DE3146441C2

DE3146441C2 - Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE3146441C2
Application number: DE3146441A
Authority: DE
Inventors: Werner Adrianus Lambertus Heijnemans; Joris Adelbert Maria Eindhoven Nieuwendijk; Albertus Aemilius Seijno Sluijterman; Nicolaas Gerrit Vink
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1986-01-16
Also published as: IT8125413A0; FR2495828A1; DE3146441A1; CA1181461A; NL8104735A; GB2089112B; PT74094B; US4396897A; FR2495828B1; IT1139596B; GB2089112A; PT74094A

Abstract

Kathodenstrahlröhre mit einer Ablenkeinheit mit einem Gefüge aus Dauermagneten, das ein statisches Mehrpolfeld zum Simulieren einer Modulation des dynamischen Ablenkfelds erzeugt. Die sich ständig erhöhenden Anforderungen auf dem Gebiete der Konvergenz (bei Farbbildröhrenablenkeinheitkombinationen) und der Fleckgüte (bei monochromen Bildröhrenablenkeinheitkombinationen) erfordern dynamische Mehrpolfelder, die kräftig moduliert sind. Die Gegebenheit, daß statische Mehrpolfelder bei exzentrischem Durchgang eines Elektronenstrahls eine dynamische Komponente aufweisen, wird bei Kathodenstrahlröhrenablenkeinheitkombinationen nach der Erfindung zum Simulieren einer kräftigen Modulation der dynamischen Mehrpolablenkfelder ausgenutzt. Die Zugabe eines negativen statischen Achtpolfeldes in der Mitte des Ablenkgebietes kann beispielsweise zu einer stark verbesserten Fleckgüte bei monochromen Bildröhren ab lenkeinheitkombinationen führen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre mit Rechteckbildschirm, welche ein Horizonialableiikspulensysiem und ein Vertikalablenkspulensystem enthält die je ein dynamisches magnetisches Mehrpolfeld erzeugen, das zumindest eine Dipolkomponente enthält, wobei zur Erzeugung eines Mehrpolfeldes eine magnetische Anordnung koaxial zur Längsachse der Ablenkeinheit im Ablenkbereich des Elektronenstrahles angeordnet ist Eine solche Ablenkeinheit ist aus der Zeitschrift »Funkschau« 23/1980, Seiten 88 bis 92, bekannt

Bei monochromen Kathodenstrahlbildröhren ist das Elektronenstrahlerzeugungssystem dazu angepaßt einen einzigen Elektronenstrahl zu erzeugen und diesen Strahl auf den Bildschirm fallen zu lassen, während bei Farbbildröhren das Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen dreier, am Bildschirm konvergierender Elektronenstrahlen eingerichtet ist In nachstehender Beschreibung ist der Einfachheit halber vielfach von der Ablenkung eines einzigen Elektronenstrahls die Rede.

Bei monochromen Kathodenstrt&ibildröhren werden zur Erzielung einer einwandfreien Strahlfokussierung (auf dem Bildschirm muß der Strahlquerschnitt unverformt, d. h. kreisförmig sein) den »homogenen« Ablenkfeldern, wie sie von Zweipolen erzeugt werden, Mehrpolfelder mit höherer Periodenzahl zugefügt.

Auch bei Farbbildröhren werden zur Erzielung einer einwandfreien Konvergenz den »homogenen« Ablenkfeldern, wie sie von Zweipolen erzeugt werden, ebenso Mehrpolfelder mit höherer Periodenzahl zugefügt

Mehrpolfelder entstehen z. B. durch geeignete Drahtverteilung der Ablenkspulen. Diese werden dadurch aber recht kompliziert, so daß die Erzeugung eines gewünschten Feldverlaufs mit der normalen Wickeltechnik oft nicht möglich ist.

Aus der »Funkschau« ist es bekannt, daß der erforderliche Feldverlauf erreicht werden kann durch Anwendung weichmagnetischer Feldformer, die um den Hals der Farbbildröhre angeordnet werden und je nach Aufgabe als Astigmatismusblech oder Komablech bezeichnet werden. Das resultierende Ablenkfeld kann man als eine Addition eines von den Vertikalablenkspulen erzeugten Zweipolfeldes (Primär-Feld) und eines durch die Magnetisierung der Bleche erzeugten Mehrpolfeldes (Sekundär-Feld) ansehen. Durch die Feldformer wird aber das von den Ablenkspulen erzeugte Primär-Feld geschwächt. Außerdem ist die durch die Feldformer hervorgerufene dynamische Mehrpolkomponente (in diesem Fall eine Sechspolkomponente) abhängig von der Stärke des Dipolfeldes der Ablenkspulen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkeinheit für Kathodenstrahlröhren mit Rechteckbildschirm zu schaffen, die mit einfachen Ablenkspulen arbeitet und dynamische Mehrpole ohne Schwächung des von den Ablenkspulen erzeugten Magnetfeldes und unabhängig von deren Stärke erzeugt.

Diese Aufgabe wird bei einer Ablenkeinheit nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die magnetische Anordnung aus im Mittelabschnitt des Ablenkbereiches angeordneten Dauermagneten besteht, die ein statisches magnetisches n-Polfeld zum Simulieren einer Modulation wenigstens eines der dynamischen (n- 2)-Polfelder (7j=4, 8,12 oder 16) erzeugt Unter dem Mittelabschnitt des Ablenkbereiches h>x der Abschnitt zwischen dem Anfang des Ablenkbereiches (Eintrittsseite) und dem Ende des Ablenkbereiches (Austrittsseite) zu verstehen.

Bei einer solchen Ablenkeinheit wird z. B. zur Korrektur der Konvergenz das dynamische 6-PolfeId durch Zufügen eines statischen 8-PoIfeIdes moduliert. Für ein dynamisches 10-PolfeId wird ein statiches 12-Polfeld verwendet im Gegensatz dazu werden bei der bekannten Ablenkeinheit aus der Zeitschrift »:^:unkschau« Nord-Süd-Rasterverzeichnungen durch 10-Polkomponenten korrigiert, die mit Hilfe einer hexagonalen Spulenform an der Austrittsseite erzeugt werden.

Bei ferner bekannten Ablenkeinheiten nach den DE-OS 27 36 162 und 28 24 881 sind die Korrekturvorrichtungen am oder in der Nähe des bildschirmseitigen Endes des Ablenkjoches angeordnet Sie erzeugen auch kein n-Polfeld im Sinne der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung basiert darauf, daß ein statisches Mehrpolfeld bei exzentrischem Durchgang eines Elektronenstrahls durch dieses Feld eine dynamische Komponente aufweist Es läßt sich ein statisches Mehrpolfeld entweder mit Hilfe einer magnetischen Anordnung erzeugen, die zumindest zwei tangential polarisierte, auf dem Umfang eines Kreises angeordnete Dauermagnete enthält, wobei die Kreismitte auf der Längsachse der Ablenkeinheit liegt, oder mit Hilfe einer Anordnung, Qie einen Ringkörper aus dauermagnetischem Werkstoff enthält der koaxial zur Längsachse der Ablenkeinheit angeordnet ist, welcher Körper zumindest zwei Nordpole und zwei Südpole aufweist.

Wenn das statische Mehrpolfeld mit Hilfe einzelner Dauermagnete erzeugt wird, können sie beispielsweise auf einfache Weise an der Innenfluche oder Außenfläche eines Kunststoffträgers angebracht werden, der als Träger zumindest einer der Ablenkspulensysteme dient Wenn das statische Mehrpolfeld mittels eines dauermagnetischen Ringkörpers erzeugt wird, kann er beispielsweise in einer Rille angeordnet sein, die in der Oberfläche eines Kunststoffträgers angeordnet ist, der zumindest eines der Ablenkspulensysteme trägt

Der Ringkörper kann auch an der Innenfläche eines Kerns aus magnetisierbarem Werkstoff angeordnet sein, der zumindest das Horizontalablenkspulensystem umgibt

Das statische Mehrpolfeld kann in verschiedenen Axialpositionen im Ablenkbereich erzeugt werden. Eine sehr wichtige Rolle spielt dabei die Erzeugung eines bO negativen Achtpolfeldes im Bereich um den Ablenkpunkt herum. Eine statische negative Achtpolkomponente wirkt sich beim Durchgang eines Elektronenstrahls durch ein Dipolhauptablenkfeld genau so aus wie ein örtliches toniienförmiges Hauptablenkfeld, d. h., sie simuliert eine negative dynamische Sechspolkomponente.

Obige Auswirkung kann-besonders vorteilhaft bei monochromen Bildröhrenablenkeinheiten angewandt werden, die ein minimales Strahlquerschnittwachstum auf dem Bildschirm mit einem geraden Ost-West- und Nord-Süd-Raster vereinen müssen. Mittels einer dynamischen positiven Sechspolkomponente an der Vorderseite sowohl des Horizontal- als auch des Vertikalablenkfeldes können im allgemeinen die Anforderungen eines geraden Rasters erfüllt werden, während mittels der Erzeugung eines negativen statischen Achtpols in der Mitte des Horizontal- und Vertikalablenkfeldes ein minimales Strahlquerschnittswachstum verwirklicht werden kann. Dabei kann in der Mitte des FeJds bereits eine dynamische negative Sechspolkomponente vorhanden sein, deren Wirkung dabei vom negativen statischen Achtpol verstärkt wird, aber, wie noch näher erläutert wird, es besonders vorteilhaft ist wenn auf der ganzen Länge des Ablenkfelds eine positive dynamische Sechspolkomponente vorhanden ist, deren Wirkung in der Mitte von der statischen Achtpolkomponente abgeschwächt wird.

Es ist möglich, daß die Mitte! zum Erzeugen des statischen Achtpolfelds kein reines Achtpolfeld erzeugen, sondern gleichfalls eine Vierpolfeldkomponente einführen. Diese Komponente kann auf einfache Weise durch die Erzeugung einer Vierpolfeldkomponente mit entgegengesetztem Vorzeichen an der Eintrittsseite des Abienkfelds ausgeglichen werden.

Die Erfindung schafft weiter die Möglichkeit, beim Verwenden von Ringen aus dauerniagnetischem Werkstoff, diesen Ringen keine einheitliche Vormagnetisierung zu geben, sondern die Magnetisierung in der Endphase der Herstellung nach der Montage des Ringes in der Ablenkeinheit einzustellen.

Es ist dabei möglich, den Ring derart zu magnetisieren, daß mögliche Astigmatismusfehier, die durch Herstellungstoleranzen in den Horizontal- und/oder Vertikalablenkspulen eines Farbbildröhrensystems erzeugt werden, vollständig oder teilweise ausgeglichen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt (entlang der y-z-Ebene) durch eine Kathodenstrahlröhre mit einer darauf montierten Ablenkeinheit,

Fig.2 eine graphische Darstellung, in der als Funktion von ζ die Feldstärke H eines Dipolfelds V₂ aufgetragen ist, das von der Ablenkeinheit nach F i g. 1 erzeugbar ist,

F i g. 3 eine graphische Darstellung, in der als Funktion von ζ die Amplitude a eines Sechspolfelds V'b aufgetragen ist, wie es von der Ablenkeinheit nach F i g. 1 erzeugbar ist,

F i g. 4 eine Anordnung von vier um einen Röhrenhals angebrachten Dauermagneten zum Erzeugen eines statischen Vierpolfelds,

Fig.5, 6 und 7 eine Anordnung von um einen P.öhrenhals angebrachten Dauermagneten zum Erzeugen eines statischen Achtpolfelds, eines statischen Zwölfpolfelds bzw. eines statischen Sechzehnpolfelds,

F i g. 8a einen Querschnitt entlang der y-2-Ebene nach F i g. 8b einen Querschnitt entlang der x-y-Ebene durch einen Zylinderkern, an dessen Innenfläche eine Anordnung aus Magneten zum Erzeugen eines statischen Achtpolfelds angebracht ist,

F i g. 8c einen Querschnitt entlang der x-y-Ebene durch einen gleichen Zylinderkern, der mit eine" alternativen Anordnung als Dauermagneten zum Erzeugen eines statischen Achtpolfelds ausgerüstet ist,

F i g. 9a und 9b die Auswirkung der Anordnung nach

F i g. 5 auf ein Horizontalablenkfeld in zwei verschiedenen Situationen,

Fig. 10a und !Ob die Auswirkung der Anordnung nach F i g. 5 auf ein Vertikalablenkfeld in zwei verschiedenen Situationen,

Fig. 11 a, 12a und 13a Rückansichten und Fig. 11b, 12b und 13b Seitenansichten von Kathodenstrahlröhren, auf denen Anordnungen aus Dauermagneten nach der Erfindung angeordnet sind,

Fig. 14 eine Vorderansicht eines Trägers in der Perspektive, der ein Horizontalablenkspulensystem trägt und mit einer Anordnung aus Dauermagneten versehen ist.

F i g. 15 eine Vorderansicht eines Trägers in der Perspektive, der ein Horizontalablenkspulensystem trägt und mit drei als Mehrpol magnetisierten Ringen versehen ist.

Fig. 16 eine Anordnung von vier um einen Röhrenhals angebrachten Magneten, mit denen ein statisches Achtpolfeld bei Unterdrückung von Sechzehnpol- und Vierundzwanzigpolkomponenten erzeugt werden kann.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt entlang der _p-z-Ebene durch eine Kathodenstrahlröhre I mit einem Kolben 6 dargestellt, dessen schmaler Hals 2, in dem ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 montiert ist. in einen konusförmigen Teil übergeht, der mit einem Bildschirm 5 ausgerüstet ist. Auf der Röhre ist beim Übergang zwischen Hals und Konus eine Ablenkeinheit 7 montiert. Diese Ablenkeinheit 7 enthält einen Träger 8 aus Isolationsmaterial mit einem vorderen Ende 9a und einem hinteren Ende 9b. Zwischen diesen Enden 9a und 9b befinden sich an der Innenseite des Trägers 8 ein Ablenkspulensystem 10, 11 zum Erzeugen eines (horizontalen) Ablenkfelds zum Ablenken eines vom Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 erzeugten Elektronenstrahls in horizontaler Richtung und an der Außenseite des Trägers S ein Spuiensystem 12, 13 zum Erzeugen eines (vertikalen) Ablenkfelds zum Ablenken eines vom Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 erzeugten Elektronenstrahls in vertikaler Richtung. Die Ablenkspulensysteme 10, 11 und 12, 13 sind von einem Ringkern 14 aus magnetisierbarem Werkstoff umgeben. Die einzelnen Spulen der Spulensysteme 10, 11 und 12, 13 sind vom Satteltyp. Sie können derart gewickelt werden, daß sie zumindest ein dynamisches Dipolfeld und ein dynamisches Sechspolfeld erzeugen.

Die Amplitudenfunktion H (z) eines Dipolablenkfelds V₂ ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist die Eintrittsseite des Ab'enkbereichs mit Z₀. das Ablenkzentrum mit P und die Austrittsseite des Ablenkbereichs mit z_s bezeichnet.

Die Amplitudenfunktion a (ζ) der Sechspolkomponente Vs eines (vertikalen) Ablenkfelds ist in F i g. 3 dargestellt. Die Sechspolkomponente des Vertikalablenkfelds ist moduliert: Bei z_o ist sie positiv, bei Pnegativ und bei Z₅ wieder positiv. Ein Dipolfeld und ein positives Sechspolfeld ergeben zusammen ein kissenförmiges Feld, ein Dipolfeld und ein negatives Sechspolfeld ergeben zusammen ein tonnenförmiges Feld. Die Größe der Kissen- bzw. Tonnenförmigkeit in Ebenen senkrecht zur 2-Achse (die Längsachse) der Ablenkeinheit 7 wird durch die Größe von a bestimmt.

Zur Veranschaulichung der Möglichkeiten, die die Erfindung bietet, werden zunächst die Probleme beschrieben, die beim Entwerfen von Äbienkeinheiten für Monochromkathodenstrahlröhren mit hoher Auflösung (sog. Data-Graphic-Displays oder auch DGD) auftreten, wobei eine größere Zeilenanzahl pro Bild als in der Kombination mit höheren Frequenzen üblich ist, verwendet wird.

In diesem Fall werden dem Fleck bestimmte Anforderungen gestellt, und zwar muß er in der Schirmmitte klein sein und muß beim Ablenken am Schirm auftretende Fleckverformung klein bleiben.

Die erste der erwähnten Bedingungen kann durch Verwendung von rotationssymmetrischen konvergierten Elektronenstrahlen mit einem verhältnismäßig gro-Ben öffnungswinkel erfüllt werden. Da der Elektronenstrahl beim Ablenken durch die sogenannte Vertikalfeldkrümmung überfokussiert wird, dient üblicherweise eine dynamische Fokussierung zum Korrigieren dieses Effekts.

Jedoch gibt es dabei einen Fleckwachstumsmechanismus, der sich in eine Verschlimmerung des Flecks beim Ablenken am Schirm auswirkt, gerade bei einem Strahl mit großem öffnungswinkel, so daß es schwer ist, gleichzeitig die zweite der erwähnten Bedingungen zu erfüllen. Eine weitere Anforderung bei monochromen DGD ist schließlich eine äußerst geringe Nord-Süd- und Ost-West-Rasterverzerrung.

Bei den herkömmlichen DGD-Ablenkeinheiten, die nahezu homogene Ablenkfelder erzeugen, kann die Fleckgüte innerhalb von annehmbaren Grenzen gehalten werden, was jedoch auf Kosten der Nord-Süd- und Ost-W»st-Rasterverzerrung geht. Zwar ist die Rasterverzerrung elektronisch in der Ablenkschaltung ausgleichbar unter Beibehaltung der Fleckgüte, aber diese Lösung ist wirtschaftlich unvorteilhaft. Es gibt auch eine Lösung, die keiner elektronischen Korrektur in der Ablenkschaltung bedarf. Diese Lösung betrifft jedoch die Verwendung kräftiger statischer Magnete an der Schirmseite der Ablenkeinheit zum Korrigieren der Rasterverzerrung, was den Nachteil hat, daß die Magnete die Fleckgüte beim Ablenken in ungewünschtem Sinne beeinflussen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf monochrome DGD-Ablenkeinheiten, die ohne elektronische Korrektur in der Ablenkschaltung (selbstverständlich abgesehen von der üblichen Linearitätskorrektur und der dynamischen Fokussierung) ein gerades Nord-Süd- und Ost-West-Raster mit einem minimalen Fleckwachstum beim Ablenken am Schirm kombinieren. Dazu muß das dynamische Mehrpolfeld derart moduliert werden, daß der Elektronenstrahl an der Schirmseite des Ablenkbereichs die Wirkung eines kissenförmigen Horizontal- und Vertikalablenkfelds und in der Mitte des Ablenkjochs die Wirkung eines tonnenförmigen Horizontal- und Vertikaiablenkfelds erfährt Der ki^enförmige Verlauf (positiver Sechspol) sowohl des Horizontal- als auch des Vertikalablenkfelds an der Schirmseite beeinflußt die Nord-Süd- und Ost-West-Rasterverzerrung in dem Sinne, daß die Kissenverzeichnung, die bei dem nahezu einheitlichen Dipolablenkfeld auftritt, das von den herkömmlichen DGD-Ablenkeinheiten erzeugt wird, nicht oder nahezu nicht vorhanden ist

Wenn das Horizontal- und Vertikalablenkfeld weiter homogen wären, wären sie astigmatisch zu kräftig: Dies verursacht eine große Fleckenverzerrung. Mittels eines tonnenförmigen Verlaufs (negativer Sechspol) in der Mitte läßt sich die Fleckgüte hinsichtlich der Astigmatismusfehler optimieren. Dies basiert darauf, daß Eingriffe an der Schirmseite des Felds die Rasterverzeichnung verhältnismäßig am kräftigsten angreifen, während in der Feldmitte verhältnismäßig mehr Astigmatismuseigenschaften des Felds beeinflußt werden. Auf diese Weise kann am ganzen Schirm eine gleichmäßig hohe

Fleckgüte erreicht werden. Ein auf diese Weise moduliertes Sechspolfeld wird durch die ausgezogene Kurve in Fig. 3dargestellt.

Die Erfindung bedient sich zum Verwirklichen obiger und anderer Mehrpolfeldmodulationen dynamischer Mehrpolfelder, die mittels dauermagnetisierter ringförmiger Körper, die um die Bildröhre passen, oder mittels koa.ual mit der Längsachse der um die Bildröhre angeordneten Anordnungen von Dauermagneten nach F i g. 4 bis 8 erzeugt werden.

Ein statisches Vierpolfeld gemäß Fig. 4 kann mittels zweier Magnete 17 und 18, mittels zweier Magnete 19 und 20 oder mittels der vier Magnete 17, 18, 19, 20 zusammen erzeugt weden. F i g. 4 dient zur Veranschaulichung der Positionierung der Magnete 17, 18, 19, 20 um eine im Querschnitt dargestellte Hülle einer Kathodenstrahlröhre 16, wobei der Querschnitt vom Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus gesehen wird. F i g. 5,6 und 7 sind auf entsprechende Weise dargestellt.

Ein statisches Achtpolfeld gemäß F i g. 5 kann mittels vier in gleicher Winkelentfernung koaxial um die mit der 2-Richtung zusammenfallende Längsachse angeordnete Magnete 21, 22, 23, 24, mittels vier Magnete 25,26, 27, 28 oder mittels der acht Magne.e 21 bis 28 zusammen, erzeugt werden. Ein Achtpolfeid mit einer Orientierung gemäß den Pfeilen in F i g. 5 wird als ein negatives Achtpolfeld definiert. Ist die Orientierung entgegengesetzt, ist die Rede von einem positiven Achtpolfeld. Um dieses Feld zu erzeugen, müssen die Magnete also einp entgegengesetzte Polarisation in bezug auf die der Magnete in F i g. 5 aufweisen.

Mit acht stabförmigen Magneten kann ein Achtpolfeld erzeugt werden, das keine Sechzehnpolfeldkomponente enthält. (Die Magnetkonfiguration nach Fig. 5 »paßt nicht« zur Magnetkonfiguration der Fig.7, die ein Sechzehnpolfeld vorstellt.)

Mit vier stabförmigen magneten, z. B. den magneten 21, 22, 23 und 24, kann ein Achtpolfeld erzeugt weden, das keine Sechzehnfeldkomponente enthält, wenn die Länge der Magnete 21, 22, 23 und 24 entsprechend gewählt wird, oder mit anderen Worten: Wenn der aufgespannte Winkel α eines jeden der Magnete 21, 22, 23 und 24 auf den richtigen Wert eingestellt wird. Ist der Λ-Wert kleiner als der erwähnte richtige Wert, wird eine positive Sechzehnpolfeldkomponente erzeugt, wenn der eingestellte ar-Wert größer als der erwähnte richtige Wert ist, wird eine negative Sechzehnpolfeldkomponente erzeugt.

Wenn durch eine bestimmte Wahl der Länge der Stabmagnete die Erzeugung einer Sechzehnpolfeldkomponente unterdrückt werden kann, kann durch eine andere Wahl der Länge das Erzeugen einer Vierundzwanzigpolfeidkomponente unterdrückt werden. Jedoch können auf diese Weise die erwähnten höheren Harmonischen des Achtpolfelds nicht gleichzeitig unterdrückt werden. Ist eine gleichzeitige Auftastung erwünscht, kann man dies durch die Verwendung von vier Magneten erreichen, die gemäß der Darstellung in F i g. 16 stufenförmig ausgeführt sind. Die langen Abschnitte 71,72,73 und 74 der Magnete haben eine derartige Länge, daß sie die Erzeugung einer Vierundzwanzigpolfeldkomponente unterdrücken, während gewissermaßen eine negative Sechzehnpolfeldkomponente erzeugt wird. Die kurzen Abschnitte 75, 76, 77 und 78 haben eine derartige Länge, daß sie gleichfalls die Erzeugung einer Vierundzwanzigpolfeldkomponente unterdrücken, während gewissermaßen eine positive Sechzehnpolfeldkomponente erzeugt wird. Da ein positiver und ein negativer Beitrag zur Sechzehnpolfeldkomponente gegeben ist, kann er wirksam unterdrückt werden. Auf diese Weise Sassen sich Raster- und Astigmatismusfehler höherer Ordnung vermeiden.
Es ist weiter möglich, mit zwei stabförmigen Magneten, beispielsweise den Magneten 21 und 23, ein statisches Achtpolfeld zu erzeugen. Ein Vergleich mit F i g. 4 läßt deutlich erkennen, daß dabei jedenfalls eine Vierpolfeldkomponente erzeugt wird (die Konfiguration der Magnete (21, 23) »paßt« zur Konfiguration der Magnete (19, 20)). Wie diese Vierpolkomponente mit Hilfe eines entgegengesetzt orientierten Vierpolfelds an einer anderen Stelle im Ablenkfeld ausgeglichen werden kann, wird an Hand der F i g. 13a und 13b erläutert.

Mit dem Zusatz des negativen statischen Achtpolfelds der F i g. 5 zu einem dynamischen Ablenkfeld kann örtlich ein negatives dynamisches Sechspolfeld simuliert werden. Dies kann zum Verstärken einer bereits vorhandenen negativen Sechspolkomponente dienen oder zum Abschwächen einer bereits vorhandenen positiven Sechspolkomponente oder sogar zum Umsetzen in e'-nen negativen Sechspol. Mit anderen Worten das (sowohl Horizontal- als auch das Vertikal-)Ablenkfeld kann örtlich tonnenförmiger gemacht werden. Dies wird an Hand der Fig.9a und 9b erläutert. Beim positiven Teil des (horizontalen) Hinlaufs (d. h., der Elektronenstrahl befindet sich rechts am Bildschirm) ist das Ablenkfeld Hl vertikal nach oben gerichtet (Fig. 9a) und gibt zusammen mit dem Magnet 22 ein quasi-tonnenförmiges Feld. Beim negativen Teil des (horizontal) Hinlaufs ist das Ablenkfeld vertikal nach unten gerichtet (Fig. 9b) und gibt zusammen mit dem Magnet 24 ein quasi-tonnenförmiges Feld. Für den Einfluß der Magnete 21 und 23 auf das Vertikalablenkfeld V₂ kann eine analoge Begründung abgegeben werden (Fig. 10a und 10b). Statt an Hand der Magnete 21 bis 24 hätte die betreffende Wirkung selbstverständlich auch an Hand der Magnete 25 bis 28 erläutert werden können.

In Fig.6 ist eine Anordnung aus stabförmigen Dauermagneten zum Erzeugen eines statischen Zwölfpol felds dargestellt, mit dem eine Modulation der dynamischen Zehnpolkomponente eines Ablenkfelds simuliert werden kann, und F i g. 7 zeigt eine Anordnung aus stabförmigen Dauermagneten zum Erzeugen eines statisehen Sechzehnpolfelds, mit dem eine Modulation der dynamischen Vierzehnpolkomponente eines Ablenkfelds simulierbar ist.

In F i g. 8a und 8b ist die Verwendung von Dauermagneten dargestellt, die nicht tangential polarisiert sind, wie in den vorangehenden Figuren, sondern radial. Letzteres ist deshalb erforderlich, wenn sie an der Innenfläche eines Zylinderkerns 29 aus magnetisierbarem Werkstoff befestigt werden, um zu verhindern, daß der Magnetfluß ausschließlich den Kern 29 durchfließt. Als Beispiel ist der Fall dargestellt, bei dem acht einzelne Magnete in der Mitte des Kerns 29 an der Innenseite befestigt sind, aber statt einzelner Magnete hätte beispielsweise auch ein dauermagnetisierter Ring oder dauermagnetisiertes Band benutzt werden können, während sowohl die Anzahl als auch die Axiallage der Magnete an einen spezifischen Zweck angepaßt werden können.

Eine besonders interessante, raumsparende Ausführungsform bezieht sich auf die Erzeugung eines statisehen Achtpolfelds mit einer Kombination aus radial und tangential polarisierten Magneten gemäß Fig.8c. Auf einem Ringkern ist in diesem Fall ein Vertikalab-Ienkspulensystem 80, 81 gewickelt, während im Ring-

kern 79 ein Horizontalablenkspulensystem 82, 83 angeordnet ist. Im Fenster 84 der Horizontalablenkspule 82 ist ein tangential polarisierter Magnet 85 und im Fenster 86 der Horizontalablenkspule 83 ein tangential polarisierter Magnet 87 angeordnet. An den Stellen, an denen die Vertikalablenkspulen 80, 81 die Innenfläche des Ringkerns 79 freilassen, sind zwischen dem Ringkern und dem Horizontalablenkspulensystem 82, 83 vier radial polarisierte Magnete 88,89,90,91 angeordnet.

Wie bereits erläutert wurde, gibt die Erfindung die Möglichkeit, bei monochromen Kathodenstrahlröhrenablenkeinheitkombinationen das Fleckwachstum beim Ablenken am Bildschirm durch die Zugabe eines statischen (negativen) magnetischen Achtpolfelds in der Mitte des Ablenkbereichs wesentlich zu reduzieren.

Eine Ausführungsform nach der Erfindung ist an Hand der Fig. 11a (Rückansicht einer Kathodenstrahlröhre 30) und Fig. 11b (Seitenansicht einer Kathodenau aim um c jvj uciigcaicui, in uciicii uic /-wiuiuriuiig ci- nes Gefiiges aus vier Dauermagneten 31,32,33,34 angegeben ist. Der Deutlichkeit halber ist die Ablenkeinheit selbst in dieser Figur ausgelassen.

Auf entsprechende Weise zeigen Fig. 12a und 12b die Anordnung eines Gefüges aus vier Dauermagneten 35,36,37 und 38 in bezug auf eine Kathodenstrahlröhre 39 und sind in F i g. 13a und 13b die Anordnungen zweier Magnete 40 und 41 in bezug auf eine Kathodenstrahlröhre 42 dargestellt. Der letztere Fall kann auftreten, wenn die »Fleckreduktions«-Magnete zu einem Zeitpunkt angeordnet werden müssen, zu dem die Ablenkeinheit bereits zusammengesetzt ist (z. B. beim Einregeln) und nur noch das Fenster der Horizontalablenkspulen zugänglichen Raum bietet. Dabei können zwar die Magnete 40 und 41 angeordnet wr.rden, aber weitere Magnete, entsprechend den Magneten 32 und 34 in F i g. 5, nicht.

In F i g. 14 ist ein Kunststoff träger 43 dargestellt, der eine erste Horizontalablenkspule 44 und eine zweite Horizontalablenkspule 45 unterstützt Die Horizontalablenkspule 44 weist ein Fenster 48 auf, das dazu Raum läßt, nachher einen Magneten 46 auf dem Träger 43 zu montieren, und die Horiix>ntalablenkspule 45 weist ein Fenster 49 auf, das zum nachträglichen Montieren eines Magnets 47 Raum läßt. Jedoch erzeugen die erwähnten Magnete nicht nur ein Achtpolfeld, sondern auch ein Vierpolfeld. Um dieses Vierpolfeld auszugleichen, kann an der Eintrittsseite des Ablenkbereichs ein Magnetsatz 50, 51 oder 52, 53 angebracht sein, der ein Vierpolfeld mit entgegengesetzter Orientierung erzeugt (Fig. 13a). Eine alternative Möglichkeit zum Ausgleichen des unerwünschten Vierpolfelds umfaßt das Verwenden zweier als Vierpol magnetisierter drehbarer "inge 54 und 55, die zwischen der Mitte der Ablenkeinheit und dem Elektronenstrahlerzeugungssystem angeordnet werden. Mit den Ringen 54 und 55 kann ein Vierpolfeld gewünschter Stärke eingestellt werden, mit dem sowohl das unerwünschte Vierpolfeld der Fleckmagnete 40,41 als auch Astigmatismusfehler durch UnvoUkommenheiten im Elektronenstrahlerzeugungssystem ausgeglichen werden können. Wenn zum letzteren Zweck schon Vierpolringe benutzt werden, braucht man für eine Fleckreduktion faktisch nur die Magnete 40 und 41 hinzuzufügen.

Wenn beim Zusammensetzen einer Ablenkeinheit bereits Fleckreduktionsmagnete angeordnet werden, ist es interessant, die Konfiguration der vier Magnete nach F i g. 11 a und 11 b zu verwenden. Dabei gibt es die Möglichkeit, sie hinter den axialen Leiterbündeln der Horizontalablenkspulen festzusetzen, beispielsweise an den

mit A, B, C und O in F i g. 5 bezeichneten Stellen. Außer Horizontalablenkspulen 56 und 57 ist in Fig. 15 weiter ein Kunststoffträger 58 dargestellt, in dessen Innenfläche eine Rille 59 angebracht ist, in der ein als Mehrpol magnetisierter Ring 60 angeordnet ist.

Bei der Herstellung von Ablenkeinheiten für Großbildfarbfernsehsysteme zeigt es sich oft, daß eine sehr große Streuung im (isotropen) Horizontalastigmatismus und im anisotropen V-Astigmatismus auftritt.

Wie bereits angegeben wurde, ist mit geeigneten statischen Magnetfeldern der Astigmatismus beeinflußbar. Die maximale Empfindlichkeit für Astigmatismus wird etwa in der Mitte des Ablenkbereichs gefunden, wobei gleichfalls die Beeinflussung der Koma einerseits und die Rasterverzeichnung zum anderen minimal ist.

Die Erfindung beinhaltet weiter, daß eine Ablenkeinheit mit einem Ring 60 aus dauermagnetisierbarem Werkstoff versehen wird. Dieser Ring ist etwa in der iMiiie der Abierikeinhcii rnontierl. in der Endphase der Herstellung kann der Ring 60 derart magnetisiert werden, daß eine »optimale« Konvergenz entsteht. Dabei werden die Astigmatismusfehler, die durch die Herstellungsstreuungen des Horizontalablenkspulensystems und/oder des Vertikalablenkspulensystems erzeugt werden, vom statischen Feld derart beeinflußt, daß die Fehler teilweise ausgeglichen bzw. teilweise auf dem Schirm ausgeschmiert werden. Die Weise, auf die der Ring 60 magnetisiert wird, ist also von den Zufallsfehlern der Ablenkeinheit abhängig und ist dadurch von Ablenkeinheit zu Ablenkeinheit verschieden.

Nachstehend ist ein Verzeichnis mit geeigneten statischen Magnetfehlem und den Fehlertypen für die Reduktion gegeben, für die sich das betreffende Feld am besten eignet. Diese Felder können alle in Kombinationen benutzt werden.

Statischer Mehrpol

Hauptwirkung auf:

4-Pol (T?² sinus 0>)

8-PoI (R* sinus φ)
8-Pol (R* cosinus φ)

isotrcper Horizontalastigmatismus

anisotroper y-Astigmatismus diagonale Asymmetrien des Astigmatismus

Gegebenenfalls können statische Mehrpolfelder noch höherer Ordnung zum Korrigieren bzw. zum Reduzieren von Astigmatismusfehlern höherer Ordnung benutzt werden.

so Zurück zur F i g. 3 wird nachstehend ein besonderer Aspekt der Erfindung beschrieben. Wenn von einem Ablenkspulensystem ausgegangen wird, dessen Spulen derart gewickelt sind, daß das System ein positives Sechspolfeld Ve' erzeugt, wie mit der punktierten Kurve in F i g. 3 angegeben, besitzt die Zugabe eines negativen statischen Achtpolfelds im Mittelbereich des Ablenkfelds (um den Ablenkpunkt P herum) eine sehr besondere Auswirkung. Dieses statische Achtpolfeld wirkt sich auf den Fleck nämlich kräftiger als auf das Raster aus.

Das bedeutet, daß in der Mitte das statische Achtpolfeld hinsichtlich des Flecks eine so große Abschwächung des positiven Sechspolfelds simuliert, daß sogar die Wirkung eines negativen Sechspols entsteht (was eine optimale Fleckgüte gewährleistet), aber das in bezug auf das

*s Raster die Abschwächung viel kleiner ist, so daß der Effekt auf das Raster einem in der Mitte etwas eingebeulten positiven Sechspolfeld entspricht Letzteres isi besonders wichtig, denn dadurch fängt der korrigieren-

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de Einfluß des positiven dynatnischen Sechspolfelds auf Rasterfehler früher an als bei einer Sechspolfeldmodulation gcT.äß der ausgezogenen Kurve in Fig.3, wodurch das Auftreten der sog. Welligkeit im Raster weitgehend vermieden wird. Besonders interessant dabei ist, 5 daß das positive dynamische Sechspolfeld, von dem hier ausgegangen wird, auf einfache Weise mit einem toroidal gewickelten Ablenkspulensystem erreicht werden kann. Also läßt sich die Erfindung auch mit Vorteil bei der Verwendung von Hybridablenkeinheiten anwenden. 10

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Ablenkeinheit für eine Kathodenstrahlröhre mit Rechteckbildschirm, welche ein Horizontalablenkspulensystem und ein Vertikalablenkspulensystem enthält, die je ein dynamisches magnetisches Mehrpolfeld erzeugen, das zumindest eine Dipolkomponente enthält, wobei zur Erzeugung eines Mehrpolfeldes eine magnetische Anordnung koaxial zur Längsachse der Ablenkeinheit im Ablenkbereich des Elektronenstrahles angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Anordnung aus im Mittelabschnitt des Ablenkbereiches angeordneten Dauermagneten (17—20; 21—24; ü 25—28; 31—34; 35—38) besteht, die ein statisches magnetisches n-Polfeld zum Simulieren einer Modulation wenigstens eines der dynamischen (n—2)-Polfelder (n=4,8,12 oder 16) erzeugt.

2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die magnetische Anordnung zumindest zwei tangential polarisierte, auf dem Umfang eines Kreises angeordnete Dauermagnete (21, 23; 40, 41; 46, 47) enthält, wobei die Kreismitte auf der Längsachse (Z) der Ablenkeinheit liegt.

3. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbare Anordnung einen Ringkörper (60) aus dauermagnetischem Werkstoff enthält, der koaxial zur Längsachse der Ablenkeinheit angeordnet ist, welcher Körper zumindest zv°.i Nordpole und zwei Südpole aufweist

4. Ablenkeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (60) in einer Rille (59) in der Oberfläche eines Kunststoffträgers (58) angeordnet ist, der zumindest eines der Ablenkspulensysteme (56,-57) trägt

5. Ablenkeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper an der Innenfläche eines Kerns aus magnetisierbarer« Werkstoff angeordnet ist, der zumindest das Horizontalablenkspulensystem umgibt.

6. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dauermagnetische Anordnung ein Achtpolfeld mit einer Orientierung erzeugt, die sich in eine örtliche negative Sechspolkomponente im dynamischen Mehrpolfeld auswirkt.

7. Ablenkeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Ablenkspulensysteme eine positive dynamische Sechspolkomponente über die ganze Länge des Ablenkfeldes er- so zeugt.

8. Ablenkeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Ablenkspulensystem auf einem Kern (69) aus magnetisierbarem Werkstoff toroidal gewickelt ist.

9. Ablenkeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Anordnung aus vier Dauermagneten (21 bis 24; 25 bis 28) besteht.

10. Ablenkeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (21 bis 24) Längen besitzen, die zum Erzeugen eines statischen Achtpolfeldes ohne Sechzehnpolfeldkomponente angepaßt sind.

11. Ablenkeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Anordnung aus zwei Dauermagneten (40, 41; 46, 47) besteht, die außer einem Achtpolfeld ein Vierpolfeld mit einer ersten Orientierung erzeugen, und daß am Anfang des Ablenkbereiches eine dauermagnetische Korrekturanordnung (50, 51; 52, 53; 54, 55) angebracht ist die ein Vierpolfeld mit einer Orientierung erzeugt die der ersten Orientierung entgegengesetzt ist

12. Ablenkeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Korrekturanordnung aus zwei Dauermagneten (50,51; 52,53) bestein.

13. Ablenkeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Korrekturanordnung zwei Ringe (54; 55) aus dauermagnetisierbarem Werkstoff enthält die jeweils zwei Nordpole und zwei Südpole aufweisen und von denen zumindest einer um seine Achse drehbar ist