DE3625770A1 - Ablenkjoch fuer eine kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Korrektur von Rasterverzeichnungen bei Kathodenstrahlröhren, die in Video- Bildwiedergabegeräten benutzt werden.

Geräte zur Video-Bildwiedergabe wie z. B. Fernsehempfänger und Computer-Monitore enthalten Kathodenstrahlröhren, welche die Videoinformation auf einem Leuchtstoffschirm bildlich darstellen. In solchen Röhren werden ein oder mehrere Elektronenstrahlen durch elektromagnetische Felder, die von einem Ablenkjoch erzeugt werden, horizontal und vertikal abgelenkt, um auf dem Bildschirm einen Raster zu bilden. Wegen des Unterschiedes der Ablenkentfernung zwischen den Rändern und den Ecken des Bildschirms erhält der Raster, wenn keine Korrekturmaßnahmen getroffen werden, eine einwärts eingebeulte "kissenförmige" Gestalt. Bei Farbbildwiedergabegeräten führt die räumliche Trennung der Elektronenstrahlen im Strahlsystem der Kathodenstrahlröhre dann zur Fehlkonvergenz oder anderen Landefehlern der Strahlen auf dem Bildschirm.

Die Horizontal- und Vertikal-Ablenkwicklungen des Ablenkjochs lassen sich durch besondere Wicklungsverteilung der einzelnen Spulen der Ablenkwicklungen so konstruieren, daß Konvergenzfehler und Rasterverzeichnungen wesentlich korrigiert werden. Die Wicklungsverteilung bestimmt den sich ingesamt ergebenden Harmonischengehalt bzw. die Ungleichmäßigkeit in der Form der Ablenkfelder und außerdem die örtlichen Änderungen dieser Feld-Ungleichmäßigkeit entlang der Längsabmessung des Ablenkjochs.

Bestimmte Strahllandefehler oder Rasterverzeichnungen sind an bestimmten Bereichen längs des Jochs sensibler für Korrekturen als an anderen Stellen, und viele dieser Fehler oder Verzeichnungen können durch Wicklungen korrigiert werden, die örtliche Änderungen in der Feld-Ungleichmäßigkeit hervorrufen.

Ein Ablenkjoch beispielsweise, das in beträchlichem Maß selbstkonvergierend auf drei Inline-Elektronenstrahlen einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre wirkt, erzeugt ein Horizontalablenkfeld mit einer insgesamt kissenförmigen Ungleichmäßigkeit und ein Vertikalablenkfeld mit einer insgesamt tonnenförmigen Ungleichmäßigkeit. Durch örtliche Änderungen in den Feld-Ungleichmäßigkeiten können dann spezielle Fehler oder Verzeichnungen korrigiert werden, während die für die Selbstkonvergenz notwendige Gesamt- Ungleichmäßigkeit aufrechterhalten bleibt.

Mechanische Grenzbedingungen für die Wicklungen beschränken jedoch das mögliche Maß örtlicher Änderungen, so daß in der Praxis die möglichen Änderungen der Wicklungsverteilung zu unerwünschten wechselweisen Änderungen von Fehlern und Verzeichnungen führen können. Dies kann zur Folge haben, daß eine vollständige Korrektur aller Fehler und Verzeichnungen überhaupt nicht möglich ist und ein unerwünschter Kompromiß für das Maß der erzielten Korrektur geschlossen werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Alternative zu dem vorstehend beschriebenen Kompromißzwang aufzuzeigen und eine vollständigere Korrektur bestimmter Rasterverzeichnungen zu ermöglichen, ohne andere Strahllande- oder Konvergenzfehler zu verschlimmern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 beschriebene Ablenkjoch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Ablenkjoch, das einen Elektronenstrahl in einer Kathodenstrahlröhre ablenkt und Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen aufweist, um Horizontal- und Vertikalablenkfelder zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist ein magnetisch permeables Glied, das einen geschlossenen Pfad bildet, nahe dem strahlaustrittsseitigen Ende des Jochs angeordnet und modifiziert das Horizontal- und/oder das Vertikalablenkfeld im Sinne einer Korrektur der durch die Ablenkfelder hevorgerufenen Ablenkverzerrung.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Ablenksystems für eine Video-Bildwiedergabeeinrichtung, das ein erfindungsgemäßes Ablenkjoch enthält;

Fig. 2A und 2B zeigen von vorne bzw. von der Seite ein feldmodifizierendes Element gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 3 zeit in perspektivischer Darstellung und teilweise aufgebrochen ein Ablenkjoch gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine Video- Bildwiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 zeigt in Frontansicht eine alternative Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten feldmodifizierenden Elementes.

In der Fig. 1 ist ein Teil eines Video-Bildwiedergabegerätes dargestellt, das als Fernsehempfänger und als Computer-Monitor arbeiten kann. Das Bildwiedergabegerät spricht auf Rundfunksignale an, die über eine Antenne 10 empfangen werden, und auf direkte Rot-, Grün- und Blau- Videosignals (RGB), die über Eingangsanschlüsse 11 kommen können. Das Rundfunksignal wird einem Tuner- und Zwischenfrequenzteil 12 angelegt, dessen Ausgang auf einen Videodetektor 13 gegeben wird. Die Ausgangsgröße des Videodetektors 13 ist ein zusammengesetztes Videosignal (Videosignalgemisch), das einer Synchronsignal-Abtrennstufe 14 und einer Farbartsignal- und Leuchtdichtesignal- Verarbeitungseinheit 15 zugeführt wird. Die Synchronsignal- Abtrennstufe 14 erzeugt Horizontal- und Vertikalsynchronimpulse. die Horizontal- und Vertikalablenkschaltungen 16 bzw. 17 angelegt werden. Die Horizontalablenkschaltung 16 erzeugt einen Horizontalablenkstrom in einer Horizontalablenkwicklung, während die Vertikalablenkschaltung 17 einen Vertikalablenkstrom in einer Vertikalablenkwicklung 21 erzeugt. Die Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen 20 und 21 bilden das Ablenkjoch 19, das auf dem Hals einer Kathodenstrahlröhre 22 sitzt.

Außer dem Videosignalgemisch vom Videodetektor 13 kann die Farbartsignal- und Leuchtdichtesignal-Verarbeitungseinheit 15 auch individuelle Rot-, Grün- und Blau-Videosignale empfangen, die über die Anschlüsse 11 z. B. von einem Computer kommen. Zugehörige Synchronimpulse können der Abtrennstufe 14 über einen gesonderten Leiter zugeführt werden, oder, wie in Fig. 1 dargestellt, auf gleichem Wege wie das Grün-Videosignal. Der Ausgang der Verarbeitungseinheit 15 liefert die Rot-, Grün- und Blau- Farbsteuersignale, die über jeweils eine zugeordnete Leitung RD bzw. GD bzw. BD an das Elektronenstrahlsystem 23 der Kathodenstrahlröhre 22 gelegt werden. Das Elektronenstrahlsystem 23 kann z. B. drei horizontal nebeneinanderliegende Elektronenstrahlen erzeugen.

Die Versorgungsleistung für das Bildwiedergabegerät kommt aus einer Wechselstrom-Leistungsquelle 24 wie z. B. einer Wechselstromleitung, die mit einer Gleichrichterschaltung 25 und einem Glättungskondensator 26 gekoppelt ist, um eine Quelle ungeregelter Gleichspannung zu bilden. Die ungeregelte Gleichspannung wird an einen Konstanthalter 27 gelegt, der herkömmlicher Bauart sein kann, etwa ein im Schaltbetrieb arbeitender oder ein mit gesteuerten Siliziumgleichrichtern ausgestatteter Konstantregler, der einen geregelten oder stabilisierten Gleichspannungspegel +V1 liefert. Diese Spannung kann beispielsweise dazu benutzt werden, die Horizontalablenkschaltung 16 mit Leistung zu versorgen.

Der Ausgang des Konstantreglers 27 führt außerdem zu einem Anschluß 30 einer Primärwicklung 31 eines Leistungstransformators 32. Die Wicklung 31 ist auch mit der Horizontalablenkschaltung 16 gekoppelt. Durch Erregung der Primärwicklung 31 werden Sekundärwicklungen 33 und 34 sowie eine Hochspannungswicklung 35 erregt. Die Wicklung 33 liefert z. B. eine Spannung, die gleichgerichtet und geglättet wird, um eine +V2-Spannung zu erzeugen, die dazu verwendet werden kann, verschiedene Schaltungen des Bildwiedergabegerätes wie z. B. die Vertikalablenkschaltung 17 mit Leistung zu versorgen. Die Wicklung 34 liefert an einem Anschluß 36 eine Spannung, die z. B. als Rückkopplungsspannung für den Regler 27 benutzt werden kann. Die Hochspannungswicklung 35 erzeugt eine hohe Spannung, die an den Hochspannungs- oder Endanodenanschluß 37 der Kathodenstrahlröhre 22 gelegt wird.

Das Ablenkjoch 19 kann von einem selbstkonvergierenden Typ sein, der astigmatische Ablenkfelder erzeugt, wie sie zur Herstellung der Konvergenz der drei Inline- Elektronenstrahlen erforderlich sind. Eine Analyse mit Hilfe der Theorie über Aberration dritter Ordnung zeigt, daß wesentliche Strahlkonvergenz erzielt wird, wenn das Horizontalablenkfeld in Querrichtung gesehen insgesamt eine positive Ungleichmäßigkeit hat, die ein kissenförmiges Feld ergibt, und wenn das Vertikalablenkfeld in Querrichtung gesehen insgesamt eine negative Ungleichmäßigkeit hat, die ein tonnenförmiges Feld ergibt.

Örtliche Änderungen der Ungleichmäßigkeit des Feldes unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der gewünschten Gesamt-Ungleichmäßigkeit, sind ein wirksames Mittel, um bestimmte Rasterverzeichnungen und Strahllandefehler zu korrigieren. So kann beispielsweise eine Ost-West- Kissenverzeichnung des Rasters, die infolge von Unterschieden zwischen dem Krümmungsradius der Frontplatte und dem Ablenkradius der Strahlen entsteht, durch derartige Modifizierung des Vertikalablenkfeldes korrigiert werden, daß dieses Feld nahe dem strahlaustrittsseitigen Ende des Jochs eine Ungleichmäßigkeit in Kissenform bekommt. Solche örtlichen Änderungen in der Ungleichmäßigkeit des Feldes können durch Änderungen der Wicklungsverteilung der Ablenkspulen herbeigeführt werden. Will man auf diese Weise alle Verzeichnungen und Fehler korrigieren und gleichzeitig die gewünschte Gesamt-Ungleichmäßigkeit des Feldes beibehalten, dann braucht man für die Jochspulen unter Umständen Wicklungsverteilungen, die mit bekannten Wickeleinrichtungen und -methoden nur schwer oder überhaupt nicht zu realisieren sind. Die körperlich und physikalisch bedingten Grenzen bei der Modifizierung der Wicklungsverteilung der Spulen können außerdem zu einer Wechselwirkung zwischen Fehler- und Verzeichnungsbedingungen führen, so daß die Korrektur eines Typs von Fehler oder Verzeichnung eine gleichzeitige Verschlimmerung eines anderen Typs mit sich bringt. Häufig müssen Kompromisse in der Korrektur getroffen werden; die Folge ist dann ein ein Ablenkjoch, das unter Umständen eine zusätzliche Verzeichnungs- oder Fehlerkorrektur erfordert, beispielsweise über die Schaltungsanordnung des Bildwiedergabegerätes.

Der vorstehend beschriebene Korrektur-Kompromiß kann auch erforderlich sein, wenn man durch Modifizierung der Horizontalablenkspulen die Nord-Süd-Kissenverzeichnung korrigieren will. Dies kann die Strahlkonvergenz in der sogenannten A-Zone verschlechtern, d. h. in der Mitte zwischen dem Zentrum und den Ecken des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre.

Die Fig. 3 zeigt ein Ablenkjoch 19 in größerer Ausführlichkeit. Das Joch 19 enthält Vertikalablenkwicklungen 21, die torusförmig um einen magnetisch permeablen Kern 39 gewickelt sind. Die Horizontalablenkwicklungen 20 sind vom Satteltyp und sind von den Vertikalwicklungen 21 durch eine Isolator 41 getrennt. Die Fig. 4 zeigt, wie das Joch 19 auf einer Kathodenstrahlröhre 22 sitzt und wie die Wicklungen 20 und 21 orientiert sind.

Gemäß der Erfindung ist ein magnetisch permeables Element, das in den Fig. 2A und 2B dargestellt ist, am Ablenkjoch 19 nahe dessen strahlaustrittsseitigem Ende angeordnet, um eine wesentliche Korrektur der Nord-Süd- Kissenverzeichnung zu bewirken, ohne die Konvergenz in der A-Zone zu verschlechtern. Dieses Element kann die Form eines dünnen Torus oder Rings 40 haben, der aus magnetisch hochpermeablen Material besteht wie z. B. Mangan- oder Magnesiumferrit und zwischen den Vertikalablenkwicklungen 21 und dem Isolator 41 des Ablenkjochs 19 positioniert ist, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Der Ring 40 kann durch Leim oder ein ähnliches Klebemittel an demjenigen Teil des Isolators 41 angeheftet sein, der die Stirnwindungen der Horizontalablenkwicklungen 20 umgibt.

Der Ring 40 wirkt hauptsächlich dadurch, daß er einen Teil des von den Vertikalablenkwicklungen 21 erzeugten Flusses in den Ring 40 nebenschließt, wodurch die Verteilung der magnetischen Feldintensität entlang dem Ablenkweg der Elektronenstrahlen verändert wird. Die Änderung der magnetischen Feldintensität ist nahe dem Ring größer als in Bereichen, die weiter weg vom Ring liegen. Daher ist die Auswirkung auf Elektronenstrahlen, die nahe am Ring verlaufen, ausgeprägter als auf Elektronenstrahlen nahe dem Mittelpunkt des Rings. Der Ring 40 kann auch die Ungleichmäßigkeit des Ablenkfeldes nahe dem Ring selbst modifizieren. Da der Ring dünn ist, hat der Bereich, in welchem der Ring wirksam ist, eine nur kleine Ausdehnung in Richtung der Längs- oder Z-Achse. Deswegen durchwandern Elektronenstrahlen, die in einem schrägen Winkel durch den Ring laufen, eine größere Strecke im Wirksamkeitsbereich und erfahren eine stärkere Beeinflussung durch den Ring als Elektronenstrahlen, die den Bereich des Rings im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Rings durchwandern. Der Einfluß des Rings ist umso größer, je stärker die Ablenkung ist, da abgelenkte Strahlen im Vergleich zu unabgelenkten Strahlen den Bereich des Rings näher am Ring in schrägem Winkel durchlaufen. Der Einfluß des Rings wird auch mit wachsendem Ablenkwinkel der Kathodenstrahlröhre größer, da die Strahlen dann die Ebene des Rings in einem noch schrägeren Winkel durchqueren. Es ist daher möglich, das Maß der Korrektur der Nord-Süd-Kissenverzeichnung durch Änderung des Durchmessers und der Dicke des Rings zu beeinflussen sowie durch Verstellung der Längsposition des Rings gegenüber dem Strahlsystem der Kathodenstrahlröhre.

Die Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des feldmodifizierenden Elementes der Fig. 3. Hier bildet eine Vielzahl von Drahtschleifen einen Ring 42. Es wurde gefunden, daß z. B. 16 Windungen von Eisendraht Nr. 26 (0,405 mm) ein Element ergeben, das ein wünschenswertes Maß an Korrektur der Nord-Süd-Kissenverzeichnung bringt. Der Ring 42 kann am Isolator 41 in ähnlicher Weise befestigt werden, wie es für den Ring 40 beschrieben wurde, z. B. durch Klebemittel oder irgendeine Klemmvorrichtung.

Claims (8)

1. Ablenkjoch zum Ablenken eines Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre in einem Video-Bildwiedergabegerät, mit Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen, die bei der Erregung Horizontal- und Vertikalablenkfelder erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem strahlaustrittsseitigen Ende der Ablenkfelder ein magnetisch permeables Element (40; 42) angeordnet ist, das einen geschlossenen Pfad bildet, um zumindest eines der Horizontal- oder Vertikalablenkfelder im Sinne einer Korrektur von Rasterverzeichnung zu modifizieren.

2. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch permeable Element ein Ferritring (40) ist.

3. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch permeable Element aus einer Vielzahl von Drahtschleifen besteht, die einen Ring (42) bilden.

4. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch permeable Element einen Teil des von den Vertikalablenkwicklungen (21) erzeugten Flusses nebenschließt.

5. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkwicklung (16) eine Wicklung vom Satteltyp ist und daß die Vertikalablenkwicklung (17) eine Toruswicklung ist und das magnetisch permeable Element (40; 42) zwischen der Horizontalablenkwicklung und der Vertikalablenkwicklung angeordnet ist.

6. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch permebale Element hauptsächlich das Vertikalablenkfeld modifiziert.

7. Ablenkjoch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der erwähnten Rasterverzeichnung um die Nord-Süd-Kissenverzeichnung handelt.

8. Ablenkjoch zum Ablenken eines Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre in einem Video-Bildwiedergabegerät, mit Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen, die bei Erregung Horizontal- und Vertikalablenkfelder erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem strahlaustrittsseitigen Ende der Ablenkfelder eine magnetisch permeable Einrichtung (40; 42) angeordnet ist, um zumindest eines der Horizontal- und Vertikalablenkfelder im Sinne einer Korrektur von Rasterverzeichnung zu modifizieren, wobei die modifizierende Wirkung der permeablen Einrichtung in der Nähe dieser Einrichtung stärker ist und mit vermehrter Ablenkung des Elektronenstrahls ausgeprägter wird.