DE3633070A1 - Rasterkorrektur fuer randkonvergenzfehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Videoanzeigeeinrichtung und insbesondere eine Elektronenstrahlauftreffehlerkorrektur für eine Kathodenstrahlröhre einer Videoanzeigeeinrichtung.

Die in Farbvideoanzeigeeinrichtungen, wie Fernsehempfängern oder Computermonitoren, verwendeten Kathodenstrahlröhren enthalten eine Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe, die üblicherweise drei Elektronenstrahlen erzeugt, welche jeweils rote, grüne und blaue Leuchtstoffelemente auf einem Wiedergabeschirm der Kathodenstrahlröhre zum Leuchten anregen. Die Elektronenstrahlen verlassen die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe entweder in der Orientierung einer dreieckigen, d. h. einer Deltakonfiguration oder horizontalfluchtend in einer Inline-Konfiguration. Die Strahlen werden durch elektromagnetische Felder, die von in Ablenkwicklungen eines Ablenkjochs fließenden Ablenkströmen erzeugt werden, abgelenkt oder geführt, um auf den Wiedergabeschirm der Kathodenstrahlröhre ein Raster zu bilden. Bei einem selbstkonvergierenden Ablenkjoch enthalten die von den Ablenkwicklungen erzeugten magnetischen Felder harmonische Feldkomponenten, die so gewählt werden, eine weitestgehende Konvergenz der drei Elektronenstrahlen an allen Orten auf dem Wiedergabeschirm zu erzeugen. Für die richtige Funktion des selbstkonvergierenden Joches ist es notwendig, daß die Strahlfarbreinheit und die statische oder Bildmittenkonvergenz während des Zusammenbaus der Videoanzeigeeinrichtung korrekt eingestellt werden. Farbreinheit und statische Konvergenz können erhalten werden durch die Verwendung einer Anzahl von magnetisierten, auf der Rückseite des Ablenkjoches angebrachten Ringen, wie in der US-PS 37 25 831 (R. L. Barbin) beschrieben. Die Ringe sind verstellbar, um magnetische Pole spezieller Stärke und Orientierung zu erzeugen, so daß die gewünschte Farbreinheit und statische Konvergenz der Elektronenstrahlen eingestellt werden kann. Farbreinheit und statische Konvergenz können auch erreicht werden durch die Verwendung eines Streifens aus magnetisierbarem Material, der so magnetisiert wird, daß er die gewünschten magnetischen Pole bildet, wie in der US-PS 41 38 628 (J. L. Smith) beschrieben.

Wenn die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe während des Zusammenbaus fehlerhaft in der Kathodenstrahlröhre montiert worden ist, so daß die Elektronenstrahlen nicht in einer Linie mit der horizontalen Ablenkachse liegen, sondern leicht verdreht sind, dann zeigen die abgelenkten Elektronenstrahlen eine Art von Konvergenzfehler an den Enden der horizontalen Achse, die entsprechend einem angelsächsischen Sprachgebrauch ("blue bow") als "Blaubogen"-Verzeichnung bezeichnet werden soll. Dieser Konvergenzfehler wird besonders schwerwiegend für hochauflösende Kathodenstrahlröhren oder für Röhren mit großen (z. B. 110°) Ablenkwinkeln. Die Blaubogen-Verzeichnung kann nicht ohne weiteres durch die oben beschriebenen Maßnahmen für die Farbreinheit und die statische Konvergenz korrigiert werden, es sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Zusätzliche magnetische Ringe vorzusehen oder die magnetisierbaren Streifen zu vergrößern, kann kostenintensiv sein und die zusätzlichen Bauteile oder Materialien können nicht ohne weiteres am Röhrenhals angebracht werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Videoanzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, das eine Mehrzahl von Elektronenstrahlen erzeugt. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem ist Fluchtungsfehlern unterworfen. Ein Ablenkjoch mit Horizontal- und Vertikalablenkspulen erhält Ablenksignale, welche die Elektronenstrahlen längs horizontaler und vertikaler Ablenkachsen ablenken. Die Fluchtungsfehler des Elektronenstrahlerzeugungssystems bewirken eine Verzerrung der Elektronenstrahlablenkung. Vorkehrungen zur Korrektur der Verzerrung enthalten magnetisches Material, das an gegenüberliegenden Seiten der Kathodenstrahlröhre längs der horizontalen Achse und in der Nähe der Rückseite der Horizontalablenkspule angebracht ist. Das magnetische Material ist so magnetisiert, daß es ein magnetisches Vierpolfeld in der Umgebung der Elektronenstrahlen erzeugt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Teiles einer Videoanzeigeeinrichtung;

Fig. 2 eine frontale Ansicht auf den Wiedergabeschirm einer Kathodenstrahlröhre zur Darstellung der Ablenkverzerrung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Kathodenstrahlröhre mit einer Korrektureinrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 die Ansicht eines Querschnitts der Kathodenstrahlröhre in Fig. 3 längs der Linie 4-4, die die Wirkungsweise der Korrektureinrichtung illustriert;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kathodenstrahlröhre mit einer Korrektureinrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der durch die in fig. 5 gezeigten Korrektureinrichtung erzeugten magnetischen Felder.

Die in Fig. 1 dargestellte Videoanzeigeeinrichtung enthält eine Kathodenstrahlröhre (10) mit einem im Bereich des Röhrenhalses angebrachten Elektronenstrahlerzeugungssystem (11). Das Elektronenstrahlerzeugungssystem (11) erzeugt z. B. drei horizontalfluchtende Elektronenstrahlen, die durch ein auf der Röhre (10) angebrachtes Ablenkjoch (12) abgelenkt werden, so daß sie auf dem Leuchtstoffwiedergabeschirm (13) der Kathodenstrahlröhre (10) ein Raster bilden. Das Ablenkjoch (12) enthält Horizontalablenkspulen (14) und Vertikalablenkspulen (15), die die Elektronenstrahlen längs der horizontalen bzw. der vertikalen Achse ablenken. Das Joch (12) kann weiter eine Einrichtung (16) zur Einstellung der statischen Konvergenz und der Farbreinheit enthalten, die z. B. als ein flexibler Streifen aus magnetisierbarem Material vorliegen kann, das so magnetisiert ist, daß es magnetische Zonen entsprechender Stärke und Orientierung aufweist und dadurch die Farbreinheit und Mittenkonvergenz der Elektronenstrahlen auf dem Wiedergabeschirm (13) beeinflußt.

Das die Videoinformation enthaltende Signal wird z. B. einer Videosignalverarbeitungsschaltung (17) über Eingangsleitungen für das rote, grüne und blaue Videosignal (R, G, B) von einer (nicht dargestellten) Videosignalquelle, wie z. B. einem Computer, zugeführt. Die Videosignalverarbeitungsschaltung erzeugt die Rot-, Grün- und Blaufarbtreibersignale, die der Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe (11) über Leitungen, die mit DS bezeichnet sind, zuführt.

Horizontal- und Vertikalablenksynchronisationssignale, die z. B. als Teil des grünen Videosignals am Eingang G vorliegen, werden einer Synchronisationsseparatorschaltung (20) zugeführt, die die horizontalen Synchronisationssignale für eine Horizontalablenkschaltung (21) und Vertikalsynchronisationsimpulse für eine Vertikalablenkschaltung (22) liefert.Die Horizontalablenkschaltung (21) erzeugt einen horizontal- oder zeilenfrequenten Ablenkstrom in den Horizontalablenkspulen (14).Die Horizontalablenkschaltung (21), z. B. eine Rücklaufschaltung, erzeugt auch Rücklaufimpulse, die in ihrer Spannung durch eine Hochspannungsschaltung (23), die das Hochspannungs- oder Endanodenpotential für die Kathodenstrahlröhre (10) erzeugt, hochtransformiert werden. Die Vertikalablenkschaltung (22) erzeugt vertikal- oder bildfrequente Ablenkströme in den Vertikalablenkspulen (15).

Das Elektronenstrahlerzeugungssystem (11) ist vorzugsweise im Hals der Kathodenstrahlröhre (10) angebracht, so daß der Rot-, Grün- und Blauelektronenstrahl RB, GB bzw. BB mit der Horizontalablenkachse HA (vgl. Fig. 2) fluchten. Infolge von Herstellungs- und Montagefehlern kann das Elektronenstrahlerzeugungssystem (11) jedoch im Röhrenhals verdreht angebracht sein, so daß die Strahlen tatsächlich mit der Linie BA fluchten. Dieser Fluchtungsfehler der Elektronenstrahlachse führt zu einer Vertikalteilung oder einem Konvergenzfehler der Horizontalzeilen an den Enden der Horizontalachse, der sogenannten "Blaubogen"- Verzeichnung, wie in Fig. 2 dargestellt. Wegen des dort dargestellten Fluchtungsfehlers, bei dem der Rotstrahl RB unterhalb der Horizontalachse HA und Blaustrahl BB oberhalb der Horizontalachse HA liegt, äußert sich der resultierende Konvergenzfehler dadurch, daß an den Enden der Horizontalachse die Rotzeilen RL nach oben gebogen und die Blauzeilen BL nach unten gebogen sind.

Es ist bekannt, daß ein magnetisches Vierpolfeld verwendet werden kann, um eine Vertikalbewegung der äußeren, d. h. roten und blauen Elektronenstrahlen in einer Einrichtung zur statischen Konvergenz zu bewirken, wie in der obengenannten US-PS 37 25 831 beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Wiedergabesystem (24) mit einer Kathodenstrahlröhre (25) und einem Ablenkjoch (26), wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Ein flexibler Streifen (27) aus magnetisierbarem Material enthält zweipolige, vierpolige und sechspolige magnetisierte Bereiche T, F bzw. S, durch die die statische oder Mittenkonvergenz und die Farbreinheit der blauen, grünen und roten Elektronenstrahlen (30), (31) und (32) auf dem Röhrenwiedergabeschirm (33) bewirkt werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein zusätzlicher vierpoliger Bereich (34) in den Streifen (27) magnetisiert, um die Korrektur der oben beschrieben Blaubogen-Verzeichnung oder -Fehlkonvergenz zu bewirken. Die Wirkung des vierpoligen Bereichs (34) besteht darin, den Winkel der Strahlen beim Eintritt in die durch das Ablenkjoch (26) erzeugten Felder zu korrigiern, wie in Fig. 4 gezeigt. Da der Winkel der Strahlen auch durch das Vierpolfeld für die statische Konvergenz beeinflußt wird, ist es für einen maximalen Korrektureffekt wünschenswert, den Vierpolbereich für die statische Konvergenz und den Vierpolbereich für die Blaubogen- Korrektur auf dem Streifen (27) soweit wie möglich voneinander zu trennen. Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Magnetisierungseinrichtung für den gezeigten Fluchtungsfehler. Ein Fluchtungsfehler, bei dem der Strahl (32) oben und der Strahl (36) unten liegt, würde das Vertauschen der Nord- und Südpole N und S erfordern. Die Stärke der Pole wird durch das Ausmaß des Fluchtungsfehlers bestimmt, d. h. das Maß des zu korrigierenden Konvergenzfehlers.

Bei manchen Wiedergabesystemen, bei denen magnetische Streifen als Einrichtungen für die statische Konvergenz und die Farbreinheit verwendet werden, die oft als "Strahlversetzer" bezeichnet werden, kann es sein, daß der Platz auf dem Streifen nicht ausreicht, eine zusätzliche magnetische Zone unterzubringen, ebenso kann es sein, daß der Platz auf dem Ablenkjoch oder der Kathodenstrahlröhre nicht ausreicht, zusätzliches Streifenmaterial vorzusehen. Fig. 5 zeigt gemäß einem neuen Aspekt der Erfindung ein Wiedergabesystem (35) mit einer Kathodenstrahlröhre (36) und einem Ablenkjoch (37). Ein Strahlversetzer (40) mit magnetisierbaren Streifen ist hinter dem Joch (37) angeordnet und enthält vierpolige, sechspolige und zweipolige magnetisierte Bereiche (41), (42) bzw. (43), die die gesamte Längsausdehnung des Strahlversetzers (40) beanspruchen.

Das Ablenkjoch (37) enthält einen Kunststoffisolator (48), auf dem z. B. der Strahlversetzer (40) angebracht sein kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Strahlversetzer (40) direkt auf dem Röhrenhals (36) angebracht sein. Ein magnetisch permeabler Kern (44) umgibt einen Bereich des Isolators (48). Vertikalablenkwicklungen (45) sind z. B. torusförmig um den Kern (44) gewickelt. Sattelartige Horizontalablenkwicklungen (46) sind entlang der inneren Oberfläche des Isolators (43) angebracht, wie im aufgeschnittenen Bereich der Fig. 5 ersichtlich.

Ein Bereich auf jeder Seite des Isolators (43) bildet einen Ausschnitt (47), in dem ein rechteckiges Element oder Stück (50) aus magnetisierbarem Material, z. B. aus dem Material des Strahlversetzers (40), angebracht ist. Der Ausschnitt (47) und das magnetisierbare Element oder Stück (50) liegt zwischen den abgewinkelten Bereichen der Endwicklungen (51) der Horizontalablenkwicklungen. Ein Teil des Elementes (50) befindet sich vor einer Vertikalebene (52), die durch die Rückseite der Horizontalablenkwicklung (46) bestimmt ist. Die zwei Elemente (50), die auf gegenüberliegenden Seiten des Ablenkjochs (37) angeordnet sind, sind in gleicher Polarität so magnetisiert, daß zwei zusätzliche "Scheinpole" (53) erzeugt werden und damit eine Vierpolanordnung, wie in Fig. 6 dargestellt. Es sind daher nur zwei Stücke aus magnetisierbarem Material notwendig, um das zur Korrektur der Blaubogen-Verzeichnung benötigte Vierpolfeld zu erzeugen. Die magnetisierbaren Elemente (50) können mit einer Einrichtung magnetisiert werden, die ähnlich der für den Strahlversetzer (40) mit magnetischen Streifen verwendeten ist, wie die in der US-PS 43 90 815 (C. W. Key et al) beschriebene. Diese kann so verändert werden, daß sie zwei zusätzliche Magnetisierspulen enthält, die so am Magnetisierer angebracht sind, daß sie über den Elementen (50) zu liegen kommen, wenn der Magnetisierer in Position gebracht ist.

Die oben beschriebene Einrichtung enthält getrennte Stücke aus magnetisierbarem Material für die Elemente (50). Die Elemente (50) können auch als Bestandteile im Strahlversetzerstreifen (40) enthalten sein, indem das Strahlversetzermaterial so geformt ist, daß es einer gezahnten Struktur ähnelt, wobei mit gegebenem Abstand sich in die Ausschnitte (47) des Isolators (48) erstreckende Bereiche vorgesehen sind. Die Korrektur der Blaubogen-Verzeichnung mit magnetisierbaren Elementen (50) kann ebenso bei einem Wiedergabesystem bewirkt werden, das einen Strahlversetzer mit einzelnen oder individuellen Magnetringen verwendet, wie das in der US-PS 37 25 831 beschriebene. Eine Ausführungsform der Erfindung in dieser Art würde einen Magnetisierer mit nur zwei Magnetisierspulen benötigen.

Claims (13)

1) Videoanzeigeeinrichtung enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe zur Erzeugung von mehreren Elektronenstrahlen, wobei die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe Fluchtungsfehlern unterworfen ist, sowie mit einem Ablenkjoch, das Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen enthält, und mit einer Quelle für Ablenksignale, die dem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen längs horizontaler und vertikaler Ablenkachsen zugeführt werden, wobei die Fluchtungsfehler eine Verzerrung der Elektronenstrahlablenkung bewirken, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Korrektur der Verzerrung, die magnetisches Material (50) enthält, das auf gegenüberliegenden Seiten der Kathodenstrahlröhre (10) in der Nähe der Rückseite der Horizontalablenkwicklung (46) angebracht ist und so magnetisiert ist, daß es in der Umgebung der Elektronenstrahlen (30, 31, 32) ein magnetisches Vierpolfeld hervorruft, wobei das magnetische Material (50) nur auf der Horizontalablenkachse angebracht ist.

2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluchtungsfehler darin besteht, daß die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe (11) verdreht montiert ist.

3) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkverzerrung in einer "Blaubogen"-Verzeichnung besteht.

4) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material (50) als Zweipol magnetisiert ist und daß die Pole so zusammenwirken, daß sie zusätzliche längs der Vertikalablenkachse befindliche Pole bilden.

5) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Pole als virtuelle Pole (53) vorliegen.

6) Videoanzeigeeinrichtung enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe zur Erzeugung von mehreren Elektronenstrahlen, wobei die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe Fluchtungsfehlern unterworfen ist, sowie mit einem Ablenkjoch, das einen Isolator und Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen enthält, und mit einer Quelle für Ablenksignale, die dem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen längs horizontaler und vertikaler Ablenkachsen zugeführt werden, wobei die Fluchtungsfehler eine Verzerrung der Elektronenstrahlablenkung bewirken, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Korrektur der Verzerrung, die magnetisches Material (50) enthält, das auf gegenüberliegenden Seiten der Kathodenstrahlröhre (36) auf der Horizontalablenkachse angebracht ist, wobei zumindest ein Teil des magnetischen Materials (50) vor einer durch die Rückseite der Horizontalablenkwicklungen (46) bezüglich ihrer Lage festgelegte Vertikalebene (52) angebracht ist und so magnetisiert ist, daß die Verzerrung korrigiert wird.

7) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material (50) in einem in den Isolator (48) des Ablenkjoches (37) eingeformten Ausschnitt (47) angebracht ist.

8) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material (50) zwischen den Endwindungen (51) der Horizontalablenkwicklungen (46) angebracht ist.

9) Videoanzeigeeinrichtung enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe zum Erzeugen von mehreren Elektronenstrahlen, wobei die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe Fluchtungsfehlern unterworfen ist, sowie mit einem Ablenkjoch mit Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen und mit einer Quelle für Ablenksignale, die dem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen längs horizontaler und vertikaler Ablenkachsen zugeführt werden, wobei die Fluchtungsfehler eine Verzerrung der Elektronenstrahlablenkung bewirken, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Korrektur der Verzerrung, die einen ersten und einen zweiten diskreten Bereich (50) aus magnetischem Material, das auf gegenüberliegenden Seiten der Kathodenstrahlröhre (36) auf der Horizontalablenkachse angeordnet ist, wobei die Bereiche (50) mit gleicher Polarität so polarisiert sind, daß sie die Verzerrung korrigieren.

10) Videoanzeigeeinrichtung enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe zum Erzeugen von mehreren Elektronenstrahlen, wobei die Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe Fluchtungsfehlern unterworfen ist, sowie mit einem Ablenkjoch mit Horizontal- und Vertikalablenkwicklungen, und einer Quelle für Ablenksignale, die dem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen längs horizontaler und vertikaler Ablenkachsen zugeführt werden, wobei die Fluchtungsfehler eine Verzerrung der Elektronenstrahlablenkung bewirken, sowie mit einer Einrichtung zur Bewirkung der statischen Konvergenz der Elektronenstrahlen, die einen Streifen aus magnetisierbarem Material enthält, der den Hals der Kathodenstrahlröhre umgebend nahe der Rückseite des Ablenkjochs angeordnet ist, wobei der Materialstreifen so magnetisiert ist, daß er eine Mehrzahl von diskreten magnetisierten Zonen enthält, und die Zonen sich längs der Längsachse der Kathodenstrahlröhre befinden und so magnetisiert sind, daß sie die statische Konvergenz und Farbreinheit der Elektronenstrahlen bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (27) zumindest eine zusätzlich magnetisierte Zone (34) enthält, die so magnetisiert ist, daß die durch die Fluchtungsfehler der Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe (11) bewirkte Verzerrung der Elektronenstrahlen korrigiert wird.

11) Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluchtungsfehler in einer Verdrehung der Elektronenstrahlerzeugungsbaugruppe besteht.

12) Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (27) eine als Zweipol (T), als erster Vierpol (F) und als Sechspol (S) magnetisierte Zone enthält, wobei die zusätzliche magnetisierte Zone eine zweite als Vierpol magnetisierte Zone (34) enthält.

13) Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (F) und die zweite (34) der Vierpolzonen in Längsrichtung zumindest durch eine in anderer Weise magnetisierte Zone (S, T) voneinander getrennt sind.