DE3148992A1 - Ablenkjoch mit eingebautem permeablen korrekturglied - Google Patents

Description

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RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Ablenkjoch mit eingebautem permeablen Korrekturglied

Die Erfindung betrifft Farbfernseh-Ablenkjoche und bezieht sich insbesondere auf die Verwendung magnetisch permeabler Korrekturglieder in Verbindung mit solchen Jochen.

Eine Farbfernsehbildröhre erzeugt drei Elektronenstrahlen, welche auf besondere farbemittierende Leuchtstoffelemente auf einen Bildschirm auftreffen. Ein auf der Bildröhre montiertes Ablenkjoch erzeugt zeitlich veränderliche Magnetfelder in der Nähe der Elektronenstrahlen, so daß diese zur Erzeugung eines Rasters horizontal und vertikal über den Bildschirm abgelenkt werden. Es ist wünschenswert, daß jeder Strahl nur ein einziges Leuchtstoffelement einer speziellen Farbemissionszuordnung trifft. Das Ausmaß, in welchem das der Fall ist, bestimmt die Reinheit des Rasters. Es ist auch wichtig, daß die Strahlen an allen Punkten des Bildschirmes dicht nebeneinander auf den Bildschirm auftreffen, daß also die Strahlen am Bildschirm konvergieren.

Die meisten Farbbildröhren erzeugen Elektronenstrahlen in einer von zwei Konfigurationen, nämlich entweder in Delta-Konfiguration oder aber in einem horizontal in einer Ebene liegenden Muster. Röhren mit Delta-Strahlsystem erfordern eine dynamische Konvergenzschaltung, damit die Strahlen bei der Ablenkung konvergieren. Inline-Röhren erlauben je-

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doch die Konstruktion eines Ablenkjoches, welches die

Elektronenstrahlen an allen Punkten des Röhrenbildschirmes konvergieren läßt, ohne daß dazu eine dynamische Konvergenzschaltung notwendig wäre,
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Diese selbstkonvergierenden Joche für Inline-Röhren bewirken die Elektronenstrahlkonvergenz durch die Art der UngleichfÖrmigkeit des Ablenkfeldes, die durch eine spezielle Konfiguration der Ablenkspulen hervorgerufen wird. Es ist bekannt, daß die Horizontalablenkspulen insgesamt gesehen ein kissenförmiges Feld erzeugen müssen und daß die Vertikalablenkspulen insgesamt ein tonnenförmiges Feld erzeugen müssen, damit man eine Strahlkonvergenz erhält. Es sind auch Techniken zum Wickeln von Ablenkjochspulen bekannt, welche die gewünschten Feldungleichmäßigkeiten ergeben .

Ablenkjoche können Spulen haben, welche toroidförmig, sattelförmig oder in Kombination beider Wicklungsarten um einen magnetisch permeablen Kern gewickelt sind. Ein gebräuchliches Joch verwendet sattelförmige Horizontalspulen und toroidförmige Vertikalspulen. Sowohl die Sattelspulen als auch die Toroidspulen erzeugen externe Felder an den Seiten und an der Rückseite des Joches zusätzlich zu den Hauptablenkfeidern, die im inneren Bereich des Joches erzeugt werden. Das externe Feld an der Jochrückseite, das von einer Toroidspule erzeugt wird, ist jedoch größenordnungsmäßig fünfmal größer als das von einer Sattelspule erzeugte externe Feld. Das Vorhandensein dieser externen Felder an der Jochrückseite kann die Elektronenstrahlen innerhalb des Fokussierbereichs des Strahlsystems unerwünscht beeinflussen. Es kann eine vorzeitige Strahlablenkung auftreten, welche eine bemerkbare Defokussierung der Strahlen an manchen Stellen des Bildschirmes zur Folge haben kann. Bei einem Joch mit toroidförmigen Vertikalspulen und sattelförmigen Horizontalspulen ergibt das externe Vertikalfeld die stärksten unerwünschten Effekte.

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Ι Bei selbstkonvergierenden Jochen tritt ein zusätzliches Problem auf: Obwohl für die Elektronenstrahlkonvergenz ein tonnenförmiges Vertikalfeld nötig ist, ergibt ein tonnenförmiges Feld eine stärkere Ablenkung der äußeren Strahlen als des Mittelstrahls, und dies führt zu Vertikalkoma, bei dem die Höhe des Mittelstrahlrasters kleiner als für die Außenstrahlraster ist. Es ist bekannt, daß Vertikalkomafehler beim Strahleintrittsende oder der Rückseite des Joches sehr stark von Feidungleichförmigkeiten abhängen. Das tonnenförmige äußere Feld der Vertikalablenkspulen trägt daher erheblich zum Vertikalkomafehler bei.

Eine Lösung des Problems der Strahldefokussierung infolge äußerer Ablenkfelder besteht darin, einen Teil des Elektronenstrahlsystems aus einem magnetisch permeablen Material herzustellen, um die äußeren Felder vom Fokussierbereich des Strahlsystems wegzulenken. Mit Hilfe dieser Technik kann man tatsächlich die Form des äußeren Feldes bis zum Eintreten einer Konvergenzverschlechterung verzerren. In der US-PS 3 430 169 (Erfinder Gabor) ist die Verwendung eines magnetisch permeablen Rings um den Röhrenhals im Fokussierbereich des Strahlsystems zum Kurzschließen des äußeren Feldes veranschaulicht. Dieses Kurzschließen kann eine unerwünschte Schwächung des Ablenkfeldes verursachen, die zu einer Verringerung der Strahlablenkung führt, so daß mehr Ablenkleistung benötigt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält ein selbstkonvergierendes Ablenkjoch zur Verwendung bei einer Bildröhre, welche drei horizontal in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen erzeugt, Horizontal- und Vertikalablenkspulen, die ungleichförmige Felder zur Ablenkung der Strahlen erzeugen. Die Spulen erzeugen ein Hauptablenkfeld und ein äußeres Ablenkfeld.

Eine Korrektureinrichtung enthält einen magnetisch permeablen Ring, der an der Jochrückseite innerhalb des äußeren Joch-

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feldes angeordnet ist, um den vom äußeren Feld herrührenden Fluß in den Ring abzulenken und dabei das ungleichförmige Feld zur Beeinflussung der Ablenkung der drei Strahlen abzuwandeln. In dem Ring ist ein Schlitz ausgebildet, der einen kleinen Bruchteil des Ringdurchmessers ausmacht, um den magnetischen Fluß durch den Ring zu unterbrechen.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen von oben gesehenen Schnitt eines Farbbildwiedergabesystems zur Veranschaulichung der seitlichen gegenseitigen Beziehungen zwischen dem äußeren Feld des Ablenkjoches und dem Elektronenstrahlsystem der Bildröhre;

Fig. 2 eine rückwärtige Schnittansicht des Systems nach Fig. 1 zur Veranschaulichung des äußeren Feldes der Vertikalablenkspule;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Farbfernseh-Wiedergabesystem zur Veranschaulichung einer Korrektureinrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 einen rückwärtigen Querschnitt durch das System nach Fig. 3 zur Veranschaulichung eines Merkmals der Korrektureinrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Farbfernseh-Wiedergabesystem mit einer Bildröhre 10, die einen Hals 11, einen Konus 12 und einen nicht dargestellten Leuchtstoffschirm hat, der sich an dem dem Hals 11 gegenüberliegenden Ende der Bildröhre befindet. Innerhalb des Halses 11 sitzt ein Elektronenstrahlsystem, welches drei Elektronenstrahlen erzeugt, beschleunigt und fokussiert. Bei dem System nach Fig. 1 liegen die drei Elektronenstrahlen horizontal in einer Ebene. Auf der Bildröhre 10 ist im Bereich, wo der Hals 11 in den Konus 12 übergeht, ein Ablenkjoch 14 montiert, welches ein Paar nicht dargestellter sattelförmig gewickelter Hori-

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zontalablenkspulen und ein Paar in Fig. 2 gezeigter toroidförmig um einen magnetisch permeablen Kern 16 ge~ wickelter Vertikalablenkspulen 15 hat. Horizontal- und Vertikalablenkspulen sind durch einen Plastikisolator 17 getrennt. An der Rückseite des Joches 14 ist am Isolator 17 eine Montageplatte 18 angebracht, welche eine Klemme aufweisen kann, damit das Joch 14 an der Bildröhre 10 befestigt werden kann, nachdem seine Lage richtig justiert worden ist.

Fig. 1 zeigt das von den Vertikalablenkspulen 15 des Joches 14 erzeugte äußere Feld anhand von Feldlinien 20. Man erkennt, daß das äußere Feld in einem Bereich vorhanden ist, in dem sich ein Teil des Elektronenstrahlsystems 13 befindet. Dieses Feld führt zu einer leichten Ablenkung der Strahlen innerhalb des Elektronenstrahlsystems, welche zu einer Verschlechterung der Strahlfokussierung führen kann. Bei einer erwünschtermaßen kurzen Bildröhre wird dieses Problem noch gravierender, weil das Elektronenstrahlsystem dicht an der Rückseite des AblenkJoches sitzt und daher innerhalb der äußeren Felder des Joches liegt.

Fig. 2 zeigt eine Rückansicht des Joches. Die Feldlinien des äußeren Feldes sind tonnenförmig gezeichnet und stellen das äußere Feld der Vertikalablenkspulen dar. Die Tonnenform des Feldes resultiert aus der Feldausdehnung infolge gegenseitiger Abstoßung der Feldlinien zwischen den konzentrierten Feldenden. Da das äußere vertikale Ablenkfeld der Toroidspulen größenordnungsmäßig fünfmal größer als das äußere horizontale Ablenkfeld der Sattelspulen ist, hat das äußere Vertikalfeld einen viel größeren Einfluß auf die Elektronenstrahlen als das äußere Horizontalfeld. Wenn das äußere Feld der Horizontalsattelspulen auch nicht gänzlich unbedeutend ist, so hat es doch keinen großen Einfluß auf die Spulen. Daher ist in Fig. 2 nur das äußere Vertikalfeld gezeigt.

Zusätzlich zu seiner Auswirkung auf die Strahlfokussierung kann das in Fig. 2 gezeigte äußere Vertikalfeld auch zu einem Problem führen, das aus der Eigenschaft der Ungleichförmigkeit der Form des Feldes resultiert. Das tonnenförmige äußere Vertikalfeld übt eine größere Ablenkkraft auf die äußeren Elektronenstrahlen 21 und 22 als auf den Mittelstrahl· 23 aus, da die Feldlinien 20 längs der Vertikalachse durch die Bildröhre am wenigsten konzentriert sind. Diese höhere Vertikalablenkung der äußeren Strahlen 21 und 22 gegenüber dem Mittelstrahl 23 führt zu einem Vertikalkomafehler, bei dem die Rasterhöhe des Mittelstrahls gegenüber den Außenstrahlen verringert ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Farbfernseh-Wiedergabesystem mit einer Bildröhre 110 und einem Ablenkjoch 114 ähnlich der Darstellung nach Fig. 1. Toroidförmig gewickelte Vertikalablenkspulen 115 sind ebenso wie der Plastikisolator 117 gezeigt. Auf dem Bildröhrenhals sitzt in der Nähe des Fokussierbereiches des Strahlsystems ein Korrekturglied 24. Es besteht aus einem magnetisch permeablen Material und bildet daher für den magnetischen Fluß einen Weg niedrigen Widerstandes als Luft. Ein Teil des Flusses 120 der äußeren Felder wird daher in das Korrekturglied 24 hineingeleitet, wie Fig. 3 zeigt. Durch die Ableitung dieses Flusses von den äußeren Ablenkfeldern in das Korrekturglied 24 ist der innerhalb des Röhrenhalses verbleibende Fluß weniger kon~ zentriert. Die Abnahme der Flußkonzentration führt zu einer geringeren Wechselwirkung zwischen dem äußeren Feld und den Elektronenstrahlen, und damit ergibt sich ein kleinerer Komafehler. Der Komafehler wird auch dadurch verringert, daß das permeable Korrekturglied 24 dem äußeren Feld eine Grenze setzt, insbesondere an der Ober- und Unterseite des Röhrenhalses, wodurch die Feldlinien innerhalb des Röhrenhalses etwas abgeflacht werden. Diese Abflachung läßt das Feld weniger tonnenförmig werden, und damit nimmt der Komafehler ab.

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Das Korrekturglied 24 umfaßt ein Paar halbkreisförmige Ringsegmente 25 und 26, welche durch Schlitze 27 und 28 an der Ober- und Unterseite des Korrekturgliedes 24 getrennt sind* Die Trennungsstrecken oder Schlitzbreiten sind ein kleiner Bruchteil des Durchmessers des den Röhrenhals umgebenden Rings, jedoch sind sie aus den folgenden Gründen wichtig. Die Segmenttrennung sorgt für eine Unterbrechung des Weges niedrigen magnetischen Widerstandes der Korrektursegmente 25 und 26, so daß der gesamte magnetische Widerstand etwas erhöht wird. Diese Erhöhung des magnetischen Widerstandes führt dazu, daß weniger Fluß durch das Korrekturglied 24 abgeleitet wird, als es der Fall wäre, wenn das Korrekturglied ein durchgehender Ring wäre. Obgleich eine Entfernung des äußeren Feldes aus dem Strahlfokussierbereich erwünscht ist, trägt das äußere Ablenkfeld an anderen Stellen zur Ablenkung der Strahlen bei, so daß die von den Hauptablenkfeldern benötigte Ablenkung, und damit deren Leistung, verringert wird. Wäre das Korrekturglied 24 ein durchgehender Ring, dann würde ein erheblicher Anteil des erwünschten äußeren Feldes in das Korrekturglied 24 abgeleitet, und man erhielte eine geringere Strahlablenkung, zu deren Kompensation eine Erhöhung der Ablenkleistung notwendig wäre. Die Trennung zwischen den Segmenten 25 und 26 erlaubt eine Ablenkung genügenden Flusses von den äußeren Feldern in das Korrekturglied 24 zur Verbesserung der Strahlfokussierung und Verringerung des Komafehlers, jedoch schließt sie die Ableitung einer unnötigen Flußmenge aus, welche zu einer unerwünschten Verringerung der Ablenkung führen würde.

Die Trennstellen zwischen den Segmenten verlaufen in der Vertikalachse der Bildröhre, so daß sie eine Unterbrechung im Weg des Vertikalflusses darstellen. Diese Orientierung ergibt sich aus dem relativen Unterschied zwischen den äußeren Horizontal- und Vertikalfeldern, wie bereits erläutert

-ΙΟwurde. Die Segmente unterbrechen den Horizontalfluß etwas, der andernfalls durch das Korrekturglied 24 zirkulieren würde.

Claims (6)

1. RCA 75,656 Sch/Vu
   U.S. Ser. No. 215,002
   vom 10. Dezember 1980

   RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

   Patentansprüche

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   Selbstkonvergierendes Ablenkjoch für eine Bildröhre, die drei horizontal in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen erzeugt, mit Horizontal- und Vertikalablenkspulen, welche ungleichförmige Felder zur Ablenkung der Strahlen erzeugen, und zwar ein Hauptablenkfeld und ein äußeres Feld, mit einer Korrektureinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Korrektureinrichtung einen zwischen der Rückseite des Joches(14) innerhalb des äußeren Feldes (20) angeordneten magnetisch permeablen Ring (24) zur Ableitung des Flusses von dem Feld in den Ring aufweist, derart, daß die ungleichförmigen Felder so modifiziert werden, daß die Ablenkung der drei Strahlen beeinflußt wird, und daß in dem Ring ein Schlitz (27,28) ausgebildet ist, der zur Unterbrechung der durch den Ring fließenden magnetischen Flusses ein kleiner Bruchteil des Ringdurchmessers ist.

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2. 2) Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (27) im oberen Teil des Ringes (24) längs der Vertikalachse des Joches (14) angeordnet ist und daß der Ring einen zweiten Schlitz (28) im unteren Teil des Rings längs der Vertikalachse des Joches hat.
3. 3) Ablenkjoch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkspulen sattelförmig gewickelt sind und daß die Vertikalablenkspulen toroidförmig gewickelt sind.
4. 4) Ablenkjoch nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (27,28) so breit bemessen sind, daß sie den magnetischen Widerstand des Flußweges durch den Ring (24) bestimmen.
5. 5) Ablenkjoch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Feld (20) einen tonnenförmigen Querschnitt hat und daß der Ring (24) die Feldstärke des tonnenförmigen Feldes zur Korrektur von Vertikalkomafehlern zwischen den Elektronenstrahlen verringert .
6. 6) Ablenkjoch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) einen Teil des äußeren Feldes (20) von den Elektronenstrahlen weg ablenkt.