DE2824881A1

DE2824881A1 - Elektronenstrahlablenkungskorrigierte farbfernseh-bildroehre

Info

Publication number: DE2824881A1
Application number: DE19782824881
Authority: DE
Inventors: Eizaburo Hamano; Tetsuo Komatsu; Shigeo Takenaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-06-08
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1979-01-11
Also published as: JPS542623A; CS219892B2; DE2824881C2; JPS6330736B2; US4197487A

Description

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Elektronenstrahlablenkungskorrigierte Farbfernseh-Bildröhre

Diese Erfindung befaßt sich mit einer elektronenstrahl ablenkungskorri gierten Farbfernse-Bildröhre, sie befaßt sich insbesondere aber mit einer solchen Bildöhre, deren Elektronenstrahl normalerweise einen ovalen Querschnitt hat.

Eine elektronenstrahlablenkungskorrigierte Farbfernseh-Bildröhrenvorrichtung konventioneller Ausführung besteht aus der eigentlichen elektronenstrahl ablenkungskorrigierten Bildröhre mit dem auf die Innenfläche der Frontplatte aufgetragenen Leuchtstoffschirm und mit einem Halsteil, in dem der Elektronenstrahlerzeuger oder die Elektronenabstrahlvorrichtung angeordnet ist, die einen Elektronenstrahl mit ovalem Querschnitt erzeugt und abstrahlt, und aus dem Elektronenstrahl-Ablenkjoch, das zum Ablenken des Elektronenstrahles außen auf dem Halsteil der Bildröhre angeordnet und montiert ist.

Der Leuchtstoffschirm weist rote Leuchtstoffstreifen, grüne Leuchtstoffstreifen und blaue Leuchtstoffstreifen auf, desgleichen aber auch noch Lichtabsorptionsstreifen, die zwischen den Leuchtstoffstreifen angeordnet sind. Die auf den Elektronenstrahlerzeuger oder auf die Elektronenstrahl-Abstrahlungsvorrichtung ausgerichtete Seite der Leuchtstoffstreifen ist mit Indizierungsstreifen versehen, die in bestimmter Weise den Leuchtstoffstrahlen zugeordnet sind. Darüber hinaus ist zwischen den Indizierungsstreifen und den Phosphorstreifen/Leuchtstoffstreifen eine Alumi-

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niumschicht angeordnet.

Um mit dem elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhrensystem der zuvor beschriebenen Ausführung eine gute Bildqualität erreichen zu können, sollte der Elektronenstrahl einen Querschnitt haben, der über den gesamten Bildwiedergabebereich der Bildröhre die gleichen vorgegebenen Abmesungen hat.Wegen der Abweichungen, die im Ablenkungsfeld gegeben sind, ist der Elektronenstrahl in der Randzone des Bildwiedergabebereiches in seinen Abmessungen (d.h. in seiner Größe und in seiner Form) jedoch vergrößert, wobei sich der Querschnitt des Elektronenstrahles in seiner Form in den peripheren Diagonalteilen verdreht, was wiederum zur Folge hat, daß eine gute Bildwiedergabequalität nicht erreicht werden kann.

In Fig. 4, die ein Viertel des Bildwiedergabebereiches zeigt, sind die Horizontalachse X und die Vertikalachse Y dargestellt. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, hat der Elektronenstrahl im Mittelteil des Bildwiedergabebereiches der elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhre einen ovalen Querschnitt mit vorgegebenen Abmessungen. Zum Ende der Horizontalachse X hin wird die Querschnittsbreite des Elektronenstrahles jedoch größer, so daß der Elektronenstrahl über mehr als einen der Leuchtstoffstreifen geführt wird und dabei auf mehr als einen dieser Leuchtstoffstreifen auftrifft. Demgegenüber wird zum Ende der Vertikalachse Y hin, der Querschnitt des Elektronenstrahles in seiner Länge größer, so daß

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der Elektronenstrahl über mehr als eine der Abtastlinien geführt wird und dabei auf mehr als eine der Abtastlinien auftrifft. An den Enden der Diagonalen des Bildwiedergabebereiches wird die große Achse des Ovalquerschnitts des Elektronenstrahles gedreht und weist dann sowohl zur X-Achse als auch zur Y-Achse eine Schrägneigung auf.

Um eine Expansion oder Drehung des Elektronenstrahles, wie dies zuvor beschrieben worden ist, zu vermeiden, ist eine dynamische Fokussierungskorrektur vorgeschlagen worden. Bei der Druchführun dieser Korrektur werden der Elektronenabstrahlvorrichtung synchron zu den Horizontalablenkungen und zu den Vertikalablenkungen Spannungen aufgeschaltet. Diese Spannungen können jedoch Werte bis zu mehreren hundert Volt haben. Wird weiterhin auch noch die Tatsache berücksichtigt, daß die statische Fokussierungsspannung einen Wert von mehreren Kilovolt annehmen kann, dann werden die Schaltungen und Stromkreise, die für die Aufschaltung dieser Spannungen erforderlich sind, zu kompliziert und zu teuer. So ist ganz besonders die Schaltung für die dynamische Fokussierungskorrektur der hochfrequenten Horizontalabtastung viel teuerer als die dynamische Fokussierungskorrektur, die für die Vertikal abtastung bestimmt ist. Eine bloße Eliminierung der früheren Schaltung würde für die Industrie stark verwirrend wirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgrund der Abweichung des vom dem Elektronenstrahl-Ablenkjoch erzeugten Magnetfeldes gegebene Vergrößerung und Verdrehung des Elektronenstrahlquerschnittes korrigiert werden, und zwar, ohne daß dazu - zumindest in der horizontalen Abtastrichtung eine dynamische Fokussierungskorrektur erforderlich

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Diese Aufgabe wird mit dieser Erfindung dadurch gelöst, daß erste und zweite Gruppen von Korrekturvorrichtungen vorgesehen werden, wobei zu jeder dieser Gruppen ein Permanentmagnet gehört, der an oder nahe dem Ende des Ablenkjoches angeordnet und montiert ist, das auf den Leuchtstoffschirm der Bildröhre ausgerichtet ist. Diese ersten und zweiten Gruppen von Korrekturvorrichtungen werden jeweils den Stellen zugeordnet, die der Horizontalachse der Bildröhre und die den Diagonalachsen der Bildröhre entsprechen. Die Magnete wirken dabei derart auf den Elektronenstrahl ein, daß sie dann, wenn der Elektronenstrahl in der Horizontalrichtung abgelenkt wird einen positiven und isotropen Astigmatismus herbeiführen, während sie dann, wenn der Elektronenstrahl in Richtung der Diagonalachsen abgelenkt wird, einen negativen und anisotropen Astigmatismus herbeiführen, so daß die Vergößerung und die Verdrehung des Elektronenstrahles dadurch korrigiert wird.

Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele} näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Perspektive.

Fig. 2A Die perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Ablenken des Elektronenstrahles, die im Zusammenhang mit dem elektronen strahl ab lenk ungskorri gieren Bildröhrensystem verwendet wird.

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Fig., 2B Eine Draufsicht auf die mit Fig. 2A dargestellte Elektronen strahl-Ab lenkvorrichtung, und zwar von der Leuchtstoffschicht aus betrachtet.

Fig. 3A Kenn!iniendiagramme, mit denen die Funktion ^un und die Arbeitsweise der Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtung dieser Erfindung erklärt wird.

Fig. 4 Ein Diagramm, das den Zustand des bei einer elektronenstrahlablenkungskorri gierten Bildröhre konventioneller Art auf den Leuchtstoffschirm projizierten Elektronenstrahles erkennen läßt.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, besteht das elektronenstrahl ablenkungskorrigierte Bildröhrensystem 10, (nachfolgend auch kurz als Indexbildröhrensystem bezeichnet), aus der eigentlichen elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhre 22, (nachfolgend auch kurz als Indexbildröhre bezeichnet) - diese eigentliche Bildröhre 22 mit einer Frontplatte 12, auf deren Innenfläche ein Leuchtstoffschrim 12 aufgetragen ist, und mit einem Bildröhrenkolbenhals 20 mit einem Elektronenstrahlerzeuger 18 zum Erzeugen und Abstrahlen eines einen Ovalquerschnitt aufweisenden Elektronenstrahles 16, der auf die Leuchstoffschicht 12 auftrifft und diese Leuchtstoffschicht abtastet - und aus einer Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtung 24, die ringsum den Kolbenhals der Bildröhre angeordnet ist und den Elektronenstrahl in Horizontalrichtung sowie in Vertikalrichtung abzulenken hat.

Zum Leuchtstoffschirm 12 gehören rote Leuchtstoffstrei-

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fen 26R. grüne Leuchtstoffstreifen 26G und blaue Leuchtstoffstreifen 26B, Zwischen den aufeinanderfolgenden Leuchtstoffstreifen 26R, 26G und 26B sind jeweils die lichtabsorbierenden Streifen 28 angeordnet. Auf die Seite der Leuchtstoffstreifen, die zum Elektronenerzeuger oder zur Elektronen-Abstrahlvorrichtung 18 hin ausgerichtet ist, ist auf die Leuchtstoffstreifen eine Alauminiumschicht 30 aufgetragen, auf der wiederum in einer bestimmten und vorgegebenen Zuordnung zu den Leuchtstoffstreifen die Indexstreifen 32 angeordnet sind.

Zum elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhrensystem 10, d.h. zum Indexbildröhrensystem 10, gehört weiterhin auch noch ein fotolektrisches Element (ein Fotoverstärker) 34, der das Lichtt, (beispielsweise die ultravioletten Strahlen), das von den Indexstreifen 32 herkommt in ein elektrisches Indizierungssignal oder ein elektrisches Steuerungssignal umsetzt.

Wie nun aus Fig. 2A und Fig. 2B zu erkennen ist, besteht die Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtung 24 aus einem Ablenkjoch , bei dem ein für die Horizontalablenkung bestimmtes Spulenpaar 38 und ein für die Vertikalablenkung bestimmtes Spulenpaar 40 jeweils auf der Innenseite und auf der Außenseite eines kegelstumpfartigen Ablenkjoches 36 angeordnet sind, bei dem weiterhin auch noch die sechs Korrekturelemente 42 und 44 auf der Peripherie des vorderen Ablenkjochendes 36, welches auf den Leuchtstoffschirm 12 ausgerichtet ist, angeordnet sind. Die Elemente 42 und 44 sind jeweils an Stellen angeordnet,

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die jeweils der Horizontalachse X-X und den Diagonalachsen Ä-j - A-j sowie A₂ - A₂ der elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhre 22, d.h. der Indexbildröhre 22, entsprechen. Zu jeder der Korrekturvorrichtungen 42 und 44 gehört jeweils ein zylindrischer Permanentmagnet 46, gehören weiterhin auch noch zwei Polschuhe 48. Der Permanentmagnet ist mit den Polschuhen oder Polstücken 48 drehbar auf dem Außenumfang des Ablenkjoches 36 befestigt, so daß die Wirkung des Permantentmagneten 46 auf das die Elektronenstrahlablenkung verursachende Magnetfeld durch eingestellt werden kann.

Die Funktion und die Arbeitsweise der Elektronenstrahl Ablenkvorrichtung 24 soll nachstehend nun anhand von Fig. 3A beschrieben und erläutert werden.

Das Magnetfeld, welches vom Elektronenstrahl-Ablenkjoch erzeugt wird, ist derart beschaffen, daß dann, wenn der Elektronenstrahl zu den Enden der Horizontalachse X-X hin abgelenkt wird, in diesem Elektronenstrahl ein positiver und isotroper Astigmatismus entsteht, wohingegen dann, wenn der Elektronenstrahl entlang der Vertikalachse abgelenkt wird, in diesem Elektronenstrahl ein negativer und anisotroper Astigmatismus herbeigeführt wird. Das hat wiederum zur Folge, daß dann, wenn der Elektronenstrahl zu den Enden der Diagonalachsen A-j- A₁ und A₂ - A₂ hin ababgelenkt wird, dieser Elektronenstrahl einem positiven und anisotropen Astigmatismus unterworfen wird. Anders ausgedrückt: - das horizontal wirkende Magnetfeld hat in seiner Gesamtheit die Form eines Kissens,

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wohingegen das vertikal wirkende Magnetfeld in seiner Gesamtheit eine tonnenförmige Verzerrung aufzuweisen hat. Das aber bedeutet, daß der Elektronenstrahl in Horizontalrichtung dann zu stark fokussiert ist, wenn er zu den peripheren Teilen des Bildwiedergabebereiches hin abgelenkt wird.

Die zuvor erwähnten Korrekturelemente 42 und 44 sind derart angeordnet, daß dann, wenn der Elektronenstrahl entlang der Horizontalachse abgelenkt wird, ein positiver und isotroper Astigmatismus erzielt wird, während bei einer Elektronenstrahlablenkung entlang den Diagonalachsen ein negativer und anisotroper Astigmatismus erzielt wird. Nach Fig. 3A bewirkt das nach vorne und zum Ende der Diagonalachse ausgerichtete Magnetfeld ein Aheben des durch das Magnetfeld des Ablenkjoches in eine Schrängneigung gebrachten Elektronenstrahles, d.h. die Korrekturelemente wirken sich dahingehend aus, daß sie die große Achse des Elektronenstrahl-Querschnittes in die Vertikale drehen. In ähnlicher Weise wird durch das Einwirken des von den auf der Horizontalachse angeordneten Korrekturelementen erzeugten Magnetfeldes die Breite des Elektronenstrahles dann verkürzt, wenn dieser Elektronenstrahl entlang der Horizontalachse abgelenkt wird.

Dementsprechend kann durch ein Kombinieren des veränderlichen und dynamischen Magnetfeldes des Elektronenstrahl-Ablenkjoches und des statischen Magnetfeldes der Korrekturelemente die Querschnittsgröße des auf den Leuchtstoffschirm auftreffenden Elektro-

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nenstrahles auf eine vorgegebene Breite gehalten werden ganz gleich, ob der Elektronenstrahl entlang der Horizontal achse abgelenkt wird, oder nicht. Darüber hinaus kann dann, wenn der Elektronenstrahl entlang den Diagonal achsen abgelenkt wird, die Drehung des Elektronenstrahles im wesentlichen auf Null zurückgeführt werden.Das hat wiederum zur Folge, daß der Elektronenstrahl entsprechend richtig fokussiert wird, und zwar unabhängig von seiner Position im Hinblick auf den Bildwiedergabebereich.

Die Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtung wirkt noch auf eine andere Weise auf den Elektronenstrahl ein. Ein Raster, der durch das zuvorbeschrieben4 Elektronenstrah-Ablenkjoch gebildet wird, wird wegen der im Magnetfeld des Ablenkjoches aufkommenden Abweichungen deformiert und verzerrt. Glücklicherweise wird jedoch durch die Einwirkung der zuvor beschriebenen Korrekturelemente der Raster wieder auf die vorgegebene Abmessung und auf die vorgegebene Form zurückgeführt. Wie aus Fig. 3B zu erkennen ist, werden zumindest die Teile in der Nähe der Diagonalenden des Rasters zusammengedrückt, während die Teile des Rasters in der Nähe der Horizontalenden des Rasters gedehnt werden.

Das von den zusätzlichen Elektronenstrahl-Ablenkelementen 42 und 44 erzeugte Magnetfeld hat eine sechspolförmige Verteilung. Die Magnetfeldstärke des Magnetfeldes, das von den zusätzlichen Elektronenstrahl-Ablenkelementen 42 erzeugt wird - diese sind an Stellen angeordnet, die der Horizontalachse entsprechen,

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wird vorzugsweise größer ausgelegt als die Stärke des Magnetfeldes, das von den zusätzlichen Elektronenstrahl-Ablenkelementen 44 erzeugt wird, die an den Stellen angeordnet sind, die den Diagonal achsen entsprechen.

Dadurch, daß die Korrekturelemente 42 und 44 ein sechspoliges Magnetfeld erzeugen, läßt sich die Verdrehung des Elektronenstrahles an den Enden der Diagonalachsen - und dies ist eine Schwierigkeit oder ein Problem des konventionellen Systemes leicht korrigieren. Darüber hinaus kann dadurch, daß die Feldstärke des von den zusätzlichen Ablenkelemententen 42 auf der Horizontalachse größer ist als die Feldstärke des von den zusätzlichen Ablenkelementen 44 erzeugten Magnetfeldes, die früher vorgeschlagene Konvergenz-Korrekturschaltung für die Horizontal achse wegfallen.

Weiterhin bietet diese Erfindung auch noch die nachstehend angeführten zusätzlichen Vorteile:-

Weil die Korrekturelemente aus Permanentmagneten bestehen, kann zum ersten der Enddreheffekt der für gewähnlich verwendeten sattelförmigen Spulen für die Horizontalablenkspule und dergleichen mehr im wesentlichen zum Wegfallen gebrac ht werden, d.h. es kann ein gewünschtes Magnetfeld realisiert werden. Zum zweiten kann die Abmessung des Elektronenstrahl-Ablenkjoches verkleinert werden, wie dies auch bei einer Schwarzweiß-Bildröhre der Fall ist.

- Ende -

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eerseite

Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MüL'.ER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 72 - bh - 6.6.1978 Tokyo Shibaura Electric Comany Limited, 72, Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan Patentansprüche:-

1. Elektronenstrahlablenkungskorrigiertes BiIdröhrensystem bestehend aus der eigentlichen elektronenstrahlablenkungskorrigierten Bildröhre, aus einer in diese Bildröhre eingebauten Elektronenstrahlerzeugungsvorrichtung ,die einen Elektronenstrahl mit ovalem Querschnitt erzeugt, aus einer Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtung mit mindestens einem für die Horizontalablenkung bestimmten Ablenkspulenpaar sowie mit mindestens einem für die Vertikalablenkung bestimmten Ablenkspulenpaar, die den Elektronenstrahl in die jeweils zutreffenden Richtungen ablenken, wobei durch die von den Ablenkjochen erzeugten Magnetfelder den Elektronenstrahl zu den Enden der Horizontal- und der Vertikalachsen hin zu stark konvergieren lassen, sowie auch noch bestehend aus einer Korrekturvorrichtung, die das zu starke Konvergieren des Elektronenstrahles reduziert. Das elektronen strahl ablenkungskorri gierte Bildröhrensystern dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturvorrichtung erste und zweite Gruppen von Korrekturvorrichtungen zugeordnet sind, zu denen jeweils ein Permanentmagnet gehört, der am oder in der Nähe des zur Leuchtstoffschicht der Bildröhre hin ausgerichteten AblenkjochsEndes angeordnet ist; daß die ersten und zweiten Gruppen der Korrekturvorrichtung jeweils an solchen Stellen angeordnet sind, die der Horizontalachse entsprechen und die der

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Diagonal achse der Bildröhre entsprechen; daß die Magnete derart auf den Elektronenstrahl einwirken, daß von ihnen dann, wenn der Elektronenstrahl entlang der Horizontal achse abgelenkt wird, einen positiven und isotropen Astigmatismus erzeugen, während von ihnen dann, wenn der Elektronenstrahl entlang der Diagonalachse eingestellt und abgelenkt wird, ein negativer und anisottoper Astigmatismus erzeugt wird, so daß auf diese Weise dann die Vergrößerung/ Verzerrung und die Drehung des Elektronenstrahles korrigiert wird.

2. Elektronenstrahlablenkungskorrigiertes Bildröhrensystem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärkes des von den Magneten der ersten Gruppe erzeugten Magnetfeldes größer ist als die Feldstärkes des Magnetfeldes, das von den Magneten der zweiten Gruppe erzeugt wird.

3. Elektronenstrahlablenkungskorrigiertes Bildröhrensystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Korrekturvorrichtung ein Permanentmagnet und zwei Polschuhe gehören.

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