DE2922962A1

DE2922962A1 - Ablenkeinheit fuer eine kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2922962A1
Application number: DE19792922962
Authority: DE
Inventors: William Henry Barkow
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1978-06-06
Filing date: 1979-06-06
Publication date: 1979-12-13
Also published as: JPS5832892B2; US4143345A; DE2922962C3; JPS54160120A; CA1124308A; GB2022915A; MX145672A; GB2022915B; DE2922962B2; FR2428321A1; AT382478B; JPS60105141A; IT7923106A0; IT1166866B; HK16686A; ATA403979A; MY8500717A; FR2428321B1

Description

RCA 73015 Dr.ν.Β/Ε

RCA Corporation New York N.Y. (V.St.A.) Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung Anordnungen zur Rasterkorrektur für sogenannte selbstkonvergierende Ablenkäiheiten.

Aus der US-PS 3 721 930 ist eine Ablenkeinheit für eine Dreistrahl· Inline-Farbfernsehbildröhre bekannt, die die drei Strahlen an allen Punkten des Tasters ohne Verwendung dynamischer Konvergenzeinrichtungen 1m wesentlichen konvergent hält. Dies wird im wesentlichen durch eine solche Wahl der Windungsverteilung der Ablenkspulen erreicht, daß ein generell kissenförmiges Horizontalablenkfeld und ein generell tonneförmiges Vertikalablenkfeld erzeugt werden, die so abgestimmt sind, daß ein Kompromiß zwischen den Konvergenzverhältnissen auf den Achsen und denen in den Ecken des Rasters erreicht wird. Diese Technik hat ihre Anwendung in Fernsehempfängern mit Ablenkwinkeln von 90 und 110° gefunden.

Bei den meisten Fernsehbildwiedergabe-Einrichtungen des oben erwähnten selbstkonvergierenden Typs tritt eine gewisse kissenförmige Verzeichnung auf. Diese Verzeichnung hat ihre Ursache im allgemeinen in der Bildröhrengeometrie und der Form der magnetischen Ablenkfelder. Eine geometrische Verzeichnung tritt auf, da nicht alle Punkte des Bildschirms den

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gleichen Abstand vom Ablenkzentrum der Ablenkeinheit haben. Diese geometrische Rasterverzeichnung nimmt mit zunehmendem Ablenkwinkel zu. Die magnetischen Ablenkfelder beeinflussen die Kissenverzeichnung wie folgt: Wenn die Form des Ablenkfeldes kissenförmig ist, wird die Rasterverzeichnung verringert, ist das Feld tonnenförmig, so wird die Rasterverzeichnung größer.

Es ist bekannt, daß eine kissenförmige Verzeichnung dadurch im wesentlichen vermieden werden kann, daß man kissenförmige Ablenkfelder verwendet, man weiß auch, daß die Form des Ablenkfeldes vorne oder beim Strahl austritt den empfindlichsten Teil des Ablenkfeldes hinsichtlich der Steuerung der Kissenverzeichnung darstellt. Dies hat seinen Grund darin, daß die Strahlen vorne an der Ablenkeinheit näher beieinander verlaufen als hinten und daß die Strahlen am vorderen Ende der Ablenkeinheit außerdem am stärksten abgelenkt sind. Aus der Theorie der Bildfehler dritter Ordnung ergibt sich, daß die Rasterverzeichnung ein Produkt des Quadrates des Betrages der Strahlablenkung von der longitudinalen Mittelachse der Ablenkeinheit und des Betrages der transversalen Ungleichförmigkeit des Ablenkfeldes ist. Diese Ungleichförmigkeit wird im allgemeinen durch die sogenannte I-L-Funktion ausgedrückt und ist die rechtwinklige Komponente dritter Ordnung des Ablenkfeldes.

Es ist weiterhin bekannt, daß der Astigmatismus des Ablenkfeldes, der die Strahl konvergenz beeinflußt, sich am besten durch Änderungen des Ablenkfeldes in einem Bereich, der etwas hinter dem Strahlaustrittsende der Ablenkeinheit liegt, ändern läßt. Da der Astigmatismus ein lineares Produkt des Betrages der Strahlablenkung und des H₂-FeIdes ist, läßt es sich in der Praxis kompensieren, indem man das Ablenkfeld irgendwo längs der Mittelachse der Ablenkeinheit ändert bzw. entsprechend bemißt; da der vordere Teil der Ablenkeinheit jedoch für die Muster- bzw. Rasterkorrektur bestimmt ist, muß die Korrektur des Astigmatismus irgendwo anders erfolen. Sattelförmige Vertikalablenkspulen lassen sich besonders gut hinsichtlich der Kissenverzeichnung korrigieren, da der Hohlraum der Spulenwicklung an der Wickelmaschine verhältnismäßig einfach kontrolliert werden kann.

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Bei vielen Ablenkeinheiten werden heute jedoch toroidgewickelte Vertikalablenkwicklungen verwendet. Toroidspulen werden im allgemeinen mit radialen Leiterwindungen gewickelt. Radiale Windungen sind Windungen, die in einer die longitudinale Mittelachse der Ablenkeinheit enthaltenden Ebene liegen. Das Wickeln von nicht-radialen Toroidablenkwicklungen hat bei den derzeit verfügbaren Toroidspulenwickelmaschinen entweder eine erhebliche Verringerung der Wickelgeschwindigkeit oder eine wesentlich kompliziertere Apparatur oder beides zur Folge.

Ein weiteres Problem, dem man gegenübersteht, wenn man versucht, eine kissenverzeichnungskorrigierte Sattel- oder Toroidspule zu wickeln, besteht offensichtlich darin, daß das für die Selbstkonvergenz der Strahlen erforderliche Feld mit dem richtigen Astigmatismus erhalten bleiben muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkeinheit anzugeben, die ein Raster erzeugt, das weitgehend verzeichnungsfrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Ablenkeinheit gelöst.

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Ablenkeinheit gemäß der Erfindung.

Eine für eine Kathodenstrahlröhre, insbesondere Dreistrahl-Inline-Fa^fernsehbildröhre bestimmte Ablenkeinheit enthält ein Paar Horizontalablenkspulen und ein Paar Vertikalablenkspulen. Eine erste Anordnung erzeugt Magnetfelder in der Nähe der Oberseite bzw. Unterseite und in der Nähe des Strahlaustrittsendes der Ablenkeinheit, die Felder haben dabei die gleiche Polarität wie das Vertikalablenkfeld. Bei der sich erweiternden inneren Oberfläche der Ablenkeinheit ist oben und unten in einem mittleren Teil der Länge der Ablenkeinheit eine zweite Anordnung angeordnet, um dem Vertikalablenkfeld in der Nähe der Vertikalablenkachse eine tonnenförmige

Komponente hinzuzufügen. Die beiden Anordnungen ändern das Vertikal ab!enkfeld im Sinne einer Rasterverzeichnungskorrektur.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein HorizontaTschnitt durch eine Bildwiedergabeeinrichtung, die eth AusfUhrungsbeispiel der Erfindung enthält;

Fig. 2 und 3 eine Ablenkeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 Flußgradientenkurven und Strahltrajektorien, auf die bei der Erläuterung der Erfindung Bezug genommen wird, und

Fig. 5, 6 und 7 Magnetfelder, magnetische Kräfte bzw. Rasterformen, die mit der Erfindung zusammenhängen.

Fig. 1 zeigt eine Farbfernsehbildröhre 10 mit einer Frontplatte 11, auf deren Innenseite sich wiederholende Gruppen aus vertikal verlaufenden Rot-, Grün- und Blauleuchtstoffstreifen 13 verlaufen. Im Abstand hinter der Frontplatte 11 ist in der Röhre eine Lochmaske 14 angeordnet. In einem Halsteil 12 der Röhre befindet sich eine Strahierzeugungssystemanordnung 15 zum Erzeugen dreie*in einer horizontalen Reihe nebeneinander verlaufender Inline-Elektronenstrahlen R, G und B. Auf dem Hals der Röhre sitzt eine Ablenkeinheit 16, die durch eine geeignete Halterung 19 gehaltert ist. Die Ablenkeinheit enthält einen sich in der dargestellten Weise erweiternden Ferritkern 17 sowie Vertikal- und Horizontalablenkspulen 18. Der Hals 12 der Röhre 1st ferner von einer Magnetanordnung 20 zur statischen Konvergenzeinstellung und Farbreinheitseinstellung umgeben. Bei der Ablenkeinheit 16 kann es sich um einen selbstkonvergierenden Typ handeln, wie er in der oben bereits erwähnten US-PS 3 721 930 beschrieben ist, sie bewirkt

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eine Konvergenz der drei Strahlen an allen Punkten des auf der Frontplatte 11 angeordneten Bildschirm, ohne Verwendung irgendwelcher dynamischer Konvergenzeinrichtungen.

In den Figuren 2und 3 ist die erfindungsgemäße Ablenkeinheit 16 genauer dargestellt. Die aus Kunststoff bestehende Halterung 19 dient dazu, zwei sattelförmige Horizontalablenkspulen 18H in der richtigen Orientierung bezüglich des sich erweiternden ringförmigen Ferritkerns 17 zu halten, um den eine Vertikalablenkwicklung 18V toroidförmig gewickelt ist. Bei der Ablenkeinheit 16 dieses Ausführungsbeispieles der Erfindung handelt es sich also um einen Satteltoroid-Typ, wie er im allgemeinen als ST-Ablenkeinheit bezeichnet wird. In der vom Bildschirm aus gesehenen Stirnansicht gemäß Fig. 2 und der geschnittenen Seitenansicht gemäß Fig. 3 der Ablenkeinheit 16 sind zwei magnetfeiderzeugende Anordnungen in Form zweier Magnete 21a und 21b dargestellt, die oben und unten bei der Ablenkeinheit am vorderen oder Strahlaustrittsteil der Ablenkeinheit mit der angegebenen Polung angeordnet sind. Diese Magnete sind mit einem geeigneten Kleber in einer Vertiefung der Halterung 19 befestigt.

Eine als ein Paar von Magneten 22a und 22b dargestellte flußändernde Anordnung ist bei der sich nach vorne erweiternden Innenfläche der Ablenkeinheit in einem mittleren Teil der Längsabmessung der Ablenkeinheit oben und unten angeordnet und, wie angegeben, gepolt. Diese Magnete sind durch einen Kleber an einer Isolierschicht der Halterung 19 befestigt, die die Vertikal- und Horizontal ab!enkwicklungen trennt. Alle Magnete können Permanentmagnete sein und bestehen vorzugsweise aus einem Material niedriger Permeabilität, wie Bariumferrit, so daß nur ein Minimum an unerwünschter Unterbrechung der durch die Ablenkspulen erzeugten magnetischen Ablenkfelder eintritt. Die flußändernden Anordnungen 22a und 22b können auch nichtmagnetisierte Stücke aus magnetisch permeablem Material, wie Siliciumstahl, enthalten. Der Zweck der magnetfei delderzeugenden Anordnung 21a und 21b sowie der flußändernden Anordnung 22a und 22b läßt sich am besten in Verbindung mit den Figuren 4 bis 7 erläutern^·

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Fig. 5 zeigt einen Teil der magnetischen Feldlinien eines vom Strahlaustrittsende der Ablenkeinheit gesehenen tonnenforangen Vertikalablenkfeldes. Die dargestellten Feldlinien 23 des Vertikalablenkfeldes lenken die Strahlen von der Mitte des Bildschirms nach oben ab und die Erfindung wird im folgenden unter dieser Voraussetzung erläutert. Wenn auch nicht dargestellt, so soll doch darauf hingewiesen werden, daß die Prinzipien der Erfindung in entsprechender Weise auch für ein Vertikalablenkfeld entgegengesetzter Polarität gelten würde, das die Strahlen von der Mitte des Bildschirms nach unten ablenkt. Der einzige Unterschied bestände darin, daß die Polarität des Ablenkfeldes anders wäre und die Polarität der Magnetfelder der Magneten 21b und 22b der durch die Magnetpole in Fig. 5 angegebenen Polaitat entgegengesetzt wäre.

Zur Korrektur der kissenförmigen Rasterverzeichnung an der oberen Seite des Rasters erzeugt der Magnet 21a Feldlinien 24 der angegebenen Polung. Die Feldlinien 24 haben die gleiche Polarität wie die Feldlinien 23 des Vertikalablenkfeldes.

Wie oben erwähnt und unter Bezugnahme auf Figur 4 noch besprochen wird, ist der Magnet 21a in der Nähe des Strahl aus'Httsendes der Ablenkeinheit angeordnet, da dies der wirksamste Platz für die Korrektur der Kissenverzeichnung ist. Der vordere Teil der Ablenkeinheit ist in Fig. 4 durch den Bereich C dargestellt. Man sieht aus der den Betrag der Strahlablenkung darstellenden Kurve 27, daß der Betrag der Strahlablenkung im Bereich C am größten ist. Da die Rasterverzeichnung eine Funktion des Quadrates der Ablenkstrecke ist, wird der Teil C der Ablenkeinheit als Platz für die Anordnung der Magnete 21a und 21b gewählt. Die Kurve 26 stellt die [^-Funktion des Vertikalablenkfeldes dar. Die Null-Achse ist an dem dargestellten Ort eingezeichnet, um die drei Bereiche A, B und C der Kurve klar herauszuheben. Es sei bemerkt, daß die hL-Kurve bei einem tonnenförmigen Vertikalablenkfeld vollständig unterhalb der Nullachse verlaufen kann.

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In Fig. 6a sind die Summen der magnetischen Kraftvektoren für die linke Seite, die Mitte und die rechte Seite des Rasters auf dem Bildschirm dargestellt. Die Vektoren D stellen die Kraftkomponenten des tonnenförmigen Vertikalablenkfeldes dar. Die Vektoren P stellen die magnetische Kraft dar, die durch das Feld des Magneten 21a erzeugt wird. In der Mitte des Bildschirms verlaufen die Kraftlinien 23 und 24 tangential in bezug aufeinander und die beiden Vektoren P und D addieren sich daher einfach. Im linken und rechten Teil des Bildschirms sind die Feldlinien 23 und 24 nicht tangential, sondern sie krümmen sich voneinander weg, so daß für sie eine vertikale Kraftkomponente und eine rechtwinklige Kraftkomponente der angegebenen Richtungen dargestellt sind. Man sieht, daß die Ablenkkraft in der Mitte des Rasters am größten und an der linken und rechten Seite des Rasters entsprechend kleiner ist. Die Strahlen werden daher in der Mitte des Rasters um eine größere Strecke vertikal abgelenkt als an den Seiten. Diese Ablenkkräfte wirken offensichtlich der Kissenverzeichnung an der oberen Seite des Rasters entgegen. Die Kissenverzeichnung an der oberen Seite des Rasters wird auf diese Weise im wesentlichen beseitigt.

Der Magnet 21a bewirkt in Verbindung mit dem tonnenförmigen Vertikalablenkfeld eine Verringerung der Wirkung des tonnenförmigen Feldes und damit der Kissenverzeichnung, er verringert jedoch auch die selbstkonvergierende Wirkung des Ablenkfeldes auf die drei Inline-Elektronenstrahlen. Der Magnet 22a bewirkt eine Wiederherstellung des Selbstkonvergenzeffektes. Die vom Magnet 22a erzeugten magnetischen Feldlinien 25 haben die entgegengesetzte Polarität wie die Feldlinien 23 des Vertikalablenkfeldes. Fig. 6b zeigt die auf die Strahlen wirkenden magnetischen Kräfte, die sich aus der Vertikalablenkkraft D und der durch den Magneten 22a erzeugten Kraft P zusammensetzen. In der Mitte des Rasters sind die Kräfte tangential und haben entgegengesetzte Richtungen. Die Kraft P setzt also die Kraft D direkt herab. An der linken Seite des Rasters sind die Kräfte nichttangential und daher in die dargestellten rechtwinkligen Komponenten aufgespalten. An der rechten Seite des Rasters ergeben die nichttangential zueinander verlaufenden Feldlinien wie auf der linken Seite recht-

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winklige Kraftkomponenten. Die Wirkung dieser Kräfte besteht darin, daß das tonnenförmige Vertikal ab!enkfeld verstärkt und dadurch der selbstkonvergierende Effekt bei der Vertikalablenkung der Strahlen wiederhergestellt wird.

Die Magnete 22a und 22b sind körperlich in einem mittleren Teil längs der Achse der Ablenkeinheit angeordnet, wie es in Fig. 3 beispielsweise dargestellt ist. Dieser Bereich entspricht dem Mittel bereich B in Fig. 4. Das Hinzufügen einer tonnenförmigen Komponente zum Vertikalablenkfeld durch die Magnete 22a und 22b bewirkt zwar eine Vergrößerung der Kissenverzeichnung an der oberen und unteren Seite des Rasters, man sieht jedoch, daß der Magnet 22a seine Wirkung im Bereich D (Fig.4) entfaltet, indem die Ablenkung der Strahlen kleiner iät als im Bereich C. Soweit es die Korrektur der Kissenverzeichnung angeht, überwiegt also die Wirkung des Magneten 21a. Dadurch, daß man die Magnete so anordnung und polt, wie es in den Figuren dargestellt ist, läßt sich also eine Korrektur der Kissenverzeichnung erreichen, ohne die Konvergenz der Strahlen nennenswert zu beeinträchtigen.

Es war bereits erwähnt worden, daß die Magneten 22a und 22b durch Streifen oder Stücke aus magnetisch permeablem Material ersetzt werden können. Ein magnetisch permeables Material ändert den Verlauf der Flußlinien in der gleichen Weise wie die es die Kraftlinien 25 entgegengesetzter Polarität des Magneten 22a tun und man kann die gleiche Verstärkung der Selbstkonvergierungswirkung auf die Strahlen erzielen.

Eine durch den Rasterzustand 30 in Fig. 7 dargestellte andere Situation liegt manchmal vor, wenn eine selbstkonvergierende Ablenkeinheit in Kombination mit einer Bildröhren- Elektronenstrahlerzeugungsanordnung verwendet wird, welche magnetische Nebenschlüsse und Feldverstärker enthält. Wie dargestellt, decken sich das rote und das blaue Raster, wie durch die ausgezogene rechteckige Linie dargestellt ist, so daß in dieser Hinsicht ein konvergierter Zustand vorliegt. Das durch die ausgezogene Linie G dar-

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gestellte grüne Raster ist dagegen verzerrt. Das grüne Raster wird durch den mittleren der drei Inline-Strahlen erzeugt, während das rote und das blaue Raster durch die beiden äußeren Elektronenstrahlen geschrieben werden. Das grüne Raster G ist nicht nur verzerrt, sondern hat auch nicht die gleiche Größe wie das rote und das blaue Raster, es liegt also ein sogenannte Komafehler vor. Die Wirkung der Magnete 22a und 22b auf das grüne Raster ist durch das gestrichelte rechteckige Raster G¹ dargestellt. Die Verzeichnung des grünen "mittleren" Rasters wird durch die Magnete infolge einer unterschiedlichen Wirkung der Magnetfelder auf die beabstandeten Elektronenstrahlen im mittleren Teil der Länge der Ablenkeinheit erzeugt. Das vertikale Ablenkfeld, das durch die von den Magneten 22a und 22b erzeugten Felder abgewandelt ist, oder die feldändernde Wirkung von permeablen Streifen oder Blechstücken, die anstelle dieser Magnete verwendet werden, beeinflussen im wesentlichen nur das vom mittleren Elektronenstrahl erzeugte Raster, so daß das Raster G¹ (Fig. 7) korrigiert wird. Das Raster G¹ ist in Fig. 7 nur der Deutlichkeit halber kleiner als das rote und grüne Raster dargestellt. In Wirklichkeit hat das korrigierte grüne Raster die gleiche Größe wie das rote und blaue Raster R+G.

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Claims

Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre Patentansprüche

Λ.) Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre mit je einem Paar Horizontalablenkspulen und Vertikalablenkspulen, gekennzei chn e t durch eine erste Anordnung (21a, 21b) zum Erzeugen entsprechender Magnetfelder (24) in der Nähe der Oberseite und der Unterseite der Ablenkeinheit bei ihrem Strahl austrittsende, welche die gleiche Polarität haben wie das durch die Vertikalablenkspulen (18V) erzeugte Feld (23), und eine zweite Anordnung (22a, 22b), die bei einer inneren Erweiterung der Ablenkeinheit in einem mittleren Teil der Länge der Ablenkeinheit oben und unten angeordnet ist und dem magnetischen Vertikalablenkfeld (23) in der Nähe der Vertikalablenkachse eine tonnenförmige Komponente hinzufügt, wobei die erste und die zweite Anordnung (21a,21b .bzw. 22a, 22b) das Vertikalablenkfeld zur Korrektur einer Rasterverzerrung ändern.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 für eine Kathodenstrahlröhre mit drei nebeneinander verlaufenden Strahlen (Inline-Strahlen), bei welchem die Ablenkspulen bei Erregung im wesentlichen kissenförmige bzw. tonnenförmige Ablenkfelder erzeugen, um eine wenigstens annähernde Konvergenz der drei Strahlen an allen Punkten eines durch die Strahlen abgetasteten Rasters zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Anordnung den Fluß des Vertikalablenkfeldes so ändern, daß die Rasterverzerrungen korrigiert werden, gleichzeitig jedoch die wenigstens annähernde Konvergenz der Strahlen aufrecht erhalten wird.
3. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzei chnet, daß die erste und die zweite Anordnung Permanentmagnete (21a, 21b) zum Erzeugen der Felder der gleichen Polarität enthalten.
4. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzei chnet, daß die Felder (24) gleicher Polarität im Vergleich zu dem tonnenförmigen Vertikalablenkfeld (23) kissenförmig sind.
5. Ablenkeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anordnung ein erstes und ein zweites Stück (22a, 22b) aus magnetisch penneablem Material enthalten, das oben bzw. unten in sich erweiternden Teilen der Ablenkeinheit angeordnet ist.
6. Ablenkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß die zweite flußändernde Anordnung einen dritten und einen vierten Permanentmagneten (22a, 22b) enthält, die in sich erweiternden Teilen der Ablenkeinheit oben bzw. unten angeordnet sind.
7. Ablenkeinheit nach Anspruch 6, dadurch g e kennzei chnet, daß der dritte und der vierte Magnet (22a, 22b) so gepolt sind, daß sie Felder erzeugen, die die entgegengesetzte Polarität wie das Vertikalablenkfeld haben.

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8. Ablenkeinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzei chnet, daß die vom dritten und vierten Magnet (22a, 22b) erzeugten Felder im gleichen Sinne tonnenförmig sind, wie das tonnenförmige Vertikalablenkfeld (23).

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