DE3005763C2 - Entmagnetisierungseinrichtung für eine Farbfernsehbildröhre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entmagnetisierungseinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als bekannt vorausgesetzt wird.

Zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder werden häufig Schattenmasken-Bildröhren verwendet In einer solchen Röhre werden mehrere Elektronenstrahlen von etwas verschiedenen Ursprungspunkten auf einen Bildschirm gerichtet, der mit fluoreszierenden Leuchtstoffen beschichtet ist
Die Leuchtstoffe sind in Triaden oder Dreiergruppen angeordnet, die jeweils drei Leuchistoffbereiche enthalten, welche bei Bestrahlung durch einen Elektronenstrahl mit verschiedenen Primärfarben fluoreszieren. Die verschiedenen Bereiche der Dreiergruppen sind durch eine Schattenmaske jeweils einem der Elektronenstrahlen zugeordnet.

Die Schatten- oder Lochmaske ist eine dünne, elektrisch leitfähige Blende mit einer Vielzahl von Perforationen, die eine genau definierte Lage bezüglich der verschiedenen Leuchtstoffbereich-Dreiergruppen haben. Im Idealfall soll die Schattenmaske bewirken, daß ein in einer bestimmten Farbe fluoreszierender Leuchtstoff nur von demjenigen Elektronenstrahl erreicht werden kann, der von einem bestimmten Ursprungsort ausgeht Wenn also die drei Elektronenstrahlen von etwas verschiedenen Orten ausgehen, leuchten die Farbleuchtstoffe der verschiedenen Dreiergruppen rein, d. h. daß jeder Leuchtstoff nur von einem einzigen, im zugeordneten Elektronenstrahl bestrahlt wird, und man kann die gewünschten Farbreize durch entsprechende Steuerung der Elektronenstrahlquellen erzeugen.

Farbfernsehwiedergabeeinrichtungen waren früher empfindlich gegen Einflüsse des Erdmagnetfeldes. Dieses Magnetfeld lenkt die Elektronenstrahlen in der Bildröhre von ihrem vorgesehenen Verlauf ab, so daß sich der scheinbare Ausgangspunkt der Elektronenstrahlen und deren Richtung beim Eintreffen an der Schattenmaske in Abhängigkeit von der Orientierung der Bildröhre zum Erdmagnetfeld ändern, wodurch die Farbreinheit beeinträchtigt wird. Zur Behebung dieses Problems hat man anfänglich Feldneutralisierungsspulen verwendet, wie es zum Beispiel in der US-PS 29 21 226 beschrieben ist. Bei einer solchen Anordnung läßt man einen Gleichstrom durch eine oder mehrere die Bildröhre umgebende Spule derart fließen, daß das Erdmagnetfeld kompensiert wird. Die Einstellung der Kompensationsströme erforderte einen Fachmann und mußte bei jeder Änderung der Aufstellung des Fernsehempfängers neu vorgenommen werden.

Eine andere bekannte Maßnahme zum Verhindern einer Beeinträchtigung der Farbreinheit durch das Erdmagnetfeld besteht in der Verwendung von magnetischen Abschirmungen. Bei einer Anordnung dieser Art wird der Bereich, durch den die Elektronenstrahlen laufen, bevor sie die Schattenmaske und den Lumineszenzschirm erreichen, mit einer hohlen Abschirmung umgeben, die etwa die Form eines Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpfmantels hat. Die Abschirmung besteht aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität, so daß die Elektronenstrahlen gegen äußere Magnetfelder abgeschirmt werden. Es hat sich dabei jedoch gezeigt, daß solche magnetischen Abschirmungen selbst eine gewisse Magnetisierung annehmen können und dann ihrerseits die Farbreinheit beeinträchtigen. Zur Behebung dieses Problems wurden Entmagnetisierungseinrichtungen entwickelt, mit denen die Abschirmung und die Schattenmaske entmagnetisiert werden können. Die Entmagnetisierung erfolgt dadurch, daß man einen Wechselstrom, der anfänglich eine große Amplitude hat,

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durch eine oder mehrere, die Schattenmaske sowie die Abschirmung liegt Ein zweiter Abschnitt des Spulenmagnetisches Abschirmung umgebende Spulen fließen umfanges, der dem ersten Abschnitt diametral gegenläßt Die Amplitude des Wechselstroms wird dann all- überliegt, befindet sich bei einem Bereich des Kolbens, mählich auf Null abgesenkt wobei sich die Magnetisie- der einem Teil des kleinen Endes der Abschirmung be-

rung der Abschirmung und der Schattenmaske verrin- 5 nachbart und weiter von der Achse des sich erweiterngern. Eine den Umfang der Schattenmaske umgebende den Kolbenteiles entfernt ist als die Peripherie der öff-Spule, wie sie z. B. in der US-PS 29 62 621 beschrieben nung am kleinen Ende der Abschirmung. Es ist ferner ist, erzeugt jedoch nur ein relativ kleines Magnetfeld in eine Anordnung vorgesehen, die einen veränderlichen der Nähe der Mitte der Schattenmaske und des Schir- Wechselstrom zum Entmagnetisieren der Schattenmasmes. Für ein? wirksame Entmagnetisierung mit einer 10 ke und der magnetischen Abschirmung lediglich der einsolchen Spule werden daher Ströme benötigt die uner- zigen Entmagnetisierungsspule zuführt wünscht groß sein können. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

Aus den US-PS 33 22 998 und 38 72 347 sind Entma- dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläugnetisierungseinrichtungen bekannt die einen höheren tert Es zeigt Magnetfluß in der magnetischen Abschirmung und der 15 Fi f. la und Ib perspektivische Ansichten einer Bild-Schattenmaske erzeugen, so daß keine so hohen Spulen- röhre mit einer Entmagnetisierungseinrichtung gemäß ströme benötigt werden. Bei diesen Entmagnetisie- einer Ausführungsform der Erfindung; rungseinrichtungen sind zwei Spulen symmetrisch der- F i g. 2a und 2b eine Ansicht der Bildröhre und der

art auf der Bildröhre angeordnet daß jede Spule einen Entmagnetisierungseinrichtung gemäß F ig. la und Ib längs des Umfanges der Schattenmaske verlaufenden 20 von hinten bzw. von der Seite;

Teil und einen sich zum Hals der Röhre erstreckenden Fig.3 eine Querschnittsansicht der in den vorange-

Teil aufweist Eine solche Anordnung mit zwei Spulen gangenen Figuren dargestellten Bildröhre; liefert ein Magnetfeld, dessen Feldlinien quer zur Längs- F ig. 4a und 4c magnetische Feldverteilung, wie sie

achse der Röhre verlaufen. Ein solches, durch ein Spu- von bekannten Entmagnetisierungseinrichtungen erlenpaar erzeugtes Entmagnetisierungs-Querfeld ergibt 25 zeugt werden;

eine sehr wirksame Entmagnetisierung. F ig. 4b eine magnetische Feldverteilung, wie sie

Zwei Spulen erfordern jedoch einen höheren Arbeits- durch die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Entmagnetisieaufwand als eine einzelne Spule und bei der Verbindung rungseinrichtung gemäß der Erfindung erzeugt wird, der beiden Spulen können Schaltungsfehler auftreten. und

Für Entmagnetisierungseinrichtungen mit zwei Spulen 30 F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Ausfühwird außerdem im allgemeinen mehr Draht benötigt als rungsform der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß

für Entmagnetisierungseinrichtungen mit nur einer Spu- der Erfindung in Verbindung mit einem Fernsehemp-

Ie und außerdem kann eine Wechselwirkung zwischen fänger.

den beiden Spulen und dem Ablenkfeld auftreten, die In den F i g. 1 a und 1 b ist eine Bildröhre 10 dargestellt, die Farbreinheit beeinträchtigt. 35 deren Kolben aus drei unterschiedlichen Teilen besteht: Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- Einen sich erweiternden, kegelstumpfförmigen oder pygrunde, eine Entmagnetisierungseinrichtung mit einer ramidenstumpfförmigen Teil 12a, dessen kleines Ende einzigen oder einheitlichen Spule anzugeben, die mit mit einem Hals 126 und dessen großes Ende mit einem einer verhältnismäßig geringen Leiterlänge auskommt Frontplaitenteii 12 verbunden ist, der eine schwach ge- und praktisch dasselbe leistet wie eine Einrichtung mit 40 wölbte Frontplatte aufweist. Das dem sich erweiternden zwei Spulen, obwohl sie so einfach ist und so wenig Kolbenteil 12a abgewandte Ende des Halses 126 ist mit Draht benötigt wie eine Entmagnetisierungseinrichtung einem Röhrenfuß 14 versehen, der Sockelstifte und mit einer einzigen Spule. Durchführungen für die elektrischen Anschlüsse zu ei-Diese Aufgabe wird bei einer Entmagnetisierungsein- ner Strahlerzeugungssystemanordnung aufweist, die richtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 45 sich im Hals befindet. An der Oberfläche des sich erweidurch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan- ternden Kolbenteils 12, a ist ein Hochspannungsanspruchs 1 gelöst. Schluß 16 vorgesehen. Auf der Außenseite des Kolbens Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen 12 ist eine Entmagnetisierungsspule 20 angeordnet. Die der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfin- Spule 20 hat näherungsweise die Form eines abgerundedung sind Gegenstand von Unteransprüchen. 50 ten Dreiecks. Ein Schenkel oder Abschnitt 20a der Spule Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist 20 verläuft bei der Peripherie der Verbindung des für eine Farbfernsehbildröhre bestimmt, die einen KoI- Frontplattenteils 12c und des sich erweiternden, pyramiben mit einem sich erweiternden Teil, das ein großes denstumpfförmigen Teiles 12a des Kolbens. Zwei weite- und ein kleines Ende hat ferner mit einem beim großen rc Schenkel oder Abschnitte 206 und 20c der Spule 20 Ende dieses Kolbenteiles angeordneten Frontplattenteil 55 bilden einen Zwickel und verlaufen etwa um die Verbin- und einen mit dem erwähnten Kolbenteil koaxialen dung zwischen dem Hals und dem sich erweiternden Hals, der mit dem kleinen Ende dieses Kolbenteils ver- Teil des Kolbens. Die Spule 20 weist zwei Anschlüsse 22 bunden ist, aufweist. Im Kolben ist eine sich erweiternde für eine nicht dargestellte Stromquelle auf, mittels derer magnetische Abschirmung angeordnet die ein großes ein Strom veränderlicher Amplitude zum Entmagneti- und ein kleines Ende hat. Die Abschirmung befindet sich 60 sieren durch die Spule 20 geleitet werden kann, bei einem Abschnitt des sich erweiternden Kolbenteils. Der Kolben und die Entmagnetisierungsspule gemäß Die Entmagnetisierungseinrichtung enthält eine einzige F i g. 1 a und 1 b sind in F i g. 2a und 2b von hinten bzw Entmagnetisierungsspule, die den sich erweiternden von der Seite dargestellt. F i g. 2a zeigt den etwa recht-Kolbenteil umfaßt, wobei die Achse der Entmagnetisie- eckigen Umriß des großen Endes des sich erweiternden rungsspule bezüglich der Achse des sich erweiternden 65 näherungsweise konischen oder pyramidenstumpfför-Kolbenteiles derart geneigt oder gekippt ist, daß ein migen Teiles der Bildröhre, wie er bei den derzeitigen erster Abschnitt des Umfanges der Spule über einem Bildröhren üblich ist. Der Röhrenhals hat dagegen einen Teil des Kolbens bei einem Teil des großen Endes der kreisförmigen Querschnitt, um die Montage der Ab-

Ienkeinheit und anderer Einrichtungen am Hals zu erleichtern.

In der geschnittenen Draufsicht der Bildröhre 10 in F i g. 3 ist ein Leuchtstoffschirm 330 dargestellt, der sich auf der Innenseite der Frontplatte 12c des Kolbens befindet. In der Nähe der Leuchtstoffschicht des Leuchtstoffschirms 330 ist eine Loch- oder Schattenmaske 332 durch Halterungsbügel 334 und 336 gehaltert. Die Halterungsbügel 334 und 336 tragen außerdem eine hohle magnetische Abschirmung 338 aus einem Magnetmaterial hoher Permeabilität und geringer Remanenz. Die Abschirmung 338 hat vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Form wie der sich erweiternde Teil 12a des Kolbens der Bildröhre 12. Sowohl das große als auch das kleine Ende der Abschirmung 338 sind offen, so daß der is oder die Elektronenstrahlen von einer Strahlerzeugungssystemanordnung 340, die sich innerhalb des Halses 126 befindet, zum Leuchtstoffschirm 330 gelangen können.

Die magnetische Feldverteilung, die durch eine zur Bildröhre konzentrische Entmagnetisierungsspule erzeugt wird, ist in F i g. 4a im Querschnitt dargestellt. Bei einer Versuchsanordnung mit einer Spule, die eine maximale magnetische Induktion von 2 mT (20 Gauss) lieferte, hatte das für die Entmagnetisierung verfügbare Feld in der Mitte der Schattenmaske 332 eine Induktion von 2 ■ IO-⁵ T(0,2 Gauss). Die Spule erzeugte ferner an der Peripherie der Öffnung am schmalen oder Eintrittsende der magnetischen Abschirmung 338 eine Induktion zwischen 3 und 6 ■ 10~⁵ T (0,3 bis 0,6 Gauss).

Im Gegensatz dazu nützt die Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung mehr von der magnetischen Abschirmung 338 als Magnetkern aus und ergibt eine magnetische Feldverteilung, wie sie etwa in F i g. 4b dargestellt ist Die Mitte des Bildschirms bzw. der Schattenmaske befindet sich in einem Bereich größerer Feldstärke. Bei Verwendung einer Endmagnetisierungsspu-Ie, die die gleiche maximale Feldstärke lieferte, wie bei F i g. 4a, hatte das entmagnetisierende Feld in der Mitte des Bildschirms den Wert 5 · 10~⁵T (0,5 Gauss), also mehr als das Doppelte als im bekannten Falle. Die Feldstärken am Eingangsende der magnetischen Abschirmung 338 betrugen 7,5 · 10-" T (7,5 Gauss) an der der Spule am nächsten liegenden Seite, 1 ■ IO-⁴ T(I Gauss) an der Spule am weitesten entfernten Seite und 4 ■ IO-⁴ T (4 Gauss) an den anderen beiden Seiten. Die für die Entmagnetisierung der magnetischen Abschirmung einschließlich der Schattenmaske zur Verfügung stehenden Felder sind also bei der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung wesentlich größer als bei der Einrichtung gemäß F i g. 4a, wenn beide Spulen die gleiche Anzahl von Ampere-Windungen haben.

Fig.4c zeigt die magnetische Feldvcrteilung einer Entmagnetisierungseinrichtung mit zwei Spulen, wie sie aus den oben erwähnten US-Patentschriften bekannt ist. Bei der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß Fig.4c erzeugen die beiden Spulen zusammen einen magnetischen Fluß mit einer beträchtlichen Komponente quer zur Achse der Bildröhre im Bereich der magnetischen Abschirmung 338. Am frontplatten- und schattenmaskenseitigen Ende der Röhre verlaufen die magnetischen Feldlinien parallel zur Schattenmaske, so daß sich in der Mitte der Schattenmaske eine annähernd gleichförmige Feldstärke einzustellen strebt Die durch die Einrichtung gemäß der Erfindung bewirkte Entmagnetisierung ist der der zweispuiigen Anordnung gemäß F i g. 4c darin äquivalent, daß sowohl die innere magnetische Abschirmung als auch die Maske und ihr Rahmen entmagnetisiert werden. Andererseits ist die erfindungsgemäße Entmagnetisierungseinrichtung kostengünstiger, da die benötigte Leiterlänge kleiner ist als bei der einspuligen Anordnung gemäß Fig. 4a oder zweispuiigen Anordnungen entsprechend Fig.4c. Ferner ist die erfindungsgemäße Entmagnetisierungseinrichtung leichter zu montieren als zweispulige Anordnungen und Schaltungsfehler können nicht auftreten.

In F i g. 5 ist eine Schaltung dargestellt, die zur Speisung der Entmagnetisierungsspule mit einem Wechselstrom verwendet werden kann, dessen Amplitude anfänglich groß ist und dann im wesentlichen auf Null abfällt. Der in F i g. 5 stark vereinfacht dargestellte Fernsehempfänger enthält einen Netzstecker 510 zum Anschluß des Fernsehempfängers an das Wechselstromnetz. Die Netzspannung wird über einen Einschalter 512 und eine Sicherung 514 einer Primärwicklung 516a eines Netztransformators 516 zugeführt, dessen Sekundärwicklung 5166 eine Wechselspannung für eine Stromversorgung 518 für den Rest des Fernsehempfängers speist, der als Block 520 dargestellt ist. Die Wechselspannung an der Primärwicklung 516a wird ferner über einen wärmeempfindlichen Widerstand 530 den Anschlüssen 222 einer Entmagnetisierungsspule 220 zugeführt Der wärmeempfindliche Widerstand (Thermistor) 530 hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, so daß sein Widerstandswert bei Raumtemperatur niedrig ist und mit zunehmender Temperatur ansteigt Es handelt sich also um einen Kaltleiter.

Bei Raumtemperatur ist der Widerstandswert des Thermistors 530 niedrig. Beim Einschalten des Fernsehempfängers durch Schließen des Schalters 512 wird der Stromversorgung 518 Leistung zur Speisung des Empfängers über den Transformator 516 zugeführt Gleichzeitig wird die Wechselspannung an die Reihenschaltung aus dem Thermistor 530 und der Spule 220 angeschaltet. Da der Widerstandswert des Thermistors 530 anfänglich niedrig ist, fließt durch die Spule 220 anfänglich ein verhältnismäßig großer Wechselstrom. Der auch durch den Thermistor 530 fließende Strom heizt den Thermistor auf, so daß sein Widerstandswert ansteigt. Der zunehmende Widerstand setzt den durch die angelegte Spannung erzeugten Strom herab und kompensiert teilweise die bei dem niedrigeren Strom herabgesetzte Verlustleistung im Thermistor. Die Temperatur des Thermistors steigt weiter an, so daß der Strom rasch auf einen kleinen Endwert absinkt, während der Widerstandswert des Thermistors ein Maximum erreicht Schaltungen mit temperaturempfindlichen Widerständen sind zum Beispiel aus der US-PS 40 24 427 bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt

Bei der beschriebenen Anordnung befand sich die magnetische Abschirmung im Inneren des Kolbens der Bildröhre. Selbstverständlich läßt sich das Erfindungsprinzip auch auf Bildröhren anwenden, die mit einer äußeren Abschirmung versehen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Entmagnetisierungseinrichtung für eine Farbfernsehbildröhre mit einem Kolben, der einen sich erweiternden Teil mit einem kleinen Ende und einem größeren Ende, einen beim größeren Ende angeordneten Frontplattenteil sowie einen zum sich erweiternden Kolbenteil koaxialen und mit dem kleineren Ende dieses Teiles verbundenen Hals aufweist, ferner mit einer im Kolben beim Frontplattenteil angeordneten Schattenmaske und einer im Hals angeordneten Elektronenstrahlerzeuguiigssystemanordnung, weiterhin mit einer bei einem Abschnitt des sich erweiternden Kolbenteiles angeordneten, sich erweiternden magnetischen Abschirmung, die ein kleineres und ein größeres Ende aufweist, und e;ner einzigen Entmagnetisierungsspule, die durch eine Schaltungsanordnung mit einem veränderlichen Wechselstrom zum Entmagnetisieren der Schattenmaske und der magnetischen Abschirmung speisbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Entmagnetisierungsspule (20, 220) den sich erweiternden Kolbenteil [YIa) umgibt und bezüglich der Achse dieses Kolbenteiles so gekippt ist, daß ein erster Abschnitt (220a) des Spulenumfanges sich über einen Kolbenbereich befindet, der bei einem Teil des größeren Endes der Abschirmung liegt und daß ein den ersten Abschnitt (2OaJ diametral gegenüberliegender zweiter Abschnitt des Spulenumfanges sich bei einem Kolbenbereich befindet, der einen Teil des kleineren Endes der Abschirmung (338) benachbart und weiter von der Achse entfernt ist, als die Peripherie der öffnung am kleineren Ende der Abschirmung.

2. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spulenabschnitt {20a) auf einem Bereich des Kolbens nahe einem oberen Teil des größeren Endes der Abschirmung liegt und daß der zweite Spulenabschnitt auf einem Bereich des Kolbens liegt, der einem unteren Teil des kleineren Endes der Abschirmung benachbart ist.

3. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Kolbenteil im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes hat und daß die magnetische Abschirmung im wesentlichen kegelstumpfförmig ist.

4. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Kolbenteil und die magnetische Abschirmung jeweils im wesentlichen die Form eines Pyramidenstumpfes haben und daß die Schattenmaske im wesentlichen rechteckig ist.

5. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (20a) die Form eines Dreieckes mit abgerundeten Ecken hat.

6. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule näherungsweise die Form eines Trapezes mit abgerundeten Ecken hat.