, der Grünstrahl- und der Rotstrahlkanone eines dreistrahligen Inline-Strahlerzeugungssystems (nicht dargestellt) entsprechen. Der Grünstrahl ist in dem als Beispiel dargestellten Fall derjenige, der mit der Mittelachse Z der Röhre zusammenfällt. Es können auch andere Inline-Anordnungen verwendet werden.

Das statische Konvergenzgerät 20 enthält ferner ein aus zwei Magnetringen 50 und 51 bestehendes Ringpaar mit Fasen 53 und 54-» um den Blaustrahl 60 in beliebiger Richtung zu bewegen, ohne daß dabei die anderen beiden Strahlen merklich bewegt werden, wie in der weiter oben genannten US-Patentanmeldung beschrieben (SndÄ). Der Mittelpunkt C der Magnetringe 50 und 51 -wird mittels eines exzentrischen Tragrings 52 exzentrisch von der Mittelachse gehalten und liegt zwischen dem Grünstrahl 61 und dem Rotstrahl 62. Die Magnetringe 50 und 51 sind um den Röhrenstiel 10 verdrehbar.

Das statische Konvergenzgerät 20 enthält ferner ein aus Magnetringen 40 und 41 bestehendes Ringpaar mit Nasen 43 und 44, um den Rotstrahl 62 in beliebiger Richtung zu bewegen, ohne daß dadurch die beiden anderen Strahlen merklich bewegt werden. Der Mittelpunkt C der Magnetringe 40 und 41 wird mittels eines exzentrischen Tragrings 42 exzentrisch von der Mittelachse gehalten und liegt zwischen dem Blaustrahl 60 und dem Grünstrahl 61. Die Magnetringe 40 und 41 sind um den Röhrenstiel 10 verdrehbar. Eine Zwischenscheibe 17 trennt die beiden Magnetringpaare 50-51 und

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4-0-41 voneinander. Am Magnetring 40 liegt eine weitere Zwischenscheibe 16 an.

Auf der Hülse 11 sitzen ferner zwei drehbare ringförmige Farbreinheitsmagnete 30 und 31 mit Nasen 33 und 34, von denen jeder eine herkömmliche zweipolige, diametral magnetisierte Gegenpolausführung sein kann. Eine Drehung der Reinheitsmagnete 30 und 31 bewirkt, daß alle drei Inline-Strahlen in derselben Richtung bewegt werden. Die Reinheitsmagnete 30 und 31 sind durch eine Zwischenscheibe 15 von den Magnetringen 50 und 51 getrennt.

Die Figur 2 zeigt die Sicht auf einen Magnetring 50 von einer Stirnseite her. Die Hülse 11 hat diametral gegenüberliegende Nuten 18, in die entsprechende Vor Sprünge 55 des exzentrischen Tragrings 52 greifen, um diesen Tragring in fester Lage relativ zur Hülse zu halten. Der Magnetring 50 ist in der in Figur 2 als Beispiel dargestellten Ausführungsform sechspolig magnetisiert und erzeugt ein magnetisches Feld mit den Feldlinien H. Im Mittelpunkt G des Magnetrings 50 ist die magnetische Feldstärke gleich Null. In dem den Rotstrahl 61 und den Grünstrahl 62 umfassenden Umgebungsbereich des Punktes 0 hat das magnetische Feld relativ geringe Feldstärke und bewirkt praktisch keine Bewegung dieser Strahlen. Das Magnetfeld in der Umgebung des Punktes B ist relativ stark, und durch passende Verstellung des exzentrisch liegenden Magnetringpaars 50-51 kann die gewünschte Bewegung des Blaustrahls herbeigeführt werden. In ähnlicher Weise wirkt und dient das exzentrisch liegende Magnetringpaar 40-4-1, um eine Bewegung nur des Rotstrahls herbeizuführen. Während die Magnetringe 40, 41, 50 und 51 im dargestellten Beispiel sechspolig sind, können auch andere geeignete Konfigurationen verwendet werden, wie sie in der oben erwähnten Patentanmeldung von Smith beschrieben sind.

Das statische Konvergenzgerät 20 enthält außerdem eine Struktur, die es erlaubt, für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen, die si&h bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren ergeben, eine Konvergenz der Elektronenstrahlen auf eine innerhalb einer annehmbaren Entfernung liegende Nähe zu erreichen. Hierzu sitzt konzentrisch um den Röhrenstiel 10 eine verstellbare magnetische Korrekturvorrichtung, die einen Ring 90 mit einer Nase 91 zum Verdrehen aufweist. Eine Distanzscheibe 92 trennt den

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Korrektiirring 90 von einem Feststellring 13. Der Feststellring 13 sitzt auf der Hülse 11 und greift dort in ein Gewinde 14, um alle Einge in ihrer Position festzuklemmen, nachdem sie richtig justiert worden sind. Es .können auch andere geeignete Feststellvorrichtungen verwendet werden. Der Korrekturring 90 erzeugt ein Magnetfeld fester Feldstärke und veränderbarer Richtung. Vie in Figur 3 dargestellt, kann der Korrekturring 90 z.B. vier Magnetpole abwechselnder Polarität haben, die in gleichen Winkelahständen um den Umfang des Eings versetzt liegen.

In der Figur 4 ist eine typische Fehlkonvergenzbedingung veranschaulicht. Der Blaustrahl 60 trifft auf dem Leuchtstoffschirm der Kathodenstrahlröhre an der Position 70 auf, und der Rotstrahl 62 an der Position 72. Für den Grünstrahl 61 ist der Einfachheit halber der Fall dargestellt, daß er an der Position 71 am Ort der Mittelachse Z auftrifft. Dieses letztgenannte Ergebnis kann man vor der Konvergenz notwendigenfalls durch geeignete Verdrehung der Reinheitsmagnete 30 und 31 erreichen. Wenn das Kriterium für ausreichende Konvergenz vorschreibt, den Blaustrahl und den Grünstrahl aus der Position 70 bzw. 72 in eine innerhalb der Entfernung m liegende Nähe der Position 71 cles mittigen Grünstrahls zu bewegen, kann muß das statische Konvergenzgerät 20 in der Lage sein, einen äußeren Strahl z.B. von der Position 70 in den Kreis 93 zu verlegen. Ohne den Korrekturring 90 läßt sich dies aber nur im Falle ausgewählter Fehlkonvergenzbedingungen erreichen.

Die Richtung der Bewegung des äußeren Blaustrahls aus der Position 70 wird durch gemeinsames Verdrehen der Ringe 50 und 51 cLes einen Magnetringpaars eingestellt. Das Maß (d.h. der Betrag) der Bewegung wird durch gleich große und gegensinnige Verdrehung beider Ringe zueinander bestimmt. Wie oben erwähnt, werden jedoch die als Paar zusammenwirkenden Magnetringe 50 und 51 in jedem Fall eine Mindestbewegung hervorrufen, und zwar wegen der unterschiedlichen Orte dieser Ringe auf der Z-Achse und wegen Herstellungstoleranzen des Geräts. Dieses Mindestmaß an Bewegung sei gleich m¹. Somit wird also unabhängig davon, wie die Magnetringe des betreffenden Paars verdreht werden, der Blaustrahl aus der Position 70 in irgeneine Position außerhalb des Kreises 94 verschoben werden, so daß eine ausreichende Konvergenz nicht erzielt werden kann.

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Durch die Einfügung eines magnetischen Korrekturrings 90 in das statische Konvergenzgerät 20 wird der Blaustrahl aus der Position 70 um ein festes Maß und in eine Richtung bewegt, um sich von der durch das Eingpaar 50-51 herbeigeführten Mindestbewegung abzusetzen. Der Korrekturring 90 versetzt das statische Konvergenzgerät 20 in die Lage, den Blaustrahl 60 für alle die verschiedenen angetroffenen Fehlkonvergenzbedingungen bis auf die ausreichende Nähe in Konvergenz zu bringen.

Es sei nun im einzelnen der Einfluß des Korrekturrings 90 auf die Position 70 des Blaustrahls betrachtet. Vie in Figur 3 dargestellt ist, hat der Korrekturring 90 einen Nordpol an der 12-Uhr-Position, womit die in Figur 4 eingezeichnete vertikale Bewegung 95 bewirkt wird. Hierdurch verschiebt sich der Blaustrahl in die Position 70 A. Durch passende Verstellung der Magnetringe des Eingpaars 50-51 wird dann der Blaustrahl durch die Bewegung 96 auf die Position des mittleren Strahls verschoben. Die resultierende Verschiebung des Blaustrahls entspricht der Bewegung 97· Der vierpolige Korrekturring 90 bewegt außerdem den Botstrahl 62 um das gleiche Maß aber in entgegengesetzter Eichtung gemäß der Linie 98 aus seiner Position 72 in die Position 72 A. Durch geeignete Verdrehung der Magnetringe des Eingpaars 40-41 wird dann gemäß der Linie 99 der Botstrahl zur Konvergenz auf den mittleren Strahl bewegt. Die resultierende Verschiebung entspricht der Bewegung 101.

Die Polstärken des Korrekturgliedes 90 sind bemessen, um den Blaustrahl genügend weit zu bewegen, so daß die dann vom Magnetringpaar 5O-5I herbeizuführende Bewegung gleich oder größer ist als die von diesem Eingpaar verursachte Mindestbewegung. Man betrachte eine extreme Situation, wie sie in Figur 5 dargestellt ist-und wo die Position 70 des Blaustrahls bereits ohne das Konvergenzgerät auf die Position 71 des mittleren Strahls konvergiert ist. Das statische Konvergenzgerät 20 kann nicht eine Mindestbewegung herbeiführen, die kleiner ist als m'. Ohne Verwendung des magnetischen Korrekturrings 90 legt das Konvergenzgerät die Position 70 des Blaustrahls in den Bereich außerhalb des Kreises 94. Der Korrekturring 90, der z.B. einen Nordpol an der 12-Uhr-Position hat, teilt dem Blaustrahl eine Bewegung 102 mit, so daß die dieser auf die Position 70 A kommt. Wenn die Stärke des festen Magnet-

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feldes des Korrekturrings 90 so ausgewählt ist, daß eine feste Bewegung gleich dem Maß m¹ - m hervorgerufen wird, dann läßt sich eine ausreichende statische Konvergenz erreichen. Die Magnetringe 50 und 51 werden gemeinsam so weit gedreht, bis die Richtung der dem Blaustrahl mitgeteilten Verschiebung vertikal zum Zentrum hin läuft. Wenn ein Nordpol des Magnetrings 50 mit einem Südpol des Magnetrings 51 im wesentlichen ausgerichtet ist, dann ist diese Bewegung gleich dem Mindestmaß m¹, so daß der Blaustrahl entsprechend der Bewegungslinie 103 in die entgültige Position 70 B gelangt und damit für ausreichende Konvergenz gesorgt ist. Pur den Eotstrahl ist der Vorgang ähnlich, was jedoch nicht eigens dargestellt ist.

Wenn das Maß der Bewegung, die dem Blaustrahl vom Korrekturring auferlegt wird, gleich oder größer als das Maß m¹ ist, dann ist es möglich, den Blaustrahl direkt auf den mittleren Strahl konvergieren zu lassen. Es ist jedoch nicht wünschenswert, daß der Korrekturring 90 dem Blaustrahl eine größere Verschiebung mitteilt, als dem benötigten Minimum zur Erzielung einer annehmbaren Konvergenz entspricht. Im allgemeinen führt nämlich eine erhöhte Querbewegung eines Elektronenstrahls zu einer unerwünscht verstärkten Defokussierung des Strahllandeflecks.

Bei den in den Figuren 4 und 5 dargestellten Beispielen liegt ein Fordpol des Korrekturgliedes 90 in der 12-ühr-Position. Für den Korrekturring 90 T*arm jedoch jede Orientierung gewählt werden, die zu der passenden Absetzbewegung führt. Man betrachte z.B. die Figur 6, welche die gleiche Fehlkonvergenzbedingung wie die Figur zeigt. Die Auftreffposition 71 des mittleren Strahls liege z.B. auf der Z-Achse, und die Position des Blaustrahls liege beim Punkt 70. Die von dem Magnetringpaar 50-51 verursachte Mindestbewegung sei gleich m¹, und es sei gewünscht, den Blaustrahl direkt auf den mittleren Strahl konvergieren zu lassen. TJm diese Konvergenz für alle anzutreffenden Fehlkonvergenzbedingungen zu erreichen, wird die Magnetfeldstärke des Korrekturrings 90 so gewählt, daß eine Bewegung um ein Maß gleich m¹ hervorgerufen wird.

Unter diesen Bedingungen wird die Eichtung des Magnetfeldes des Korrekturrings 90 so gewählt, daß der Blaustrahl aus der Position 70 in eine Position außerhalb des Kreises 1CW- verschoben wird.

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Durch Drehen eines Nordpols des Korrekturrings 90 um einen Winkel θ folgt die Strahlbewegung der Strecke 105, womit der Blaustrahl in die Position 70 A gelangt, die außerhalb des Kreises 104- liegt. Durch passende Verdrehung der Magnetringe 50 und 51 gelangt der Blaustrahl dann in Konvergenz auf den mittleren Strahl, indem seine Bewegung der Strecke "106 folgt. Die resultierende Bewegung entspricht der Strecke 107. Die spezielle Orientierung des Korrekturrings 90 ist also insoxfeit wichtig, als darauf geachtet werden muß, daß die tatsächlich gewählte Orientierung zu einer ausreichenden Absetzbewegung führt₇um es dem statischen Konvergenzgerät zu ermöglichen, die Elektronenstrahlen genügen! dicht konvergieren zu lassen.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Drehfähigkeit des Korrekturgliedes 90, wodurch es dem Monteur möglich wird, eine geeignete Orientierung für das Korrekturglied zu wählen, um die Konvergenz für alle anzutreffenden Fehlkonvergenzbedingungen herstellen zu können. Für die Anfangseinstellung wird eine willkürliche Orientierung des Korrekturgliedes 90 gewählt, z.B. die in Figur 7 dargestellte 12-TJhr-Position ET_x.. Bei vielen fehlkonvergierten Kathodenstrahlröhren ist eine solche Orientierung adäquat, um im Bedarfsfall die Absetzbewegung herbeizuführen. Bei anderen fehlkonvergierten Röhren wie z.B. bei dem in Figur 7 veranschaulichten Fall kann jedoch die vom Korrekturglied 90 in dieser speziell ausgewählten Orientierung verursachte Bewegung 108 unpassend sein. Die Position des Blaustrahls liegt nun bei 70 A statt bei 70. Diese Position liegt immer noch innerhalb einer Entfernung m¹ vom mittleren Strahl, wobei m¹ die vom Magnetringpaar 50-51 zwangsläufig bewirkte Mindestverschiebung ist. Wenn man einer solchen Situation begegnet, dann wird der Korrekturring 90 mittels seiner Nase 91 verdreht, so daß ein Nordpol in eine neue Orientierung N₂ zu liegen kommt. Die nunmehr vom Korrekturring 90 bewirkte neue Verschiebung ■ 109 verlegt jetzt den Blaustrahl außerhalb des Kreises 104- in die Position 70 B, womit eine ausreichende Absetzbewegung erzielt wird, um durch passende Verdrehung der Magnetringe 50 und 51 eine Bewegung 110 herbeiführen zu können, die den Blaustrahl in Konvergenz auf den mittleren Strahl bringt. Die resultierende Bewegung entspricht der Strecke 111.

Ohne das verstellbare magnetische Korrekturglied 90 kann das

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statische Konvergenzgerät 20 eine ausreichende Konvergenz also nur für ausgewählte Fehlkonvergenzbedingungen herstellen. Mit dem Korrekturglied läßt sich eine ausreichende Konvergenz für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen mit einem Minimum an Strahldefokussierung erreichen.

Die Verwendung einer magnetischen Korrekturvorrichtung 90 lockert auch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der übrigen Struktur des statischen Konvergenzgeräts. Angenommen, die Spezifikation einer Kathodenstrahlröhre fordert es, daß das Konvergenzgerät in der Lage sein muß, einem äußerden Strahl eine maximale Verschiebung von M Millimetern mitzuteilen, und außerdem fähig sein muß, den äußeren Strahl bis auf eine Nähe an den mittleren Strahl zu bringen, die innerhalb einer Entfernung von m Millimetern liegt. Das in diesem Fall zu fordernde Leistungsvermögen läßt sich mit einem Kennwert ausdrücken, der das Verhältnis R = M/m wiedergibt. Typische Werte können M * 4,572 mm und m = 0,127 mm sein, für einen E-Vert von 36 : 1. Ein solches Verhältnis ist in der Braxis schwer erzielbar für bestimmte Kombinationen von Kathodenstrahlröhren und statischen Konvergenzgeräten, wo m gleich 0,762 mm oder mehr sein kann, für ein Verhältnis von 6 : 1 oder weniger. Durch Einfügen einer magnetischen Korrekturvorrichtung passender Feldstärke läßt sich ein großes Verhältnis erreichen, selbst wenn ein statisches Konvergenzgerät mit niedrigerem Verhältniswert verwendet wird.

Das statische Konvergenzgerät 20 kann, wenn es die magnetische Korrekturvorrichtung 90 enthält, auch größere maximale Strahlverschiebungen herbeiführen. Wenn wie beim oben erwähnten Beispiel eine Konvergenz innerhalb 0,127 mm gewünscht ist und die erzeugte Mindestbewegung gleich 0,762 mm ist, dann muß die magnetische Korrekturvorrichtung 90 in der Lage sein, eine Korrekturbewegung c von 0,635 nim herbeizuführen. Diese Korrekturbewegung c kann dann durch geeignete Drehung des magnetischen Korrekturgliedes dabei helfen, die statische Konvergenz in Kathodenstrahlröhren herbeizuführen, die um eine Entfernung von mehr als M fehlkonvergiert sind, denn mit dem Korrektur glied ist ein neues Maximum von M + c erreichbar. Für M = 4,572 mm wird also das neue Maximum gleich 4,572 mm + 0,635 nim = 5₅207 mm , und der neue Verhältniswert E wird gleich 5»207 mm / 0,127 mm =41, also größer als das

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oben genannte E von 36.

Während die magnetische Korrekturvorrichtung 90 in Figur 3 als vierpolige magnetische Anordnung dargestellt ist, können auch andere Polkonfigurationen verwendet werden, z.B. sechs gleichwinkelig zueinander versetzte Pole abwechselnder Polarität mit der passenden Polstärke. Eine vierpolige Anordnung hat den Vorteil, daß sie zu relativ geringer Strahldefokussierung führt und daß die resultierende Reinheitsverschiebung verhältnismäßig niedrig bleibt.

Die Erfindung kann auch bei statischen Konvergenzgeräten angewendet werden, die zur Bewegung der Elektronenstrahlen andere Vorrichtungen als die exzentrisch liegenden Magnetringe 40, 41, und 51 enthaltea. So kann die Erfindung z.B. auch in Verbindung mit vierpoligen und sechspoligen konzentrisch liegenden Magnetringpaaren angewendet werden, die gegensinnige und gleichsinnige Bewegungen der äußeren Strahlen herbeiführen, wie es in der bereits eingangs genannten US-Patentschrift 3 725 831 beschrieben ist.

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Leerseite

Claims

Pat ent anspr üch e

Anordnung zur Herbeiführung der statischen Konvergenz dreier, verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen unterworfener Elektronenstrahlen innerhalb des Kolbens einer Kathodenstrahlröhre, mit einer ersten verstellbaren magnetischen Konvergenzeinrichtung, die um einen Teil des Röhrenkolbens angeordnet werden kann, um innerhalb des Kolbens ein verstellbares erstes Magnetfeld zu erzeugen, durch dessen Verstellung mindestens zwei der drei Elektronenstrahlen in solchen Richtungen und Maßen bewegbar sind, daß die drei Elektronenstrahlen im Falle ausgewählter Fehlkonvergenzbedingungen miteinander in Konvergenz bis auf eine innerhalb einer ersten Entfernung liegende Nähe kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste magnetische Konvergenzeinrichtung (50, 51 ) für alle Einstellungen des ersten Magnetfeldes eine Bewegung mindestens eines ersten der Elektronenstrahlen gegenüber einem zweiten der Elektronenstrahlen um ein Mindestmaß hervorruft, wodurch diese Konvergenzeinrichtung unfähig ist, den ersten und den zweiten Strahl bei allen den verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen miteinander in Konvergenz bis auf eine innerhalb der ersten Entfernung liegende Nähe zu bringen, und daß eine verstellbare magnetische Korrekturvorrichtung (90) vorgesehen ist, die um einen Teil (10) des Röhrenkolbens angeordnet werden kann, um ein zweites Magnetfeld fester magnetischer Feldstärke und veränderbarer Richtung zu erzeugen und dadurch den besagten ersten Elektronenstrahl gegenüber dem besagten zweiten Elektronenstrahl um ein im wesentlichen festes Maß in einer Richtung zu verschieben, die zu einer derartigen Versetzung der von der ersten magnetischen Konvergenzeinrichtung hervorgerufenen Mindestbewegung führt, daß die erste magnetische Konvergenz einrichtung fähig wird, für alle die verschiedenen Fehlkonvergenzbedingungen den ersten und den zweiten Elektronenstrahl bis auf eine innerhalb der ersten Entfernung liegende Nähe miteinander in Konvergenz zu bringen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Elektronenstrahl die beiden äußeren Stahlen dreier Inline-Elektronenstrahlen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare erste magnetische Konvergenzeinrichtung eine erste magnetfeiderzeugende Vorrichtung (50,51) aufweist, die um den besagten Teil (10) des Röhrenkolbens verdrehbar ist und innerhalb des Kolbens an einem zwischen dem mittleren Strahl und dem zweiten äußeren Strahl liegenden Ort einen Punkt mit magnetischer Feldstärke Null hat, um den ersten äußeren Strahl in jeder beliebigen Richtung verschieben zu können, ohne dabei eine merkliche Bewegung des mittleren und des zweiten äußeren Strahls zu bewirken, und daß die besagte Konvergenzeinrichtung ferner eine zweite magnetfeiderzeugende Vorrichtung (40, 41) aufitfeist, die um den besagten Teil des Röhrenkolbens verdrehbar ist und innerhalb des Kolbens an einem zwischen dem mittleren Strahl und dem ersten äußeren Strahl liegenden Ort einen zweiten Punkt mit magnetischer Feldstärke Null hat, um den zweiten äußeren Strahl in jeder beliebigen Richtung bewegen zu können, ohne dabei eine merkliche Bewegung des mittleren und des ersten äußeren Strahls zu bewirken.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden magnetfeiderzeugenden Vorrichtungen (50, 51 und 40, 41) ein Paar magnetischer Ringe enthält, von denen jeder ein sechspoliges Magnetfeld erzeugt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare magnetische Korrekturvorrichtung aus einem einzelnen verdrehbaren Magnetring (90) besteht, der ein vierpoliges Magnetfeld fester magnetischer Feldstärke erzeugt.

809844/0340