DE3406177C2 - Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, die eine Vertikal-Ablenkspule und eine koaxial dazu angeordnete Horizontal-Ablenkspule enthält, welche jeweils aus zwei einander diametral gegenüberlie­ genden Spuleneinheiten bestehen, bei der die Vertikalablenk­ spule eine Windungsverteilung zum Erzeugen eines Dipol­ ablenkfeldes in Kombination mit einem positiven Sechspol­ ablenkfeld an der Seite des Strahlerzeugungs­ systems, eines Dipolfeldes in Kombination mit einem negativen Sechspolfeld im mittleren Bereich und eines Dipolfeldes in Kombination mit einem positiven Sechspol­ feld an der dem Bildschirm zugewandten Seite aufweist.

Bei monochromen Bildröhren ist deren Elektronenstrahl­ erzeugungssystem zum Erzeugen eines einzigen Elektronen­ bündels ausgelegt. Bei Farbbildröhren ist das Elektronen­ strahlerzeugungssystem zum Erzeugen von drei Elektronen­ bündeln eingerichtet.

Seit einiger Zeit werden Farbbildröhren verwendet, bei denen drei räumlich voneinander getrennte Elektronen­ strahlerzeuger auf einer Linie liegen. Für derartige Inline-Farbbildröhren wird eine Ablenkeinheit mit Ablenk­ spulen benötigt, die eine solche inhomogene Feldverteilung haben, daß die einzelnen Bündel der Elektronenstrahl­ erzeuger bei der Ablenkung am ganzen Schirm zusammen­ fallen. Dazu muß insbesondere das von der Horizontal-Ablenk­ spule zu erzeugende Horizontalablenkfeld an der Erzeuger­ seite des Ablenkjochs tonnenförmig und an der Schirmseite kissenförmig sein; umgekehrt muß das von der Vertikal-Ablenkspule zu erzeugende Vertikalablenkfeld an der Erzeugerseite kissenförmig und weiter zum Schirm hin tonnenförmig sein.

Das Maß der Kissen- und Tonnenförmigkeit bestimmt bei der Ablenkung die Korrektur der Konvergenzfehler der von den Elektronenstrahlerzeugern ausgestrahlten Elektronenbündel, wodurch Bilder mit zufriedenstellenden Konvergenzeigen­ schaften erzeugt werden können. Bildröhren-Ablenkeinheiten dieser Art werden als selbstkonvergierend bezeichnet.

Ist auf diese Weise die Konvergenz gewährleistet (in der Praxis müssen dazu die Ablenkspulen oft mit Hilfsmitteln zum Verstärken der Kissen- und Tonnenförmigkeit der Ablenkfelder kombiniert werden, welche Hilfsmittel z. B. aus in den Ablenkfeldern angeordneten Platten aus weich­ magnetischem metallischem Material bestehen), so trifft oft noch an den vertikalen Seiten des Bildschirms eine störende Rasterverzeichnung auf (Ost-West-Rasterverzeich­ nung), die zu korrigieren ist.

Eine derartige Ausbildung der Vertikalablenkspule, daß sie an ihrer dem Erzeugersystem zugewandten Seite ein Dipol­ feld in Kombination mit einem positiven Sechspolfeld erzeugt (was ein kissenförmiges Ablenkfeld ergibt), in ihrem Mittelbereich ein Dipolfeld in Kombination mit einem negativen Sechspolfeld erzeugt (was ein tonnenförmiges Ablenkfeld ergibt), und an ihrer dem Bildschirm zugewandten Seite ein Dipolfeld in Kombination mit einem positiven Sechspolfeld erzeugt (was ein kissenförmiges Ablenkfeld ergibt), kann zu einer Fernsehwiedergabe führen, die die gestellten Bedingungen hinsichtlich Selbstkonvergenz und Rasterverzeichnung erfüllt. Mit den heutigen Wickeltechniken ist es jedoch sehr schwer, wenn nicht ausgeschlossen, in der Massenherstellung eine Vertikalablenkspule herzustellen, die eine so stark schwankende Windungsverteilung hat, wie sie zur Verwirk­ lichung der beschriebenen Ablenkfelder erforderlich ist. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Windungsverteilung an der Schirmseite. Zum Ausprägen der Kissenform des Vertikalablenkfeldes an der Schirmseite auf eine Weise, wie sie für eine minimale Ost-West-Rasterverzeichnung erforderlich ist, muß die Sechspolkomponente genügend positiv gemacht werden können. Die Sechspolkomponente wird umso positiver, je größer die Fensteröffnung ist, die bei Sattelspulen als der Öffnungswinkel zwischen den beiden axial verlaufenden Windungssegmenten definiert wird. Die Stärke der Sechspolkomponente kann jedoch nicht unbeschränkt groß gemacht werden. Bei einem Öffnungswinkel von 180° wird das Maximum erreicht. Wird der Öffnungs­ winkel größer als 180° gemacht, wozu die Spuleinheiten der Sattelspulen einander überlappen müssen, nimmt die Stärke der Sechspolkomponente ab. Außerdem muß bei ausgeprägterer Kissenform an der Schirmseite die Tonnenform im Mittel­ bereich ausgeprägter sein, um den Astigmatismusfehler minimal zu halten; dies bedeutet wieder, daß die Kissen­ förmigkeit an der Strahlerzeugerseite proportional ausgeprägter sein muß, um den Kommafehler minimal zu haben. Das bedeutet, daß die Vertikalablenkspule immer schwieriger herstellbar wird. Aus praktischen Gründen möchte man also eine nicht zu ausgeprägte Kissenform des Vertikalablenkfelds an der Schirmseite haben.

Eine Ablenkeinheit der eingangs genannten Art ist durch die EP 0 053 853 A1 bekannt. Dort ist das Vertikalablenk­ feld ein dynamisches Dipolfeld mit einer Sechspol­ komponente. Es werden statische Magnete verwendet, welche ein Achtpolfeld erzeugen, um damit die gewünschte Sechs­ polfeldvariation zu erreichen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Vertikalablenkspule bei einfacher Herstellbarkeit nur kleine Ost-West-Rasterfehler verursacht, wobei auch Astigmatismus- und Kommafehler genügend klein sein sollen.

Die Lösung gelingt dadurch, daß die Ablenkspulen in axialer Richtung derart unterschiedlich positioniert sind, daß sich das von der Vertikal- Ablenkspule erzeugte Magnetfeld soviel weiter zum Bild­ schirm erstreckt als das von der Horizontal-Ablenkspule erzeugte Magnetfeld, daß nur ein minimaler Ost-West- Rasterfehler auftritt.

Da das Vertikalablenkfeld weiter als das Horizontalablenk­ feld verläuft, kann eine nicht zu stark ausgeprägte Kissenform des Vertikalablenkfeldes im schirmseitigen Gebiet genügen, während dennoch die Bedingung eines mini­ malen Ost-West-Rasterfehlers erfüllt wird; auch ist es leichter, die Vertikalablenkspule derart zu wickeln, daß die Bedingungen minimaler Konvergenzfehler (Astigmatismus- und Kommafehler) erfüllt werden.

Durch die US 4 041 428 ist eine Ablenkeinheit bekannt, bei welcher sich das Vertikalablenkfeld weiter zum Bildschirm erstreckt als das Horizontalablenkfeld. Über die Form der Ablenkfelder ist nichts ausgesagt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Horizontal-Ablenkspule zwei Spuleneinheiten vom Satteltyp besitzt, wie es an sich durch die EP 0 053 853 A1 bekannt ist.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ablenkeinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Spuleneinheit der Horizontal-Ablenkspule Längssegmente, die sich in Achs­ richtung der Bildröhre erstrecken, und Kreuzsegmente auf­ weist, die sich quer dazu erstrecken, wobei die dem Bild­ schirm zugewandten Kreuzsegmente in Richtung auf den Bild­ röhrenkolben abgewinkelt sind.

Diese Merkmale sind durch die US 4 229 720 bekannt.

Dieser Aufbau, bei dem die schirmseitigen Kreuzsegmente der Horizontalspuleneinheiten am Kolben der Bildröhre anliegen, ermöglichen es, die Vertikalablenkspule soweit über die Horizontalablenkspule in Richtung auf den Bildschirm zu verschieben, wie es zum Erhalten eines minimalen Ost-West- Rasterfehlers erforderlich ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Farbfernsehbildröhre, auf der eine Ablenkeinheit montiert ist,

Fig. 2 eine Ansicht der Horizontalablenkspule der Ablenkeinheit nach Fig. 1,

Fig. 3a das von der Horizontalablenkspule der Ablenkeinheit nach Fig. 1 erzeugte Dipolfeld,

Fig. 3b das von der Vertikalablenkspule der Ab­ lenkeinheit nach Fig. 1 erzeugte Dipolfeld und

Fig. 3c das Sechspolfeld,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Röhrenhals, mit einem schematisch angegebenen Dipolhorizontalablenkfeld (a) und einem positiven Sechspolhorizontalablenkfeld (b),

Fig. 5 den Effekt der Kombination eines positi­ ven Vertikaldipolfelds mit einem positiven Sechspolfeld,

Fig. 6 den Effekt der Kombination eines positi­ ven Vertikaldipolfelds mit einem negativen Sechspolfeld.

Die in Fig. 1 dargestellte Bildröhre 1 vom Drei-Inline-Typ weist einen Kolben 5 auf mit einem Hals 2, in dem ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 zum Erzeugen von drei in einer Ebene liegenden Elektronenbündeln ange­ ordnet ist, und einem Bildschirm 4, auf dem sich wieder­ holende Gruppen roter, blauer und grüner Leuchtstoffpunkte vor einer (Loch-) Maske angeordnet sind.

Um den Kolben 5 ist eine Ablenkeinheit 6 ange­ ordnet. Sie enthält eine Horizontalablenkspule, die von zwei Horizontalablenkspuleneinheiten 7, 8 gebildet wird, um die eine Vertikalablenkspule mit zwei Vertikalablenk­ spuleneinheiten 9 und 10 angeordnet ist. Koaxial um die Horizontalablenkspule und die Vertikalablenkspule, die in der Figur beide als Sattelspulen dargestellt sind, ist ein Ringkern 11 aus weichmagnetischem Material angeordnet.

Die Horizontalablenkspule mit den Spuleneinheiten 7 und 8 ist getrennt in Fig. 2 dargestellt. Die Spulen­ einheit 7 wird durch zwei in Achsrichtung verlaufende Längs­ segmente 12 und 12a gebildet, die zusammen mit Kreuzseg­ menten 13 und 13a ein Fenster 14 bilden. Die Spuleneinheit 8 ist identisch aufgebaut. Die vorderen Kreuzsegmente 13 und 15 der Spuleneinheiten 7 und 8 sind zum Anliegen an den Kolben 5 der Bildröhre 1 geformt, wodurch es möglich ist, die Vertikalablenkspule 9 bzw. 10 näher beim Bild­ schirm 4 als die Horizontalablenkspule 7 bzw. 8 anzuordnen.

Die Stärke des Horizontaldipolfelds, das von der Ablenkeinheit 6 entlang der z-Achse erzeugt wird, ist in Fig. 3a mit H₁, die Stärke des Vertikaldipolfelds mit ϑ₁ in Fig. 3b und die Stärke des Vertikalsechspolfelds in Ebenen senkrecht zur z-Achse in Fig. 3c mit ϑ₃ bezeichnet. Die Vertikalablenkspule 9 bzw. 10 ist derart aufgebaut, daß ein Vertikalablenkfeld mit einer Sechspolkomponente erzeugt werden kann, die im Mittelbereich des Ablenkfelds stark negativ (so daß Astigmatismusfehler minimal sind), an der Strahlerzeugerseite stark positiv (so daß Komma­ fehler minimal sind) und an der Schirmseite ausreichend positiv ist, um Ost-West-Rasterverzeichnung möglichst ge­ ring zu machen. Wie aus Fig. 3a, 3b und 3c ersichtlich ist, verläuft das Vertikalablenkfeld in z-Richtung weiter als das Horizontalablenkfeld. Dadurch ist, trotz einer an sich nicht sehr starken positiven Sechspolkomponente im schirmseitigen Gebiet, die Kissenform des Ablenkfelds an einer axialen Position, an der das Horizontaldipolfeld endet, stark genug zum Erhalten eines minimalen Ost-West- Rasterfehlers.

Ablenkfelder mit der Kennlinie nach Fig. 3 können auch für Ablenkeinheiten bei einer monochromen Bild­ röhre mit hoher Auflösung wichtig sein.

Zurück zur Fig. 1 und 2 sei noch darauf hinge­ wiesen, daß bei einem selbstkonvergierenden System einer Bildröhre 1 und einer Ablenkeinheit 6 das von den Horizon­ talablenkspuleneinheiten 7 und 8 zu erzeugende Horizontal­ ablenkfeld auf bekannte Weise an der dem Bildschirm 4 zu­ gewandten Seite kissenförmig und an der dem Elektronen­ strahlerzeugersystem 3 zugewandten Seite tonnenförmig sein soll.

An Hand der Fig. 4, 5 und 6 werden die in obiger Beschreibung verwendeten Definitionen im Bereich der Ab­ lenkung erläutert.

In Fig. 4 ist eine Ansicht eines Schnittes durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senkrecht zur z-Achse dargestellt, gesehen von der Schirmseite. Die in der Bild­ röhre erzeugten Elektronenbündel sind mit R, G und B be­ zeichnet. Die Pfeile in Fig. 4a stellen das Dipolhorizon­ talablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Horizontalablenkfeldes erfolgt die Ablenkung der Elektro­ nenbündel nach rechts. Die drei Elektronenbündel liegen also in der gleichen Ebene, in der die Ablenkung erfolgt. Die Pfeile in Fig. 4b stellen ein Sechspolfeld dar. Die Orientierung des Sechspolfelds in Fig. 4b ist derart, daß die Seitenbündel R und B eine zusätzliche Ablenkung in be­ zug auf das mittlere Bündel in der Ebene erfahren, in der sie sich befinden. In einem derartigen Fall wird das Sechspolfeld als positives Sechspol-(Horizontalablenk-) Feld definiert. Ein Sechspolfeld mit einer Orientierung, die bewirkt, daß die Außenbündel eine geringere Ablenkung als das mittlere Bündel in der Ebene haben, in der sie sich befinden, wird als negatives Sechspol-(Horizontal-)Feld definiert. Beim Definieren des Vorzeichens eines Sechspol­ vertikalablenkfeldes wird immer zum Zustand bei einem Hori­ zontalablenkfeld zurückgegangen.

In Fig. 5 ist gleichfalls eine Ansicht eines Schnitts durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senkrecht zur z-Achse dargestellt, gesehen von der Schirmseite. Die Pfeile in Fig. 5a stellen das Dipolvertikalablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Dipolablenkfeldes erfolgt die Ablenkung der Elektronenbündel R, G und B nach oben. Die drei Elektronenbündel liegen in diesem Fall also in einer Ebene senkrecht zur Ablenkebene. Die Pfeile in Fig. 5b stellen ein Sechspolfeld dar. Die Orientierung des Sechspolfeldes in Fig. 5b ist derart, daß, wenn zum vergleichbaren Zustand bei einem Horizontalablenkfeld zu­ rückgegangen wird (dazu sind Fig. 5a und 5b eine Viertel­ drehung rechtsherum zu drehen), dieses Sechspolfeld posi­ tiv genannt wird. In Fig. 5c ist das sich ergebende Verti­ kalablenkfeld dargestellt; es ist kissenförmig.

In Fig. 6 ist gleichfalls eine Ansicht eines Schnittes durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senk­ recht zur z-Achse dargestellt, von der Schirmseite gesehen. Die Pfeile in Fig. 6a stellen das Dipolvertikalablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Dipolablenk­ feldes erfolgt die Ablenkung der Elektronenbündel R, G und B nach oben. Die drei Elektronenbündel liegen also in einer Ebene senkrecht zur Ablenkebene. Die Pfeile in Fig. 6b stellen ein Sechspolfeld dar. Die Orientierung des Sechs­ polfeldes in Fig. 6b ist derart, daß, wenn zum vergleich­ baren Zustand bei einem Horizontalablenkfeld zurückge­ gangen wird, dieses Sechspolfeld negativ genannt wird. In Fig. 6c ist das sich ergebende Vertikalablenkfeld darge­ stellt; es ist tonnenförmig.

Claims (3)

1. Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, die eine Vertikal-Ablenkspule und eine koaxial dazu angeordnete Horizontal-Ablenkspule enthält, welche jeweils aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Spuleneinheiten bestehen, bei der die Vertikal-Ablenkspule (9, 10) eine Windungsverteilung zum Erzeugen eines Dipolablenkfeldes in Kombination mit einem positiven Sechspolablenkfeld (Fig. 5) an der Seite des Strahlerzeugersystems, eines Dipolfeldes in Kombination mit einem negativen Sechspol­ feld (Fig. 6) im mittleren Bereich und eines Dipolfeldes in Kombination mit einem positiven Sechspolfeld (Fig. 5) an der dem Bildschirm zugewandten Seite aufweist, dadurch gekennzeichnet, die Ablenkspulen in axialer Richtung derart unterschiedlich positioniert sind, daß sich das von der Vertikal- Ablenkspule (9, 10) erzeugte Magnetfeld (Fig. 3b, 3c) soviel weiter zum Bildschirm erstreckt als das von der Horizontal-Ablenkspule (7, 8) erzeugte Magnetfeld (Fig. 3a), daß nur ein minimaler Ost-West-Rasterfehler auftritt.

2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal-Ablenkspule (7, 8) zwei Spuleneinheiten (7 und 8) vom Satteltyp besitzt.

3. Ablenkeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß jede Spuleneinheit der Horizontal-Ablenkspule (7, 8) Längssegmente (12, 12a), die sich in Achsrichtung der Bildröhre erstrecken, und Kreuz­ segmente (13, 13a) aufweist, die sich quer dazu erstrecken, wobei die dem Bildschirm zugewandten Kreuzsegmente (13a) in Richtung des Bildröhrenkolbens abgewinkelt sind.