DE3219954A1

DE3219954A1 - Farbbildroehre mit twistkorrektur

Info

Publication number: DE3219954A1
Application number: DE19823219954
Authority: DE
Inventors: Walter 7301 Berkheim Kornaker
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS58218732A; DE3374625D1; EP0095617A2; EP0095617B1; EP0095617A3; CA1202059A; US4625144A; CA1206321A

Description

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arbbiLdröhre mit Twistkorrektur

Die Erfindung betrifft eine FarbbiLdröhre bestehend aus Schirmwanne, Konus und HaLs, bei welcher die Schirmwanne mit Leuchtschirm und Maske versehen sowie in dem HaLs ein ELektronenstrahLerzeugersystem mit wenigstens einem Korrekturmagneten angeordnet ist.

Bei Fernsehempfängern mit Farbbildröhren wird das SchirmbiLd durch horizontaLe und vertikale Ablenkung von drei ELektronenstrahLen erzeugt, weLche in der Ebene der mit öffnungen versehenen Maske zusammentreffen, wobei die Elektronenstrahlen in verscMedenen Richtungen durch die öffnungen hindurchtreten und die ihnen zugeordneten, auf dem dicht hinter der Maske angeordneten Leuchtschirm nebeneinanderliegenden Leuchtstoffbereiehe anregen.

Die statische Konvergenz der Farbbildröhre ist eingestellt, wenn die drei Elektronenstrahlen ohne ein Ablenkfeld so verlaufen, daß sie gemeinsam die Mitte der Maske treffen. Statische Farbreinheit ist vorhanden, wenn die Elektronenstrahlen im richtigen Winkel durch die öffnungen der Maske auf die ihnen zugeordneten Leuchtstoffbereiehe des Leuchtschirmes treffen. Dynamische Konvergenz und Farbreinheit sind eingehalten, wenn bei der gemeinsamen Ablenkung der

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24.05.1982

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ELektronenstrahLen durch das MagnetfeLd der Ablenkeinheit Farbreinheit und Konvergenz auf dem gesamten Leuchtschirm vorhanden sind.

Neuzeitliche Kombinationen aus FarbbiLdröhre und Ablenkeinheit sind seLbstkonvergent, d,h. sie sind so gestaltet, daß dynamische Konvergenz und Farbreinheit ohne zusätz-Liche Korrektur ströme in den AbLenkspuLen der Ablenkeinheit gewährleistet sind.

Dabei werden allerdings an die Präzision der FarbbiIdröhren-Fertigung hohe Anforderungen gestellt, denn der Aufbau der Farbbildröhre muß sehr exakt reproduzierL werden, um SaLbstkonvergenz zu verwirklichen.

Mit wirtschaftlich optimalem Aufwand kann die Fertigungsstreuung nicht in beliebig engen Grenzen gehalten werden. Die verbleibenden Toleranzen sollen deshalb korrigierbar sein .

Dies geschieht bei Farbreinheit und Konvergenz beispielsweise mit einem Ring aus Leicht magnetisierbarem Dauermagnetwerkstoff, weLcher sich dicht hinter der Ablenkeinheit über oder in dem ELektronenstrahlerzeugersystem befindet. Der Ring ist auf seinem Umfang derart mehrpolig magnetisiert, daß die ELektronenstrahLen die erforderlichen korrektiven Ablenkungen erfahren.

Diese Korrektur ist insbesondere bei sogenannten Inline-ELektronenstrahLerzeugersystemen mit Unitized Gun dann schwierig, wenn die Fehler in der dynamischen Konvergenz davon herrühren, daß die Lage der Achsen eines oder beider

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außen Iiegender ELektronenstrahlerzeugersysteme aus ihrer gemeinsamen horizontalen Ebene abweichen.

Eine Korrektur der Folgen dieser Abweichung, des sogenannten TwistfehLers, welcher darin besteht, daß die von den drei Elektronenstrahlen bei Ablenkung über den Bildschirm geschriebenen Linien gegeneinander geneigt sind, mit Hilfe des oben erwähnten mehrpolig magnetisierten Ringes, gelingt nicht, weiL zugleich mit der Verminderung des Twistfehlers andere dynamische Fehler entstehen. Dies ist sehr nachteilig, weil somit eine wirksame Behebung des Twistfehlers nicht erreichbar ist, so daß Farbbildröhren mit solchen Aufbaufeh Lern in der Weise nachgearbeitet werden müssen, daß ein neues ELektronenstrahLerzeugersystem eingesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Vorrichtung zur Korrektur von Twistfehlern aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs beschriebene Maßnahme gelöst. Die Ansprüche 2 bis 5 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. Bei einer FarbbiLdröhre mit TwistfehLer erhalten die zu korrigierenden ElektronenstrahLen vor ihrem Eintreten in das Magnetfeld der Ablenkeinheit und vor dem Durchlaufen der Korrekturfelder für Farbreinheit und Konvergenz eine diesen vorgeordnete Ablenkung durch zusätzliche Korrekturmagnete.

Diese Korrekturmagnete sind nahe der außenLiegenden Elektronenstrahlen angebracht und so magnetisiert, daß die ElektronenstrahLen in unterschiedlichen Richtungen abge-

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lenkt werden können, also aus derjenigen Ebene, in welcher die drei ELektronenstrah Lerzeugersysteme Liegen. Der mittlere Elektronenstrahl soll dabei von den Korrekturmagneten nicht beeinflußt werden.

Die Magnetisierung der Korrekturmagnete in der Farbbildröhrenfertigung kann auf demselben Automaten erfolgen, auf dem auch andere Korrekturmagnete eingestellt werden. Ein Kranz von Magnetisierungsspulen mit stark gebündelten Magnetfeldern ist zu diesem Zweck in Richtung der Farbbildröhren-Längsachse an die Stelle der zu magnetisierenden Korrekturmagnete verschiebbar angeordnet. Die Auswirkung der Magnetisierungen werden mit Hilfe von vor dem Leuchtschirm angeordneten Sensoren gemessen und danach erfolgen so lange weitere Magnetisierungen der Korrekturmagnete, bis diese die erforderliche Magnetisierung aufweisen.

Die Verwendung zusätzlicher Korrekturmagnete zur Korrektur der Twistfehler ist im Hinblick auf die GesamthersteLL-kosten vorteilhaft, weiL dadurch bei der Herstellung der Farbbildröhren der Ausschuß wegen nicht korrigierbarer dynamischer Fehler des Schirmbildes beträchtLich vermindert werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Farbbildröhre mit Ablenkeinheit,

Fig. 2 das ELektronenstrahLerzeugersystem der Farbbildröhre gemäß Fig. 1,

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Fig. 3 den VerLauf eines korrigierten ELektronenstrah Ls bei einer bekannten Farbbildröhre und den Verlauf eines erfindüngsgemäß korrigierten Elektronenstrahles,

Fig. 4 eine perspektivische DarsteLLung der drei Elek-

tronenstrahlen mit bekannter Konvergenzkorrektur,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der drei ELektronenstrahLen mit der erfindungsgemäßen, twistfeh-Lerfreien Konvergenzkorrektur eines Elektronen-' Strahles,

Fig. 6 ein AusführungsbeispieL für die Anordnung und

Ausgestaltung der Korrekturmagnete im Elektronenstrahlerzeuger system in Seitenansicht und im Querschnitt,

Fig. 7 ein anderes AusführungsbeispieL für die Anordnung und Ausgestaltung der Korrekturmagnete im Querschnitt,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung und Ausgestaltung der Korrekturmagnete im Querschnitt,

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Korrekturmagneten außen am Gitter,

Fig. 10 einen Querschnitt durch die Gitter 2 und Gitter 3 des E lektronenstrah Lerzeugersystemes mit innen und außen am Gitter 3 befindlichen Korrektur

magneten,

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Fig. It einen Querschnitt entLang der Linie AB durch das ELektronenstrahLerzeugersystem gemäß Fig. 10,

Fig. 12 einen Querschnitt entLang der Linie CD durch das ELektronenstrahLerzeugersystem gemäß Fig. 10,

Fig. 13 einen Querschnitt durch dia Gitter 2 und Gitter 3 des Elekrronenstrahlerzeugersystemes mit innerhalb des Gitter 3 befindlichen Korrekturmagneten,

Fig. 14 einen Querschnitt entLang der Linie AB durch

das Elektronenstrahl lerzeugersystem gemäß Fig. 13 und

Hg. 15 einen «uerschnitt entlang der Linie CD durch

das ELektronenstrahLerzeugersystem gemäß Fig.

Die FarbbiLdröhre in Figur 1 besteht aus der Schirmwanne mit dem Leuchtschirm 1 und der Maske 2, dem Konus 6 und dem HaLs 5 und besitzt das ELektronenstrahLerzeugersystem 3, welches sich im HaLs 5 der Farbbildröhre befindet. Das Elektronenstrahl lerzeugersystem ist in Figur 2 vergrößert dargestellt. Es weist einen Korrekturmagneten 10 für die Korrektur von Farbreinheit und Konvergenz und einen Korrekturmagneten 11,welcher diese Korrektur twistfehlerfrei macht, auf.

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Korrekturmagneten 10 konvergenzkorrigierten, korrekturbedürftigen Elektronenstrahls und strichpunktiert den

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VerLauf eines erfindungsgemäß mit zwei Korrekturmagneten 1ö und 11 twistfehLerfrei auf Konvergenz korrigierten Elektronenstrahls. Der gestrichelt eingetragene VerLauf entsteht beim Vorhandensein eines Korrekturmagneten 10. Der strichpunktiert gezeichnete VerLauf kommt zustande, wenn zusätzlich zum Korrekturmagneten 10 der Korrekturiiiagnet 11 angeordnet ist. Der VerLauf eines nicht korrekturbedürftigen Elektronenstrahls bis zum Korrekturmagneten 10 ist punktiert gezeichnet. Beide in Figur 3 dargestellten, von der Kathode 24 ausgehenden Verläufe des Elektronenstrahles enden auf der Leuchtschirmmitte 14. Bei der Ablenkung des ELektronenstrahles durch Haanetfelder der Ablenkeinheit ergeben sich iedoch Unterschiede aus den beiden daraesteLIten Verläufen, weil die Elektronenstrahls len in unterschiedlicher Lage in das AbLenkfeLd eintreten, welches sie, in der Richtung der Bewegung der Elektronen gesehen, nach den Korrekturmagneten durchlaufen (s.a. Figur 1, in welcher die das AbLenkfeLd erzeugende Ablenkeinheit eingezeichnet ist).

Wie in Figur 4 gezeigt, erfolgt bei den bekannten Farbbildröhren die Konvergenzkorrektur mit dem in Höhe der Linie 12 angeordneten Korrekturmagneten 10. Bei der in Figur 5 dargestellten Anordnung gemäß der Erfindung wird die twistfeh lerfreie Konvergenzkorrektur von einem weiteren Korrekturmagneten 11 vorbereitet, der sich in Höhe der Linie 13 befindet.

In Figur 4 ist dargestellt, wie die Ablenkung ohne die Korrekturmagnete 11 erfolgt. Eine horizontale Ebene 19 durch die Leuchtschirmmitte 14, in welcher auch die Achsen der E lektronenstrahLerzeugersysteme Liegen, sofern diese

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fehierTrei positioniert sind, bildet eine Schnittlinie 15 mit der MitteLebene 17 der AbLenkeinheit 4. weicht nun einer der äußeren ELektronenstrahLen in seinem Verlauf vom punktiert eingetragenen SolLverLauf ab, dann wird er [? 5 bei einer bekannten Farbbi Ldröhre entsprechend der ge

strichelten Linie Lediglich durch das Magnetfeld des Korrekturmagneten 10 auf die Leuchtschirmmitte 14 hin korrigiert. Dabei folgt er jedoch nicht dem punktiert eingezeichneten gewünschten Verlauf. Das hat zur Folge, daß der Elektronenstrahl im Hagnetfeld der Ablenkeinheit falsch ausgelenkt wird, so daß er bei horizontaler Auslenkung nicht in der Ebene 19 bleibt, sondern sich in einer um den Twistwi nke I cc geneigten Ebene 18 bewegt, wel'.he mit der Mittelebene 17 der Ab Lenkt i nhei t 4 die Schnittlinie 16 bildet. Dies führt zu dynamischen Verzerrungen auf \em gesamten Leuchtschirm 1.

Figur 5 zeigt, wie durch die erfindunqsqemäßen Korrektur-

P magnete 11, die in einer die Schnittlinie 13 enthaltende Ebane Lieaen

Γ der strichpunktiert gezeichnete ,zunächst noch fehlerhafte

20 Verlauf eines ELektronenstrahLes zur Ebene 19 hin gelenkt

S wird. Das Ablenken des ELektronenstrahLs in die Ebene 19

= hinein wird von dem Korrekturmaqneten 10 bewirkt, weLcher

j sich in der die Schnittlinie 12 enthaltenden Ebene befin-

det. Der korriqierte ELektronenstrah L verläuft danach auf der nunmehr richtigen, strichpunktiert gezeichneten Bahn in das Magnetfeld der Ablenkeinheit hinein und verursacht somit keine dynamischen Verzerrungen bei der Ablenkung. Die gestrichelte Linie entspricht dem Verlauf eines nur von einem Korrekturmagneten 10 korrigierten Elektronen-Strahls. Die punktierte Linie entspricht dem Verlauf eines nicht korrekturbedürftigen Elektronenstrahls.

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ί - ίο -

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Figur 6 zeigt ein AusführungsbeispieL für die Anordnung und die Ausgestaltung der Korrekturmagnete 11. Die öffnungen 20, durch weLche die äußeren ELektronenstrahLen in das Gitter 3 eintreten. Liegen im EinfLußbereich der Korrekturmagnete 11, wel.i.a I-, U- oder E-förmig geformt sein können. Sie sind vorzugsweise im Unterteil 21 des Gitters 3 des ELektf TenstrahLerzeugersystems kraft- oder formschlüssig befestigt. Im MitteLteil 22 des Gitters 3 sind die Korrekturmagnete 10 vorgesehen.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel mit U-förmigen Korrekturmagneten 11, in Fig.8 eines mit E-förmigen Korrekturmagneten gezeigt.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, kann die Befestigung der Korrekturmagnete 11 auch außen am Gitter 3 erfolgen. Auch eine entsprechende Anordnung am Gitter 2, innen oder außen, i st mög lieh.

Fig. 10 gibt ein Beispiel für die eng benachbarte Anbringung von Korrekturmagneten 10 innen im Gitter 3 in Form von Spangen und der Korrekturmagnete 11 außen am Gitter 3 als U-förmige Bügel. Die Form der Korrekturmagr.ete ist aus den Figuren 11 und 12 zu ersehen: Fig. 11 ist der Schnitt AB in Fig. 10 und Fig. 12 zeigt den Schnitt CD der Fig. 10.

Fig. 13 ist die Darstellung eines Aufbaus mit Korrekturmagneten 10 in zwei Ebenen und eines Korrekturmaaneten 11 in einer Ebene. Im Schnitt AB der Fig. 13. uielrhpr in Fig^ 14 aezeigt ist, sind durch Luftspalte unterteilte Korrekturmagnete 10 in das Mittelteil des Gitters 3 eingeleqt, während in Fig. 15 der Schnitt CD der Fig. 13 I-förmige

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Korrekturmagnete 11 zeigt, bei denen zwei Grundformen der Magnetisierung symbolisch veranschaulicht sind. Die Links

dargestellte Magnetisierung mit drei Magnetpolen bewirkt die Verschiebung des Elektronenstrahles senkrecht zur Ebene der ElektronenstrahLen, während die rechts in Fig. 15 angedeutete Magnetisierung mit zwei Magnetpolen eine Ablenkung des benachbarten Elektronenstrahles in waagerechter Richtung bewirkt.

Bedingt durch fertigungstechnisch nicht immer vermeidbare Aufbaufehler des Elektronenstrah lerzeugersystems und durch Fertigungstoleranzen beim Einmessen und Einschmelzen des E lektronenstrah lerzeugersystemes in den Hs'^ Her Farbbildröhre kann eine Verdrehung eines oder beider der äußeren E lekt ronep.st rah lerzeugersysteme aus der vorgesehenen Ebene auftreten. Die Ablenkeinheit wird bei ihrer Justage genau auf die horizontale SoLl-Lage dieser Ebene ausgerichtet, so daß verdrehte Elektronenstrahlen mit Lageabweichungen in das Magnetfeld der Ablenkeinheit einlaufen. Es entsteht ein Twistwinkel et, der zu dynamischen Konvergenzfehlern führt.

Durch die Magnetisierung des erfindungsgemäßen Korrekturmagneten 11 im Wechsel mit der Magnetisierung der Korrekturmagneten 10 wird der Twistfehler beseitigt. Die Dosierung der Twistkorrektur erfolgt durch die unterschiedlich starke Magnetisierung der Korrekturmagnete. Bei einer solchen Beeinflussung des ElektronenstrahIverlaufes wird dieser Verlauf zweimal geknickt. Dadurch wird nicht nur die Richtung des Verlaufs, sondern auch die Lage des Elektronenstrahls korrigiert.

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Eine gleichzeitige Korrektur des Verlaufs der beiden äußeren E lektronenstrahLen ist zwar möglich und wünschenswert, jedoch weger der bei unsymmetrischer Korrektur schon befriedigend guten Wirkung nicht zwingend erforderlich. Es kann schon die Beeinflussung eines Außenstrahles ausreichen, d.h. das entsprechend bemessene ZweipolfeLd eines Korrekturmagneten 11 bei geeigneter Anordnung zum Elektronenstrahl genügen.

Bei der Anordnung des/der Korrekturmagnete 11 im Strahlerzeuger system werden z.B. Korrekturmagnete 11 in Form von Drahtstücken verwendet, die vorzugsweise unten am inneren Rand von Gitter 3 befestigt sind.

Bei entsprechender Magnetisierung dieser Drahtstücke, die ausschließlich auf die äußeren Elektronenstrahlen wirken, ist eine twistfehlerfreie Konvergenzkorrektur möglich. Zur Magnetisierung der Drahtstücke können die für die Magnetisierung der Korrekturmagnete 10 bereits vorhandenen MagnetisierungsspuLen verwendet werden, welche dazu am E lektronenstrahlerzeugersystem zeitweilig auf die Höhe der Korrekturmagnete 11 gebracht werden. Anstelle der beiden Drahtstücke sind auch, mit einem oder mehreren Luftspalten versehene, Magnetbügel verwendbar, wenn mit den Magnetisierungsspulen eine eng begrenzte, also scharf lokalisierte Magnetisierung der Magnetbügel nahe den Außenstrahlen erzielt werden kann.

Drahtstücke oder Bügel sind kraft- oder formschlüssig innen oder außen am Ritter 3 befestigt. Die Form der Korrekturmagnets und ihre geometrische Lage auf der Längsachse des Elektronenstrahlerzeugersystems hängt von den Eigenschaften

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des betreffenden FarbbiLdröhrentypes ab und kann von dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel auch abweichen. So können sich Korrekturmagnete 11 z.B. auch im Oberteil 23 des Gitters 3 befinden, wenn die Korrekturmagnete 10 sich im Gitter 4, dem sogenannten Konvergenztopf, befinden.

Die zusätzlichen Kosten für die Korrekturmagnete 11 sind gering, so daß aLle Farbbildröhren bei ihrer Herstellung mit den Korrekturmagneten 11 ausgerüstet
werden können. Auf diese Weise kann mehr als die Hälfte
des durch Twistfehler bedingten Ausschusses, welcher die Neuanglasung eines Elektronenstrahlerzeugersystemes notwendig machen würde, vermieden werden.

Zur Twistkorrektur muß die Magnetisierung der Korrekturmagnete 11 so erfolgen, daß das den benachbarten Außen-

strahl beeinflussende Magnetfeld des Korrekturmagneten in der Ebene der Elektronenstrahlen verläuft. Das Magnetfeld des Korrekturmagneten am Ort des Elektronenstrahls verschiebt diesen dann aus der Ebene heraus, wie in Fig. 15 linke Seite verdeutlicht. Durch eine Magnetisierung des

Korrekturmagneten, wie in Fig. 15 rechts angedeutet, entsteht am Ort des benachbarten Außenstrahles ein Magnetfeld senkrecht zur Ebene der ELektronenstrah len . Die dadurch bewirkte Verlagerung des betreffenden Außenstrahles erfolgt somit in der Ebene der ELektronenstrah len, womit dann zusätzlich die Farbreinheits- und Konvergenzkorrektur unterstützt wird. Dies ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, den man bei der Korrektur nützen kann.

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Bei Überlagerung beider Magnetisierungsmuster an einem Korrekturmagneten ergibt sich eine Verlagerung des Elektronenstrahl Les in beliebiger Richtung, so daß eine Ablenkung der äußeren Elektronenstrahlen in allen Riehtungen zwischen vertikal und horizontal erreichbar ist.

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BezugszeichenListe

1 Leuchtschirm

2 Maske

3 Elektronenstrafilerzeugersystem

4 Ablenkeinheit

5 HaLs

6 Konus

7 Schirmwanne

8 ELektronenstrah L (unabgeLenkt)

9 ELektronenstrah I (abgelenkt) to Korrekturmagnet

11 Korrekturmagnet

12 Schnittlinie der Ebene 19 mit der Ebene,in welcher sich die Korrekturmagnete 10 befinden

13 Schnittlinie der Ebene 19 mit der Ebene, in welcher sich die Korrekturmagnete 11 befinden

14 Leuchtschirmmitte

15 Schnittlinie der Ebene 19 mit der Mittelebene der Ablenkeinhei t

16 Schnittlinie der Ebene 18 mit der Ebene 17 beim Vorhandensein von Twistfehler

17 Hittelebene der Ablenkeinheit

18 Um den Twistwinkela gegenüber der Ebene 19 geneigte Ebene

19 horizontale Ebene durch die Leuchtschirmmitte 14

20 öffnungen für den Elektronenstrahl

21 Unterteil von Gitter drei

22 Mittelteil von Gitter drei

23 Oberteil von Gitter drei

24 Kathode

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Claims

STANDARD ELEKTRIK LORENZ

AKTIENGESELLSCHAFT
ä Stuttgart

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Patentansprüche

^/Λ ] Farbbildröhre bestehend aus Schirmwanne, Konus und HaLs, bei weLcher die Schirmwanne mit Leuchtschirm und Maske versehen sowie in dem HaLs ein E lektronenstrah Ierzeuger system mit wenigstens einem Korrekturmagneten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das E Lekt ronenst rah lerzeugersystem in E Lekt ronenst:*ah L-richtung geseh-ii vor dem öaer den KorrekturmagnetCen) (10) wenigstens eine;·', weiteren Korrekturmagneten (11) aufweist.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Korrekturmagnete (11) im Gitter 3 angeordnet sind.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Korrekturmagnete (11) außen am Gitter 3 angeordnet s i nd .

4. Farbbildröhre nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturmagnete I-, U- oder E-förmig ausgebildet sind.

5. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Korrekturmagneten (11) und den Korrekturmagneten (10) mindestens 6 mm beträgt.

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19.05.1982