DE2935098A1 - Ablenkjoch fuer fernsehbildroehren - Google Patents

Description

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ECA 73 189 Ks/Ki

U.S. Serial No: 938, 243

Filed: August 30, 1978

ECA Corporation
New York, N.Y., V. St. v. A.

Ab 1 enkjoch. für Fernseiibildröhren

Die Erfindung bezieht sich auf Bildwiedergabesystenie mit selbstkonvergierender Farbbildröhre, bei denen weniger strenge Anforderungen an die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen dem Ablenkjoch und der Bildröhre bestehen.

Farbfernseh-Bildröhren erzeugen Bilder mit Teilen verschiedener Farben durch Bestrahlung unterschiedlich emittierender Leuchtstoffe mit Elektronen. Normalerweise werden Leuchtstoffe verwendet, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren und in eine große Vielzahl von Dreiergruppen bildenden Leuchtstoffbwreichen aufgeteilt sind, wobei jeder dieser Dreier für jede der drei Farben jeweils einen Leuchtstoffbereich enthält.

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In der Bildröhre werden die Leuchtstoffe jeweils derselben Farbe durch jeweils einen Elektronenstrahl bestrahlt, der auf Leuchtstoffe nur dieser Farbe auftreffen soll. Jeder Elektronenstrahl läßt sich also mit dem Namen derjenigen Farbe kennzeichnest, die von dem durch diesen Strahl zu treffenden Leuchtstoff emittiert wird, obwohl der Elektronenstrahl selbst keine Farbe hat. Jeder Elektronenstrahl hat einen relativ großen Querschnitt im Vergleich zu einem Leuchtstoffdreier und bestrahlt mehrere Dreier. Die drei Elektronenstrahlen werden durch drei Elektronenkanonen erzeugt, die in einem Halsteil der Bildröhre, dem durch die Leuchtstoffe gebildeten Bildschirm gegenüberliegendj sitzen. Die Elektronenkanonen sind so orientiert, daß die erzeugten Strahlen die Kanonen auf parallelen und etwas konvergierenden Wegen in Sichtung auf den Bildschirm verlassen. Damit eine Skala von Farben dargestellt werden kann, muß die Leuchtstoffanordnung in einem gegebenen Bereich von den drei Elektronenstrahlen mit Intensitäten beleuchtet werden, die von der darzustellenden Farbe abhängen. Die drei Elektronenstrahlen, welche die Elektronenkanonen auf getrennten parallelen Wegen verlassen, beleuchten, wenn sie nicht korrigiert werden, den Bildschirm an drei verschiedenen Orten, wobei getrennte, verschiedenfarbig leuchtende Flecken gebildet werden.Damit ein einzelner beleuchteter Bereich eine Farbskala wiedergeben kann, werden die Elektronenstrahlen dazu gebracht, am oder nahe beim Bildschirm zu konvergieren. In der Mitte des Schirms läßt sich dies durch Verwendung einer Permanentmagnetanordnung erreichen, die im Halsbereich der Bildröhre sitzt, um ein statisches Magnetfeld zu erzeugen, das die drei Elektronenstrahlen zur Konvergenz oder Deckung in der Mitte des Bildschirms bringt. Diese Einstellung nennt man "statische Konvergenz".

Wenn die drei Elektronenstrahlen den selben Bereich des Bildschirms bestrahlen, müssen irgendwelche Maßnahmen getroffen sein, um dafür zu sorgen, daß der rote, der grüne und der blaue Strahl jeweils nur Leuchtstoffe der betreffenden Farbe treffen. Dies wird mittels einer sogenannten Schattenmaske erreicht. Die Schattenmaske ist ein Schirm oder Gitter aus leitendem Material mit sehr vielen Per-

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forationen oder Öffnungen, an denen Teile der Elektronenstrahlen hindurchdringen können. Jede Öffnung "befindet sich in einer festen Position gegenüber jedem Leuchtstoffdreier. Teile der konvergierten Elektronenstrahlen dringen durch eine oder mehrere der Öffnungen und beginnen dann zu divergieren und sich zu trennen, wenn sie sich dem Bildschirm nähern. Am Bildschirm sind die Teile getrennt und treffen jeder auf den Leuchtstoff der zugehörigen Farbe, beruhend auf der Einfallsrichtung des betreffenden Elektronenstrahls. D.h., jeder Elektronenstrahl erreicht eine gegebene Gruppe von öffnungen aus einer etwas anderen Eichtung, und die Strahlen werden in eine Anzahl kleinerer Strahlen aufgespalten, die nach dem Durchdringen der öffnung leicht divergieren, bevor sie auf die einzelnen Leuchtstoffbereiche der jeweils richtigen Farbe treffen. Dies funktioniert nur dann, wenn die Leuchtstoffdreier sehr genau gegenüber den öffnungen und gegenüber der scheinbaren Quelle der Elektronenstrahlen positioniert sind. Um sicherzustellen, daß die scheinbare Quelle der Elektronenstrahlen richtig liegt, wird eine sogenannte "Heinheits"-Justierung vorgenommen, durch die jeder Strahl dazu gebracht wird, jeweils nur einen bestimmten der Leuchtstoff ber eiche jedes Dreiers zu bestrahlen.

Um ein zweidimensionales Bild aufzubauen, muß der leuchtende Fleck, der auf den Bildschirm durch die drei statisch konvergierten Elektronenstrahlen erzeugt wird, sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Sichtung über den Schirm bewegt werden, damit ein Leuchtraster gebildet wird. Dies geschieht mit Hilfe magnetischer Felder, die von einem auf dem Hals der Bildröhre montierten Ablenkjoch erzeugt werden. Gewohnlich lenkt das Ablenkjoch den Elektronenstrahl mit im wesentlichen unabhängigen Horizontal- und Vertikal-Ablenksystemen ab. Die Horizontalablenkung des Elektronenstrahls geschieht durch Paare von Leitergruppen des Jochs, die ein Magnetfeld mit vertikal verlaufenden Feldlinien erzeugen. Die Amplitude des Magnetfeldes wird mit einer relativ hohen Geschwindigkeit oder Frequenz über die Zeit geändert. Die Vertikalablenkung der Elektronenstrahlen geschieht durch Paare von Leitergruppen, die

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ein nopizontal verlaufendes Magnetfeld erzeugen, das sich mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit oder Frequenz über die Zeit ändert.

Den Leitern des Jochs ist ein permeabler Magnet zugeordnet. Die Leiter bilden mit Hilfe von Bückleitern durchgehende Wicklungen oder Spulen. Die Bückleiter können den Kern innerhalb der Spule umschließen, um eine Torus-Ablenkwicklung zu schaffen. Die Spule kann auch so angeordnet sein, daß sie den Kern nicht umschließt und damit eine sogenannte Sattelspulenwicklung geschaffen wird.

Der Bildschirm ist relativ eben. Der Elektronenstrahl, der vom Punkt oder Zentrum der Ablenkung zur Mitte des Bildschirms eine gegebene Strecke durchläuft, legt eine größere Strecke zurück, wenn er zum Band des Bildschirm hin abgelenkt ist. Von der Geometrie her ist zu erwarten, daß die Elektronenstrahlen an einem Punkt der Oberfläche einer Kugel konvergieren, deren Mittelpunkt der Ort der Ablenkung ist. Dies allein würde dazu führen, daß die Auf tr effpunkte der drei Elektronenstrahlen nahe dem Band des Schirms voneinander getrennt liegen. Außerdem bewirken unvermeidliche Längskomponenten der ablenkenden Magnetfelder, daß die Elektronenstrahlen stärker konvergieren, wodurch die Fläche der Konvergenzpunkte der Elektronenstrahlen noch zusätzlich verzerrt wird. Diese Effekte führen kombiniert dazu, daß die von den drei Elektronenstrahlen erzeugten Lichtflecke an von der Mitte des Bildschirms entfernten Orten auseinander liegen, wenn auch jeder der drei Strahlen nur den Leuchtstoff der im zugeordneten Farbe beleuchtet. Dies bezeichnet man als lehlkonvergenz und macht sich durch Farbränder an den wiedergegebenen Bildern bemerkbar. · Ein gewisses Maß an Fehlkonvergenz kann toleriert werden, gedoch eine vollständige Trennung der drei Leuchtflecke im allgemeinen nicht. Die Fehlkonvergenz läßt sich messen als gegenseitiger Abstand der im Idealfall übereinanderliegenden roten_} grünen und blauen Linien eines Kreuzlinienmusters, das auf dem Baster erscheint, wenn dem Empfänger ein entsprechendes Testsignal angelegt wird.

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Früher waren die Elektronenkanonen in Bildröhren im Dreieck angeordnet (sogenannte Delta-Anordnung). Die Konvergenz der Elektronenstrahlen zur Bildung eines zusammenliegenden Lichtflecks an Punkten außerhalb der Mitte des Bildschirms wurde bei Delta-Anordnungen durch Einrichtungen zur dynamischen Konvergenzkorrektur erreicht, die zusätzliche Konvergenzspulen enthielten, welche um den Hals der Bildröhre gelegt und durch dynamische Konvergenzschaltungen mit den Ablenkfrequenzen angesteuert wurden, wie es in der US-Patentschrift 3 94-2 067 beschrieben ist.

Wie in den US-Patentschriften 3 789 258 und 3 800 176 offenbart, verwenden derzeit gebräuchliche Fernsehwiedergabegeräte ein Strahlerzeugungssystem in sogenannter "In-Iine"-Anordnung (bei welcher die Strahlkanonen in Linie ausgerichtet sind) gemeinsam mit einer selbst-konvergierenden Ablenkjochanordnung, deren Ablenkwicklungen so ausgebildet sind, daß sie einen negativen horizontalen isotropen Astigmatismus und einen positiven vertikalen isotropen Astigmatismus erzeugen, um die Konvergenzbedingungen der Strahlen auf den Ablenkachsen und in den Ecken so auszubalancieren, daß die Strahlen an allen Punkten des Easters praktisch konvergieren. Hiermit wird die Notwendigkeit von Spulen und Schaltungen zur dynamischen Konvergenzkorrektur vermieden. Bei den größeren Ablenkwinkeln, wie sie durch handelsübliche kurze Bildröhren gefordert werden, muß das Ablenkjoch nicht nur für eine zufriedenstellende ßelbstkonvergenz sorgen sondern auch noch Kissenverzeichnungen und andere fiasterverzerrungen korrigieren. Die Ungleichförmigkeit des Magnetfeldes zur Schaffung des für die Selbstkonvergenz notwendigen isotropen Astigmatismus macht die Konvergenz abhängig von der Position der Längsachse des Jochs relativ zur Längsachse der Bildröhre. Diese Empfindlichkeit und dazu normale Herstellungstoleranzen machen es notwendig, das Joch quer bezüglich der Bildröhre zu justieren, um den besten Kompromiß hinsichtlich der Konvergenz zu erzielen.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung enthält eine selbst-konver gier ende Ablenk j ochanordnung zur Verwendung

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mit einer Weitwinkel-Inline-Farbfernsehbildröhre eine Einrichtung zum Erzeugen von Ablenkfeldern, die im Mittel eine von Hull abweichende Ungleichförmigkeit haben, um die Elektronenstrahlen an allea Punkten des Basters im wesentlichen konvergieren zu lassen, und die außerdem einen Bereich um das Eingangsende des Jochs haben, in dem die mittlere üngleichförmigkeit des Feldes im wesentlichen gleich Hull ist, um den Einfluß der Positionierung des Jochs relativ zu den Elektronenstrahlen zu vermindern.

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

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bildwiedergabesystems;

Figuren 2 und 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Ablenkjoch;

Figuren 4- und 7 zeigen Magnetfelder der Joche nach den Figuren 2 und 3;

Figuren 5 mid 6 zeigen Magnetkräfte bzw. Flußgradienten mit zugehörigen Strahlbahnen zur Erläuterung der Erfindung.

Die in Figur 1 zu erkennende Farbfernsehbildröhre 10 enthält eine Frontplatte 11, auf der rot, grün und blau emittierende Leucht stoffe in sich wiederholenden Dreiergruppen 15 aufgebracht sind. Innerhalb der Bohre und im Abstand zur Frontplatte 11 sitzt eine Schattenmaske 14. Im Halsteil 12 der Bohre gegenüber der Frontplatte ist ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem 15 angeordnet. Das Strahlerzeugungssystem 15 erzeugt drei Elektronenstrahls H, G und B, die horizontal nebeneinander laufen (sogenannte Inline-Strahlen). Eine insgesamt mit 16 bezeichnete Ablenkgochanordraoig umgibt einen Teil des Halses und des sich erweiternden Abschnitts der Bohre und wird durch einen geeigneten Jochhalter 19 gehalten. Das Jach 16 enthält außerdem einen sich nach außen erweiternden Ferritkern 17 und Spulen 18 für die Vertikal- und die Horizontal-

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ablenkung. Das Ablenkjoch 16 ist eine Anordnung des oben erwähnten selbst-konvergierenden Typs. Um den Halsteil 12 der Röhre ist eine Magnetanordnung 20 für die statische Konvergenz und die Reinheit gelegt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Ablenkjoch 16 ausführlicher. Ein aus Kunststoff bestehender Jochhalter 19 dient dazu, zwei Horizontalablenkspulen 18H des Satteltyps in richtiger Orientierung gegenüber dem sich nach außen erweiternden Ferritkern 17 zu halten, um den eine Vertikalablenkwicklung 18V gewickelt ist. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Ablenkjoch also um ein gemischtes Sattel/Torus-Joch. In der Figur 2 ist das Joch von der Strahlaustrittsseite her gesehen dargestellt, die in der Seitenansicht des Längsschnitts in Figur 3 rechts liegt. Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, ist nahe dem oberen und dem unteren Rand des Jochs in der Nähe der Strahlaustrittsseite eine magnetf eider zeugende oder flußändernde Einrichtung angeordnet, die als Magnetpaar 21a und 21b dargestellt ist. Diese Magnete sind in einer Ausnehmung im Halter 19 befestigt und in der angegebenen Weise polarisiert (obwohl bei Herstellungszeichnungen manchmal eine umgekehrte Übereinkunft für die Darstellung getroffen ist, so daß ein Kompaß als Indikator verwendet werden kann).

An der sich nach außen erweiternden inneren Fläche des Jochs sitzt oben und unten, vom mittleren Teil der Länge des Jochs etwas zum Strahleintrittsende hin gelegen, eine zweite flußändernde Einrichtung, die als Magnetpaar 22a und 22b dargestellt ist. Die Magnete dieses Paars sind in der angegebenen Weise polarisiert. Es sind oberflächenmagnetisierte Permanentmagnete aus einem Material niedriger Permeabilität, etwa aus in einem Bett aus Weichkunststoff verteiltem Bariumferrit. Die Magnete sind durch Klebstoff an einer isolierenden Schicht des Halters 19 befestigt, welche die Vertikal- und Horizontalablenkwicklung voneinander trennt; sie folgen der Kontur des Isolators. Die flußändernde Einrichtung 22a und 22b kann auch aus unmagnetisierten Stücken magnetisch permeablen Materials wie etwa Silizium-

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stahl bestehen.

Eine dritte magnetfelderzeugende oder flußändernde Einrichtung, die in der Zeichnung als Magnetpaar 23a und 23b dargestellt ist, befindet sich an der sich erweiternden inneren Fläche des Jochs oben und unten zwischen dem Strahleintrittsende des Jochs und der zweiten flußändernden Einrichtung. Die Magnete 23a und 23b sind den Magneten 22a und 22b ähnlich und in der gleichen Weise montiert. Der Zweck der magnetfelderzeugenden Einrichtungen 21 und 23 und der flußändernden Einrichtung 22 läßt sich am besten an Hand der Figuren 4 bis 7 beschreiben.

Die Figur 4 zeigt die Struktur des Vertikalablenkfeldes im Bereich innerhalb des Jochtrichters über einen Querschnitt des Jochs nach Figur 3 nahe den Magneten 21a und 21b, und zwar vom Strahlaustrittsende des Ablenkgochs her gesehen« Die Feldlinien 423 des Vertikalablenkfeldes sind in demjenigen Zustand gezeigt, bei welchem die Elektronenstrahlen eine Ablenkung fort von der Mitte des Schirms nach oben erfahren, und die Erfindung wird in diesem Zusammenhang erläutert. Obwohl nicht eigens dargestellt, sind die Erinzipien der Erfindung auch auf den Fall der entgegengesetzten Polarität des Vertikalablenkfeldes anwendbar, bei welcher die Strahlen nach unten abgelenkt werden« Die Linie 424 zeigt eine der vielen Magnetflußlinien, die von dem Magneten 21a erzeugt werden. Das Bild der Flußlinien 423 in Figur 4 ist an dem hier dargestellten speziellen Querschnitt tonnenförmig.

Das Maß der Abweichung von einem gleichmäßigen Feld an verschiedenen Querschnitten längs der Längsachse des Jochs kann durch ein Schaubild veranschaulicht werden, das die Ungleichmäßigkeitsfunktion H2 parallel zur Achse des Jochs graphisch darstellt. Die in Figur 5 gezeigte Ungleichmäßigkeit des Feldes ist normiert auf die Amplitude der gleichmäßigen Komponente EO des Magnetfeldes, und daher ist die dargestellte E2~l^tunktio3i unabhängig von zeitabhängigen Inderungen der Größe HO. In Figur 5a liegt die Ungleichmäßigkeitskurve VH2 des Vertikalalslenkfeldes

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gänzlich im negativen H2-Bereich. Die Kurve VH2 stellt ein Feld dar, das im Bereich 2 um den mittleren Teil des Jochs stark tonnenförmig ist und in den Bereichen 1 und 3, welche die Umgebungen des Eintritts-bzw, des Austrittsendes des Jochs darstellen, weniger stark tonnenförmig ist. Ein in dieser Weise tonnenförmiges Feld ist typisch für das durch ein herkömmliches selbst-konvergierendes Joch erzeugtes Vertikalablenkfeld. In Figur 5b zeigt die durchgezogene Kurve HH2 die Ungleichmäßigkeitsfunktion der Horizontalablenkfelder, wie sie durch ein herkömmliches selbstkonvergier enes Ablenkjoch erzeugt werden. Wie dargestellt, ist das Feld im Bereich 1 sowohl tonnenartig als auch kissenartig verzerrt, im Bereich 2 ist es stark kissenförmig, und im Bereich 3 ist es leicht tonnenförmig. Die Figur 5c zeigt die relative Ablenkung, die ein Elektronenstrahl beim Durchlaufen der Bereiche 1,2 und 3 erfährt. Ein Hauptteil der Ablenkung hat vor dem Bereich 3 stattgefunden, und eine sehr geringe Ablenkung findet im Bereich 1 statt.

Die Figur 6 zeigt die Kraftvektoren, die auf einen aus der Zeichenebene der Figur 4 heraustretenden Elektronenstrahl unter dem Einfluß der Vertikalablenkfeider wirken, und zwar für die linke Seite, die Mitte und die rechte Seite des Easters. In Figur 6 stellen die Vektoren D diejenigen Kraftkomponenten dar, die aus dem tonnenförmigen Vertikalablenkfeld resultieren. Die Vektoren M stellen diejenigen Kräfte dar, die aus dem Magnetfeld des Magneten 21a resultieren. In der Mitte des Schirms berühren sich die Feldlinien 423 und 424 wie Tangenten, und daher erfolgt eine simple Addition der Vektoren D und M, wie es in Figur 6b dargestellt ist. Im linken und ia rechten Teil des Schirms sind die Feldlinien 423 und 424 nicht tangential zueinander sondern voneinander fortgebogen, und die resultierenden Kräfte sind in den Figuren 6a und 6c in vertikal wirkende und horizontal wirkeadt Kräfte zerlegt dargestellt. Es läßt sich erkennen, daß die nach oben gerichtet Ablenkkraft in der Mitte des Easters am größten und links außen sowie rechts außen weniger groß ist und daß sich die in Figur 6 gezeigten Kraftvektoren somit zur Korrektur der

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zwischen oben und unten gerichteten Kissenverzeichnung (Hord-Süd-Kissenverzeichnung) eignen. Da die Basterverzeichnung eine Funktion des Quadrats der Elektronenstrahlablenkung gegenüber dem unabgelenkten Weg ist und weil die Ablenkung nahe dem Austrittsende des Jochs am größten ist (wie in Figur 5c zu erkennen), sind Maßnahmen zur Korrektur der Easterverzeichnung an diesem Ort am effektivsten. Daher wird der nahe dem Strahlaustrittsende des Jochs angeordnete Magnet 21a dazu verwendet, die ITord-Süd-Kissenverzeichnung zu korrigieren. Die in Figur 6 dargestellten Kraftvektoren üben die größte Ablenkkraft nahe der Mitte des oberen Eandes des Easters und die geringste Ablenkkraft nahe den Seiten des Easters aus. Dies bestätigt, daß die in Figur 4 gezeigte Struktur des Vertikalablenkfeldes, die aus der in den Figuren 2 und 3 dargestellten räumlichen Anordnung und Polarität der Magnete 21 resultiert, zur Korrektur der Kissenverzeichnung geeignet ist. Die Polarität und der Ort der Magnete 21 reduziert {jedoch die zur Schaffung guter Konvergens notwendige Tonnenförmigkeit des Vertikalablenkfeldes.

Um den durch die Magnete 21 eingeführten Konvergenzfehler zu kompensieren, sind die Magnete 22 nahe den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Stellen eingefügt. Die Polarität der Magnete 22 ist entgegengesetzt zur Polarität der Magnete 21. Die Einführung eines dem Vertikalablenkfeld entgegengerichteten Magnetfeldes hat die Wirkung, daß die Tonnenförmigkeit des gesamten Magnetfeldes gesteigert wird bzw. daß (wie in Figur 5a dargestellt) im Bereich 2 die Ungleichmäßigkeitsfunktion JE2 in einer negativen Eichtung geändert wird, wie es der gestrichelte Kurventeil 522 zeigt. Die Stärke der Magnete 22 wird gemeinsam mit der Stärke der Magnete 21 so ^justiert, daß man eine Korrektur der Kissenverzeichnung gemeinsam mit einer guten Konvergenz über den Easter erhält. Die Magnete 22 haben einen geringeren Einfluß auf die Sasterverzeichnung, weil die Elektronenstrahlablenkung im Bereich 2 kleiner als im Bereich 3 ist und die Easternerzeichnung, die durch eine magnetische Wirkung an einem bestimmten Ort hervorgerufen wird, wie erwähnt proportional dem Quadrat der Ablenkung an diesem Ort ist.

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Der Magnet 22a liegt jedoch relativ nahe am Magnet 22b wie es in Figur 2 dargestellt ist. Zwischen den einander entgegengesetzten Polen dieses Magnetpaars entsteht ein Magnetfeld, und das von den Magneten 22 erzeugte Gesamtfeld kann als Quadrupolfeld angesehen werden. Das sich in Vertikalrichtung erstreckende PeId erhöht die Kissenkrümmung des Horizontalablenkfeldes und kann die statische Konvergenz beeinträchtigen.

Das statische Magnetfeld beeinträchtigt die statische Konvergenz in der gleichen Weise, wie es das Quadrupolfeld des Strahlbiegers tut. Die statische Mittenkonvergenz beim Vorhandensein von Magneten 22 muß mit dem Strahlbieger verbunden sein.

Die vorstehend beschriebene Anordnung der Magnete 21 und 22 führt zu zufriedenstellenden Ergebnissen und ist in der US-Patentanmeldung Hr. 913,239 beschrieben, die am 6. Juni 1978 auf den Namen William H. Barkow eingereicht wurde.

In vielen Farbbild-Wiedergabeeinrichtungen, die das selbst-konvergierende Prinzip benutzen, wird eine optimale Konvergenz der Elektronenstrahlen erreicht durch Justierung der seitlichen oder Querposition des Ablenkjochs am Hals der Bildröhre. Es wurde gefunden, daß man durch Verwendung von Magneten 23, welche die gleiche Polarität wie die Magnete 21 haben die Ausrichtung vereinfachen kann. Ein Ablenkjoch, das gemäß den Figuren 2 und 3 ausgebildet ist und Magnete 23 enthält, erfordert eine einfachere Querjustierung zur Erzielung ausreichender Konvergenz über den gesamten Easter, weil kein Kompromiß zwischen der Hauptachsen- und Nebenachsenkonvergenz geschlossen zu werden braucht. Wenn das Ablenkfeld des Jochs gleichmäßig (H2 = O) wäre, würde die Konvergenz bei Verschiebung des Jochs relativ zur Bildröhre verhältnismäßig unverändert bleiben. Mit einem gleichmäßigen Feld kann man aber keine Selbstkonvergenz erreichen, weil es die Ungleichmäßigkeit des Feldes ist, welche die zur Konvergenz notwendige differentielle Ablenkung des Strahls verursacht. Es wurde jedoch gefunden, daß wenn die mittlere oder Gesamt-Ungleich-

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mäßigkeit in der Nähe des Eintrittsendes des Jochs nahe Null ist, die Konvergenz praktisch -unabhängig von der Querverstellung des Jochs relativ zur Bildröhre in mindestens einer Ebene ist.

Wenn man die Figur 5a "betrachtet, ist es die Aufgabe der Magnete 23, die Tonnenförmigkeit der Vertikalfeider in einem solchen Maß zu vermindern, daß ein kissenförmiger Teil entsteht, wie es die gestrichelte Kurve 524- zeigt.

Die Figur 7 zeigt die Struktur des Ablenkfeldes an einem Querschnitt nahe dem eintrittsseitigen Ende des Jochs und vom Austrittsende aus gesehen, wenn der Elektronenstrahl nach oben und nach rechts von der Mitte abgelenkt wird. Die Magnetfeldlinien 702 verlaufen allgemein horizontal vom Nordpol zum Südpol des Magneten 23a. Die Feldlinien 723 des Yertikalablenkfeldes geben ein tonnenförmiges Bild und laufen ebenfalls allgemein in Horizontalrichtung. Die Feldlinien 702 addiert mit den Feldlinien 723 ergeben ein Gesamt-Vertikalablenkfeld, das weniger tonnenförmig als das unmodifizierte Ablenkfeld ist. Wie mit der gestrichelten Linie 524 im Bereich 1 der Figur 5a gezeigt, modifiziert die Hinzufügung der Magnete 23 die ursprünglich ganz negative YH2-Funktion zu einer Funktion, die in der Umgebung des Eintrittsendes des Jochs teilweise positiv und teilweise negativ ist, wobei der Mittelwert ungefähr gleich. Full ist»

Gemäß Figur 7 erhöhen die allgemein vertikal laufenden, vom Magnetpaar 23 erzeugten Feldlinien 730, wenn sie mit- den allgemein tonnenförmigen Feldlinien 732 des Horizontalablenkfeldes addiert werden, die Tonnen-Nichtlinearität des Eorizoutalablenkfeldes, wodurch die Ungleichmäßigkeitsfunktion H2 des Horizontalablenkfeldes so modifiziert wird, wie es die gestrichelte Kurve 526 in Figur 5b zeigt. Die mittlere Mchtlinearität der Horizontalablenkfelder beim Vorhandensein der Magnete 23 ist uiigefäkr gleich Null, wie man erkennt, wenn man die Summe der positiven und negativen Flächen unter der Kurve 526 bildet. Dalier "bleibt die Konvergenz relativ unbeeinflußt davon, an welcher genauen. Stelle die Elektrnnenstrahlen in die Jochfelder eintreten.

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Die vereinfachte Justierung des in den Figuren 2 und 3 dargestellten Jochs besteht darin, das Joch vertikal gegenüber der Bildröhre so zu justieren, daß vom mittleren Elektronenstrahl eine gerade Linie durch die Mitte des Rasters geht, und das Joch in Horizontalrichtung so zu justieren, daß die von den äußeren Elektronenstrahlen gebildeten Raster gleiche Höhe bekommen.

Die Magnete 23a und 23b müssen, wenn sie in Verbindung mit Magneten 22a und 22b verwendet werden, eine Magnetstärke haben, die groß genug ist, um im Eintrittsbereich 1 eine Ungleichmäßigkeit zu erreichen, die im Mittel gleich Null ist. Da die Magnete 22a und 22b die negative oder Tonnen-Ungleichmäßigkeit der Vertikalablenkfelder und die positive oder Kissen-Nichtlinearität der Horizontalablenkfelder zu erhöhen trachten, muß der Magnetsatz 23 beim Vorhandensein des Magnetsatzes 22 stärker sein als im Falle seiner alleinigen Verwendung, damit die mittlere Ungleichmäßigkeit im Eintrittsbereich auf Null gebracht wird. Der Magnetsatz 23 kann allein verwendet werden, um die Empfindlichkeit der Konvergenz eines selbst-konvergierenden Jochs gegenüber der Jochposition zu vermindern; in diesem Fall braucht die von den Magneten 23 erzeugte Feldstärke nicht so groß wie beim Vorhandensein von Magneten 22 zu sein. Je nach der mittleren Feldungleichmäßigkeit des Jochs im Eintrittsbereich kann es auch notwendig sein, den Magnetsatz 23 im Falle seiner alleinigen Verwendung in einer Richtung zu polarisieren, die der dargestellten Richtung entgegengesetzt ist.

Das beschriebene, von den Magneten 23 erzeugte statische Quadrupolfeld kombiniert mit einem Ablenkfeld variabler Amplitude schafft eine Feldverteilung, deren Form sich mit dem Ablenkstrom bzw. der Zeit ändert. Die Form des Ablenkfeldes wird somit in der geforderten Weise bei jedem Ablenkwinkel so modifiziert, daß jeder Punkt des abgetasteten Rasters unter besserer Kontrolle gehalten wird. Die dynamische Feldverteilung führt

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dazu, daß ein von ITord-Süd-Verzeiehnungen freies kommerziell zufriedenstellendes Bild und eine gute Konvergenz für Wiedergabeeinriclit-ungen mit großem Schirm, und großem Ä"blenkwinkel erhalten wird. Es sei noch erwähnt, üaB die Funkt ionen der Magnete 22a

und 23a auch durch einen einsägen Streifen eines IPerritmaterials erfüllt werden kann, der an Stellen, die den Orten der in !Figur dargestellten Pole entsprechen, mit zwei liordpolen und zwei Südpolen oTserflächenmagnetisiert sein kann.

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Leerseite

Claims (9)

1. I ATE ,VΪΑ XW Ά Σ.Τä

   DR. DIETER V. BEZOtD

   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 2835098

   DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

   MARIA-THUKESIA-STRASsE 22
   POSTFACH 8BOB68

   D-SOOO MUENCHEN 80

   TEtEFON 080/476908 476819

   TELEX S2203S RGA 73 189 KS/Kl TELEGRAMM SOMBEZ

   U.S. Serial No: 938,243

   Filed: August 30, 1978

   RCA Corporation
   New York, N.Y., ¥. St. v. A.

   Ablenkjoch für Fernsehbildröhre!!

   Patentansprüche

   Selbst-konvergierendes Ablenkjoch zur Verwendung mit einer Weitwinkel-larbfernsehbildröhre, die mit mehreren auf einer horizontalen Linie nebeneinander ausgesandten Elektronenstrahlen arbeitet, mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Ablenkfeldern, die eine Ungleichmäßigkeit mit einem von Null abweichenden Mittelwert haben, um die Elektronenstrahlen an allen Punkten des Rasters im wesentlichen konvergieren zu lassen, gekennzeichnet durch einen um das Eintrittsende des Jochs liegenden Bereich, worin der Mittelwert der Ungleichmäßigkeit des Feldes im wesentlichen gleich

   0300 11 /0 8-3 0

   POSTSCHECK MÖNCHEN JiH. 00148 SOO - BAJiEKOKTO HYPOBANK MÜNCHEN KEtZ 70020040) KTO. 0000257378

   ORIGINAL INSPECTED

   Null ist, um den Einfluß einer Lageverstellung des Jochs relativ zu den Elektronenstrahlen zu reduzieren.
2. 2. Ablenkjcoh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen der Ablenkfelder folgendes aufweist:

   eine Ablenkwicklung (18) für die Erzeugung eines Magnetfeldes mit einer sich zeitlich ändernden Amplitude zur fortschreitenden Ablenkung der Elektronenstrahlen;

   eine ein statisches Magnetfeld erzeugende erste Einrichtung (23a, 23b), die nahe am Eintrittsende des Jochs (16) angeordnet ist und ein statisches Magnetfeld erzeugt, das sich mit dem zeitlich veränderbaren Magnetfeld derart summiert, daß sich in der Umgebung des Eintrittsendes des Jochs eine sich zeitlich ändernde Feldverteilung ergibt, über die der Mittelwert der Ungleichmäßigkeit des Feldes im wesentlichen gleich Null ist.
3. 3. Ablenkjoch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein statisches Feld erzeugende erste Einrichtung (23a, 23b) nahe der Ablenkwicklung längs der sich nach außen erweiternden Innenseite des Jochs (16) angeordnet ist.
4. 4-, Ablenkjoch nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ein statisches Feld erzeugende erste Einrichtung 23a, 23b) einen ersten Magneten aufweist.
5. 5. Ablenkjoch nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet ein Permanentmagnet ist.
6. 6. Ablenkjoch nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet nahe dem e intr ittss ext igen Ende des Jochs (16) angeordnet ist.
7. 7. Ablenkjoch nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ein statisches Feld erzeugende erste Einrichtung

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   (23a, 23b) einen zweiten Permanentmagneten aufweist, der nahe der Ablenkwieklung längs der sich erweiternden Innenseite des Jochs diametral gegenüber dem ersten Magneten angeordnet ist.
8. 8. Ablenkjoch nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Magnet (23a, 23b) so polarisiert sind, daß nahe dem oberen "bzw. dem unteren Eand des sich erweiternden Innenraums des Jochs Felder erzeugt werden, welche dieselbe Polarität wie die Felder haben, die von der Vertikalwicklung (I8v) während derjenigen Intervalle erzeugt werden, in denen die Elektronenstrahlen nach oben bzw. nach unten abgelenkt werden.
9. 9. Ablenkjoch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem oberen und unteren Eand des Strahlaustrittsendes des Jochs (16) eine ein statisches Magnetfeld erzeugende zweite Einrichtung (21a, 21b) angeordnet ist, um Felder zu erzeugen, die in der gleichen Sichtung polarisiert sind wie die Felder der ein statisches Feld erzeugenden ersten Einrichtung, und daß oben und unten an dem sich erweiternden Innenraums des Jochs nahe der AbIentwicklung (18) und an einer Stelle zwischen der ersten und der zweiten statische Magnetfelder erzeugenden Einrichtung eine dritte felderseugende Einrichtung (22a, 22b) angeordnet ist, die dea von der Vertikalablenkwicklung (I8v) erzeugten Feld eine tonnenförmige Komponente hinzufügt, um mit der zweiten feiderzeugenden Einrichtung (21a, 21b) zur Korrektur von Ra st erver zeichnung en zusammenzuwirken und um mit der ersten feiderzeugenden Einrichtung (23a, 23b) derart zusammenzuwirken, daß die Empfindlichkeit der Konvergenz gegenüber dem Weg der Strahlen durch das Joch (16) vermindert ist.

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