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Strahlerzeugersystem einer Fernseh-Bildröhre o.dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein eine Strahlformungszone aufweisendes
Strahlerzeugersystem im Halsbereich einer mit einer Hauptlinse und einer Ablenkeinrichtung
versehenen Fernseh-Bildröhre o.dgl..
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Häufig läßt sich bei fertiggestellten Fernseh-Bildröhren eine Asymmetrie
im Gitterraster-Muster auf dem Bildschirm beobachten. Die horizontalen Gitterlinien
sind im Norden oder im Süden breiter und unschärfer als im Süden bzw.
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Norden. Eine derartige Unschärfe wird als Flare bezeichnet. Die Ursache
dieses Fehlers liegt häufig am Strahlerzeuger, und zwar liegen die Gitter im Strahlerzeugersystem
aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht genau zentrisch in der optischen Achse,
sondern sind senkrecht zu aieser Achse etwas verschoben. Besonders kritisch haben
sich Gitterverschiebungen in der Strahlformungszone erwiesen. Ein solcher Gitterversatz
bewirkt, das das Elektronenstrahlbündel schon in der Strahlformungszone fehlgelenkt
wird. Das Elektronenstrahlbündel trifft dann die Hauptlinse nicht mehr genau zentrisch,
sondern etwa versetzt zur Mitte. Nun werden aber Randstrahlen, d.h. weit von der
optischen Achse der Hauptlinse.versetzte Strahlen, stärker gebrochen als achsennahe
Strahlen. Diese Erscheinung bezeichnet man als sphärische Aberration. Die Exzentrizität
macht sich am Bildschirm besonders dann negativ bemerkbar,wenn der Strahl anschließend
durch die Ablenkspule in eine Richtung abgelenkt wird, die mit der Richtung der
Exzentrizität beim Auftreffen auf die Hauptlinse übereinstimmt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maßnahme anzugeben, mittels welcher
die durch Gitterversatz in der Strahlformungszone bedingte Exzentrizität eines Elektronenstrahlbündels
in der Hauptlinse vermieden wird, so daß sich eine Verbesse-
rung
der Schärfeigenschaften im Norden und Süden aufgrund Entfallens von Flare ergibt.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß außen an
der Röhre oder in deren Inneren im Halsbereich um die Strahlformungszone herum eine
ein oder mehrere magnetische Polpaare aufweisende Einrichtung angebracht ist, die
derart ausgebildet ist, daß das von ihr erzeugte magnetische Feld eine gegebene
Exzentrizität des Elektronenstrahls in der Hauptlinse gegenüber der optischen Achse
im wesentlichen korrigiert.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Einrichtung aus magnetisierbarem Material besteht und erst dann passend magnetisiert
wird, nachdem sie an der Röhre an der dafür vorgesehenen Stelle angebracht ist.
Durch diese Maßnahme kann nachträglich die den Elektronenstrahlversatz in der Hauptlinse
gerade kompensierende magnetische Feldstärke korrekt eingestellt werden.
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Bei Farbfernseh-Bildröhren muß darauf geachtet werden, daß die drei
Elektronenstrahlen die Hauptlinsen möglichst zentrisch treffen. Bei Ausstattung
der Versatzkorrektur-Einrichtung mit nur einem Polpaar wird zweckmäßig bei gleichgerichtetem
Versatz aller drei Strahlen ein solches magnetisches Feld erzeugt, daß die Exzentrizitäten
aller drei Elektronenstrahlen im Mittel ausgeglichen werden Eine ein oder mehrere
Polpaare aufweisende Einrichtung kann aber auch so ausgebildet werden, daß das von
ihr erzeugte magnetische Feld gegebene Exzentrizitånaller drei Elektronenstrahlen
einzeln korrigiert.
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Die Erfindung und ihr physikalischer Zusammenhang werden im folgenden
anhand von elf Figuren erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht eines bekannten
Strahlerzeugersystems einer Fernseh-Bildröhre mit Vertikalablenkspule und Bildschirm,
Fig.
2 die teilweise geschnittene Seitenansicht eines Strahlerzeugersystems mit einer
Strahlrichtungskorrektureinrichtung nach der Erfindung in Form eines magnetischen
Dipols, Fig. 3 bis 8 die magnetischen Felder und Strahlablenkrichtungen verschiedener
um die Strahlformungszone angebrachter Strahlkorrektureinrichtungen nach der Erfindung,
Fig. 9 und 10 eine Anordnung zum passenden Magnetisieren einer Strahlversatzkorrektur-Einrichtung
nach der Erfindung in Seitenansicht bzw. in einem Querschnitt, Fig. 11 eine. Strahlversatzkorrektur-Einrichtung
nach der Erfindung in Form eines magnetisierbaren Klebebandes.
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Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung die seitliche Ansicht eines
Strahlerzeugersystems einer Fernseh-Bildröhre mit deren Vertikalablenkspule und
ihren Bildschirm. Die Fernsehbildröhre weist in ihrem Halsbereich das Strahlererzeugersystem
auf, welches der Reihe nach aus einer Kathode K, einem ersten Gitter G1, einem zweiten
Gitter G2, einem dritten Gitter G3 und einem vierten Gitter G4 besteht. Durch die
unterschiedlichen Potentiale der Gitter G3 und G4 ergibt sich die elektrostatische
Hauptlinse. Im Bereich des Übergangs zwischen dem Hals und dem Trichter der Röhre
befindet sich eine Vertikalablenkspule AS. Ein von der Kathode K emittiertes Elektronenstrahlbündel
ES durchläuft das Strahlerzeugersystem, wird durch die Hauptlinse L gebündelt, wird
dann von der Vertikalablenkspule AS abgelenkt und trifft auf den Bildschirm BS.
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Die Strahlformungszone der Bildröhre ist mit SZ bezeichnet.
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Im dargestellten Fall ist als Beispiel für eine Gitterverschiebung
das zweite Gitter G2 nach oben gegenüber der optischen Achse 0 verschoben. Ein solcher
Gitterversatz bewirkt, daß das Elektronenstrahlbündel ES schon in der Strahlformungszone
SZ fehlgelenkt wird. Der Elektronenstrahl ES trifft
dann die Hauptlinse
nicht mehr genau'in der optischen Achse 0, sondern etwas exzentrisch. Die Exzentrizität
E des Elektronenstrahlbündels ES bewirkt im Beispiel nach Fig. 1, daß die oberen,
gestrichelt dargestellten Randstrahlen aufgrund der sphärischen Aberration stärker
als die achsennäheren Strahlen gebrochen werden. Dieser Brechungsfehler macht sich
am Bildschirm BS besonders dann bemerkbar, wenn das Elektronenstrahlbündel ES für
die in Fig.1 dargestellte Exzentrizität E anschließend durch die Ablenkspule AS
nach Norden ausgelenkt wird. Die Ursache hierfür liegtdarin,daß Streufedder Ablenkspule
in den Innenraum von G3 hineingreift Der Strahl wird also schon in diesem Bereich
durch das Magnetfeld nach oben oder unten abgelenkt, was zu einer zusätzlichen Exzentrizität
in der Hauptlinse führt, die sich mit der Frequenz des Ablenkfeldes ändert. Ist
die Exzentrizität, die durch den Gitterversatz bedingt ist, wie in Fig. 1 positiv
(in Fig. 1 von der optischen Achse 0 nach oben), so addieren sich bei Ablenkung
des Strahls nach Norden die beiden Exzentrizitäten, während sich bei einer Ablenkung
des Strahls nach Süden die beiden Exzentrizitäten kompensieren.
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Im folgenden bezieht sich der Begriff Exzentrizität nur auf den (zeitlich
konstanten) Versatz des Elektronenstrahls in der Hauptlinse, der durch Gitterverschiebungen
in der Strahlformungszone bedingt ist. Diese Exzentrizität entspricht also genau
dem Versatz des Elektronenstrahls bei abgeschaltetem magnetischem Ablenkfeld.
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Da sich die Exzentrizität E bei einer Ablenkung nach Süden nicht negativ
auswirkt, kommt es zu einer Nord-Süd-Asymmetrie hinsichtlich der Schärfe auf dem
Bildschirm BS. Horizontale Gitterlinien sind im dargestellten Beispiel im Norden
breiter und unschärfer als im Süden des Bildschirms.
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Es entsteht ein sogenannter Nordflare mit relativ großem Fleckdurchmesser
im Norden. Im Süden liegt kein Flare vor.
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Bei Exzentrizität E nach unten, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist,
ergeben sich hinsichtlich Nord und Süd umgekehrte Verhältnisse.
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Die Exzentrizität E eines Elektronenstrahlbündels ES in der Hauplinse
L, die durch Gitterschiebungen in der Strahlformungszone SZ bedingt ist, läßt sich
mit- einer ein magnetisches Feld in der Strahlformungszone erzeugenden Einrichtung
nach der Erfindung korrigieren.
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Fig. 2 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht des Röhrenhalsbereiches
ein Ausführungsbeispiel einer solchen Ein-richtung in Form eines magnetischen Dipolringes
DR, der von außen über den Röhrenhals RH bis in die Höhe der Strahlformungszone
SZ geschoben ist. Fig. 2 zeigt im einzelnen das an Glasstreben GS befestigteStrahlerzeugersystem
mit der Kathode K, dem ersten Gitter G1, dem zweiten Gitter G2, dem dritten Gitter
G3, dem vierten Gitter G4 und Shunts S. Mittels einer Spulenhalterung SH ist die
Ablenkspule AS am Röhrenhals RH befestigt. Die elektrostatische Hauptlinse entsteht
durch unterschiedliche Potentiale von Gitter G3 und Gitter G4. Das magnetische Feld
des Dipolrings ist der zu korrigierenderExzen trizität des Elektronenstrahlbündels
angepaßt. Da die Exzentrizität eng korreliert ist mit dem Strahlbündelversatz, läßt
sich auch von einer magnetischen Korrektur des Bündelversatzes durch das Magnetfeld
des magnetische Dipolrings DR sprechen.
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Bei Farbfernseh-Bildröhren besteht der Strahlerbeuger aus drei sogenannten
Kanonen, d.h. drei Kathoden und jeweils drei der verschiedenen Gitter, oder bei
integrierten Systemen gemeinsamen Gittern mit jeweils 3 Blenden (Löchern).
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Es lassen sich nun mit einem magnetischen Dipolfeld wie nach Fig.
2 nicht alle drei Elektronenstrahlen gleichzeitig exakt korrigieren. In der Praxis
kommt es jedoch häufig vor, daß alle drei Elektronenstrahlen positiven bzw. negativen
Bündelversatz
und damit entsprechende Exzentrizität haben.
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In diesen Fällen ergibt sich eine Verbesserung des Gitterraster-Musters
hinsichtlich der Schärfe, wenn die drei Elektronenstrahlbündel im Mittel durch ein
magnetisches Dipolfeld, d.h. ein einziges magnetisches Polpaar,korrigiert werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, jeden Elektronenstrahl einzeln zu korrigieren,
so daß also jeder der drei Elektronenstrahlen die entsprechende Hauptlinse zentrisch
trifft. Dazu muß nur ein entsprechendes Polpaarfeld auf den den Röhrenhals umschließenden
Ring aufmagnetisiert werden. Beispiele in diesem Zusammenhang zeigen die Fig. 3
bis 8.
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In den Fig. 3 bis 8 ist jeweils ein schematischer Querschnitt durch
die Strahlformungszone einer In-Line-Farbbildröhre dargestellt. Die drei Elektronenstrahlen
für Blau, Grün und Rot sind durch die drei in einer horizontalen Linie liegenden
Kreise B, G und R symbolisiert.
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Außen um die Strahlformungszone herum sind unterschiedliche magnetische
Polpaaranordnungen angebracht. In Fig.
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3 ist ein einziges Polpaar vorgesehen, wobei der Nordpol oben und
der Südpol unten ist. Der magnetische Fluß / verläuft somit von oben nach unten
und verursacht bei allen drei Strahlen B, G und R eine etwa gleiche Ablenkung nach
links, die durchjeweils einen Pfeil symbolisiert ist. In Fig. Lt ist ebenfalls nur
ein einziges Polpaar vorgesehen, bei dem allerdings der Nordpol links und der Südpol
rechts liegen. Der magnetische Fluß / verläuft in diesem Beispiel somit im wesentlichen
von links nach rechts und verursacht bei allen drei Strahlen B, G und R eine Elektronenablenkung
nach unten, was ebenfalls durch die von den Strahlen B, G und R darstellenden Kreisen
ausgehenden Pfeile symbolisiert wird. In Fig. 5 sind zwei Polpaare, d.h. vier Pole,
vorgesehen. Die beiden Nordpole sind schräg unter 450 nach rechts oben bzw. schräg
unten 450 nach links unten angeordnet. Die Südpole liegen dazu jeweils um 900 versetzt.
Der magnetische Fluß 8 verläuft in diesem Beispiel etwa kissenförmig
und
verursacht eine Ablenkung des Rot-Strahls R nach links und des Blau-Strahls B nach
rechts. Der Grün-Strahl G in der Mitte wird durch dieses Feld nicht ausgelenkt.
In Fig.
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6 sind ebenfalls zwei Polpaare, d.h. vier magnetische Pole, vorgesehen.
Die beiden Nordpole liegen in diesem Beispiel links und recht etwa in der Ebene
der drei Strahlen B, G und R. Oben und unten liegen die beiden Südpole. Der magnetische
Fluß % verläuft auch in diesem Beispiel etwa kissenförmig, jedoch gegenüber dem
Beispiel nach Fig. 5 um 450 nach rechts verdreht. Er verursacht eine durch die kleinen
Pfeile dargestellte Ablenkung des Rot-Strahls R nach oben und des Blau-Strahls B
nach unten. Der Grün-Strahl G in der Mitte wird durch diese Feldverteilung ebenfalls
nicht ausgelenkt. In Fig. 7 sind drei Polpaare, d.h. sechs magnetische Pole, vorgesehen.
Die Pole liegen um jeweils 600 auseinander, wobei sich jeweils Nord- und Südpol
abwe-chseln. In der Ebene der drei Strahlen B, G und R liegt links ein Südpol und
rechts ein Nordpol. Der magnetische Fluß ß verläuft in diesem Beispiel etwa sternförmig
und verursacht eine durch die kleinen Pfeile dargestellte Ablenkung sowohl des Rot-Strahls
R als auch des Blau-Strahls B nach oben. Der in der Mitte verlaufende Grün-Strahl
G wird durch diese Magnetfeldkonfiguration nicht abgelenkt. In Fig. 8 sind ebenfalls
drei Polpaare, d.h. sechs magnetische Pole vorgesehen. Die Pole sind gegenüber der
Anordnung nach Fig. 7 um 300 nach links verdreht. Dadurch ist auch der Verlauf des
magnetischen Flusses p um 300 gegenüber demjenigen nach Fig. 6 um 300 nach links
verdreht. Er verursacht eine durch die kleinen Pfeile dargestellte Ablenkung sowohl
des Rot-Strahls 3 R als auch des Blau-Strahls/nach links. Der in der Mitte verlaufende
Grün-Strahl G wird durch diese Magnetfeldkonfiguration ebenfalls nicht abgelenkt.
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Es wird dazu bemerkt, daß die Verwendung von2-, 4- und 6-Polfeldern
zur Korrektur der drei Elektronenstrahlen bei
Farbfernsehrohren
Standard ist (siehe Multipoleinheit).
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Die Multipoleinheit wird jedoch nicht zur Korrektur der Exzentrizität
verwendet, sondern zu Farbreinheits- und Konvergenzkorrekturen.
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Technisch realisieren läßt sich die Einrichtung zur magnetischen Korrektur
der Exzentrizität in der Hauptlinse bzw. des Strahlbündelversatzes mittels eines
außen auf dem Röhrenhals - -.. - - -betestigten/etwa in der Höhe des ersten gitters.
dabei kann dieser Ring bereits vor der Montage magnetisiert sein, was allerdings
nur bei einem zweipoligen Magnetfeld sinnvoll ist, oder aber erst individuell nach
dem Aufbringen auf den Röhrenhals passenlaufmagnetisiert werden.
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Eine Anordnung zur nachträglichen Aufmagnetisierung, die allerdings
nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, zeigen Fig. 9 und 10 in einer Seitenansicht
bzw. teilweisen Querschnittsansicht. Der magnetisierbare Ring MR ist etwa in der
Höhe des ersten Citters G1 auf dem Röhrenhals RH aufgebracht, in dem außerdem noch
die Kathode K, das Gitter G2 und das Gitter G3 dargestellt sind. Die Aufmagnetisiereinrichtung
besteht aus acht gleichmäßig um den Ring MR verteilten Multipolspulen MPS und vier
Drehfeld-Auf- und Entmagnetisierungsspulen AES, die sowohl links und rechts als
auch oben und unten angeordnet sind.
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Fig. 11 zeigt eine andere Möglichkeit zur technischen Realisierung
der Einrichtung zur magnetischen Korrektur der Exzentrizität in der Hauptlinse bzw.
des Strahlbündelversatzes. Diese Einrichtung besteht aus einem magnetisierbarem
Klebeband KB, das im Bereich der Gitter G1 und G2 um den Röhrenhals RH herum aufgeklebt
wird. Nach dem Aufbringen des'Klebebandes KB auf den Röhrenhals RH wird es individuell
aufmagnetisiert. Über dem Klebeband
KB kann dann der Spulenträger
SH zur Befestigung der Vertikalablenkspule mittels einer Befestigungsschelle BF
angebracht werden.
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Eine nicht eigens in einer Figur dargestellte Möglichkeit zur technisbhen
Realisierung einer Einrichtung nach der Erfindung besteht darin, im Bereich der
Triode im Inneren des Röhrenhalses am Strah-lerzeugersystem einen magnetisierbaren
Ring oder ein magnetisierbares Formteil anzubringen, der -bzw. das dann von außen
individuell aufmagnetisiert wird.
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L e e rse i t,