DE3841591C2 - Farbbildröhre mit magnetischer Abschirmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildröhre (Kathodenstrahlröhre) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Farbbildröhre ist aus der DE 36 16 906 A1, Fig. 5, bekannt.

Beim Betrieb von Farbbildröhren können die Elektronenstrahlen, die innerhalb der Bildröhre von einer Elektronenkanone zu dem mit Leuchtstoff beschichteten Bildschirm laufen, durch unerwünschte äußere Magnetfelder negativ beeinflußt werden. Diese unerwünschten äußeren Magnetfelder ergeben sich zum Beispiel aus dem Erdmagnetismus und/oder aus elektronischen Schaltungskomponenten des Fernsehgeräts. Die Elektronenstrahlen weichen dadurch von ihrem vorgegebenen Weg ab und können auf dem Bildschirm andere Leuchtstoffpunkte erregen als diejenigen, für die sie vorgesehen sind. Eine Verringerung der Farbreinheit ist die Folge.

Die obengenannte Druckschrift zeigt in der Fig. 3A eine Farbbildröhre mit einer äußeren magnetischen Abschirmung, die vordere Wände aufweist, die Eckwände mit Aussparungen zur Durchführung von Befestigungselementen beinhalten. Darüber hinaus ist zwischen der Abschirmung und der Umhüllung der Bildröhre eine Anzahl separater Kompensationsspulen vorgesehen.

Dieser Aufbau hat jedoch zur Folge, daß das Zusammensetzen der Bildröhre und der magnetischen Abschirmung ein schwieriger Vorgang ist, da die Kompensationsspulen zwischen der Abschirmung und der Bildröhren-Umhüllung anzubringen sind. Es ist dabei leicht möglich, daß die Kompensationsspulen nicht exakt an der vorgesehenen Position zu liegen kommen bzw. daraus verschoben werden, mit der Folge einer unzureichenden Kompensationswirkung.

Aus der eingangs genannten Fig. 5 der gleichen Druckschrift ist eine äußere magnetische Abschirmung bekannt, bei der eine Kompensationsspule unmittel um die vorderen Wände der Abschirmung gelegt ist, was den Zusammenbau wesentlich erleichtert. Die Abschirmung weist hier jedoch keine Eckwände auf, und die Kompensationsspule verläuft durch Aussparungen in den längeren (oberen und unteren) Seitenwänden der Abschirmung, mit der Folge einer teilweisen Über- und Unterkompensation insbesondere in den Eckbereichen, wie im folgenden noch genauer erläutert wird.

Aus der DE 36 08 646 A1 ist es darüber hinaus bekannt, bei einer äußeren magnetischen Abschirmung, die weder Eckwände noch eine um die vorderen Seitenwände und durch Ausschnitte davon verlaufende Kompensationsspule hat, diese Seitenwände über die Frontplatte hinaus nach vorne vorstehen zu lassen, um das magnetische Feld besser abzuleiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildröhre zu schaffen, bei der bei einfachem Aufbau der Kompensationseffekt ausgeglichen ist, so daß im wesentlichen keine Abweichungen der Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm auftreten.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik, durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Wie sich gezeigt hat, sind nämlich die Eckwände und insbesondere deren erfindungsgemäße Ausgestaltung zur Ableitung des magnetischen Flusses eines äußeren Magnetfeldes wesentlich, wobei es auch wichtig ist, daß die Kompensationsspule durch Aussparungen in den Eckwänden verläuft.

Es läßt sich somit insgesamt mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine sehr gleichmäßige Verteilung des Kompensationsfeldes erreichen, ohne daß eine komplizierte Anordnung von Kompensationsspulen erforderlich ist.

Die Ausgestaltungen nach den Unteransprüchen 2 und 3 ermöglichen in Verbindung mit der Anordnung nach Anspruch 1 eine noch bessere Ableitung des magnetischen Flusses eines äußeren Feldes.

Ausführungsbeispiele von Farbbildröhren werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Farbbildröhre allgemein;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht einer Farbbildröhre mit Einzelheiten einer äußeren magneti­ schen Abschirmung;

Fig. 3 den Bildschirm einer Farbbildröhre zur Erläuterung, wie die von einer Elektronenkano­ nenanordnung zum Bildschirm laufenden Elektronen­ strahlen durch das Erdmagnetfeld beeinflußt werden;

Fig. 4 einen Abschnitt des Bildschirmes einer Farbbildröhre;

Fig. 5 die Verteilung der magnetischen Flüsse in einem Abschnitt des Bildschirmes der Farb­ bildröhre der Fig. 2;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Form der äußeren magnetischen Abschirmung;

Fig. 7 eine Ansicht einer dritten Form der äuße­ ren magnetischen Abschirmung;

Fig. 8 eine Darstellung der Richtungen, in die die Elektro­ nenstrahlen auf dem Bildschirm unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes, das im wesentlichen pa­ rallel zur Längsachse der Umhüllung der Farbbild­ röhre einwirkt, von ihrer vorgesehenen Richtung abweichen;

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Werte für die Abwei­ chungen der Elektronenstrahlen und das Ausmaß der Kompensation dieser Abweichung;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh­ rungsform einer äußeren magnetischen Abschirmung mit Eckwänden;

Fig. 11(a) eine Darstellung ähnlich wie in Fig. 5 für die Verteilung der Magnetfelder bei der Anwendung der äußeren magnetischen Abschirmung der Fig. 10;

Fig. 11(b) eine Vorderansicht eines Teils der äußeren magne­ tischen Abschirmung der Fig. 10;

Fig. 12 eine auseinandergezogene Ansicht der erfindungsgemäßen Farbbildröhre mit einer Darstellung von Einzelheiten der äußeren magnetischen Abschirmung; und

Fig. 13 einen Längsschnitt durch einen Teil der Farbbildröhre mit einer Darstellung der Ver­ teilung des sich aus einem äußeren Magnetfeld erge­ benden magnetischen Flusses.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer aus der DE 36 08 646 A1 bekannten Farbbildröhre und die Fig. 2 die auseinander­ gezogene Darstellung eine Farbbildröhre. Die Farb­ bildröhre weist eine evakuierte Umhüllung 1 mit einem trichterförmigen Abschnitt 1b, von dem das größere Ende durch eine im wesentlichen rechteckige Frontplatte 1a verschlossen ist, die mit dem trichterförmigen Abschnitt 1b verbunden ist, und von dem das kleinere Ende einstückig in einen zylindrischen Hals 1c übergeht, sowie eine Elektronenkanonenanordnung auf, die in dem Hals 1c untergebracht ist. Die Frontplatte 1a weist Seitenteile und einen Schirm auf, wobei die innere Oberfläche des Schirmes mit einem bestimmten Muster von Leuchtstoffen für die Primärfarben beschichtet ist, bei­ spielsweise mit Dreiergruppen von roten, blauen und grünen Leuchtstoffpunkten, wodurch ein mit Leuchtstoff beschich­ teter Bildschirm 9 ausgebildet wird.

Die Bildröhre enthält außerdem eine Lochmaske 2, die aus einer perforierten dünnen Metallfolie mit einem bestimmten Muster an Öffnungen besteht, wobei die Öffnungen in dem dargestellten Beispiel Schlitze 10 sind. Diese Lochmaske 2 wird dadurch gehalten, daß ihr umlaufender Rand unter Spannung an einem Rahmen 3 befestigt ist, der aus einem magnetisierbaren Metall von 1 bis 2 Millimeter Wand­ dicke besteht. Der die Lochmaske 2 haltende Rahmen 3 weist eine Anzahl von elastischen Elementen 4 auf, von denen jeweils ein Ende so am Rahmen 3 befestigt ist, daß sich die Elemente im wesentlichen radial davon weg er­ strecken. Die gegenüberliegenden Enden der elastischen Ele­ mente 4 sind jeweils an einem Haltestift (nicht gezeigt) in Eingriff, der im Seitenteil der Frontplatte 1a eingebettet ist. Der Rahmen 3 mit der Lochmaske 2 wird auf diese Weise von den an den Haltestiften angreifenden elastischen Ele­ menten 4 innerhalb der Umhüllung 1 in Position gehalten, wobei sich die Lochmaske 2 unbeweglich in einem bestimmten Abstand vom Bildschirm 9 befindet, so daß zwischen dem Bildschirm 9 und der Lochmaske 2 ein Zwischenraum 20 vor­ handen ist.

Die innere magnetische Abschirmung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet, sie hat eine Form, die der des trichterförmigen Abschnittes 1b ähnlich ist. Diese innere magnetische Abschirmung 5 besteht aus einem magneti­ sierbaren Metall mit etwa 0,1 bis 0,2 Millimeter Wanddicke, sie ist mit ihrem vorderen Ende am Rahmen 3 befestigt und erstreckt sich im wesentlichen längs der Innenwand des trichterförmigen Abschnittes 1b.

Die äußere magnetische Abschirmung ist allgemein durch das Bezugszeichen 7 bezeichnet. Sie besteht ebenfalls aus ma­ gnetisierbarem Metall, und sie ist so geformt und aufgebaut, daß der trichterförmige Abschnitt 1b der Umhüllung 1 davon außen abgedeckt ist. Die äußere magnetische Abschirmung 7 weist eine vordere Verlängerung 7a auf, die die Frontplatte 1a außen umgibt und die ein be­ stimmtes Maß über die Frontplatte 1a nach vorne übersteht.

Wenn die Farbbildröhre in Be­ trieb ist, laufen die Elektronenstrahlen 8, die von der Elektronenkanonenanordnung im Hals 1c ausgesendet werden, durch die Schlitze 10 und fallen auf den Bildschirm 9 ein, um die Leuchtstoffpunkte dort anzuregen. Anhand der Fig. 3 der Zeichnung wird nun erläutert, wie der Auftreffpunkt der Elektronenstrahlen 8 auf dem Bildschirm 9 durch das Erdmagnetfeld beeinflußt wird, wenn die Farbbild­ röhre nach Osten O, Westen W, Süden S bzw. Norden N ausge­ richtet ist.

In der Fig. 3 ist der Bild­ schirm 9 so dargestellt, wie er vom Hals 1c aus gesehen wird. Die Punkte a bis i stellen beispielhaft Auftreffpunkte auf dem Bildschirm 9 dar, auf die die Elek­ tronenstrahlen 8 aufzutreffen haben, wenn sie nicht durch das Erdmagnetfeld beeinflußt sind. Ein als Pfeil darge­ stellter, von jedem der Auftreffpunkte a bis i ausgehender und durch O, W, S oder N bezeichneter Vektor gibt jeweils die Richtung an, in der die für die Auftreffpunkte a bis i vorgesehenen Elektronenstrahlen 8 unter dem Einfluß des Erd­ magnetfeldes davon abweichen, wobei die Länge der Vektoren jeweils das Ausmaß der Abweichung angibt.

Das Erdmagnetfeld verläuft rela­ tiv zum Bildschirm 9 in der Richtung des Pfeiles O (das heißt von links nach rechts in der Abbildung der Fig. 3), wenn die Farbbildröhre nach Osten ausgerichtet ist; in der Richtung des Pfeiles W (in der Abbildung der Fig. 3 von rechts nach links), wenn die Bildröhre nach Westen ausge­ richtet ist; in der Richtung des Pfeiles ⊖ S (senkrecht zur Rückseite der Abbildung der Fig. 3), wenn die Bildröhre nach Süden ausgerichtet ist; und in der Richtung des Pfeiles ⊗ N (senkrecht zur Abbildung der Fig. 3 nach vorne), wenn die Bildröhre nach Norden ausgerichtet ist. Die Elektronenstrah­ len 8 werden von der Elektronenkanonenanordnung ausgesandt und durch das von einer Ablenkeinheit erzeugte Magnetfeld so ab­ gelenkt, daß der Bildschirm 9 horizontal und vertikal von oben nach unten abgetastet wird. Nach der Linke-Hand-Regel verschieben sich die Elektronenstrahlen 8 vor dem Auftreffen auf den Bildschirm 9 unter dem Einfluß des Erdmagnetfeldes so, wie es jeweils durch die Vektoren in der Fig. 3 ange­ zeigt ist. Das heißt, wenn die Farbbildröhre nach Osten oder Westen ausgerichtet ist, verschieben sich die Elektronen­ strahlen 8 auf dem Bildschirm 9 nach oben bzw. nach unten, und wenn die Farbbildröhre nach Süden oder Norden ausge­ richtet ist, erfolgt eine Verschiebung der Elektronenstrah­ len 8 in tangentialer Richtung an einem Kreis um den Auf­ treffpunkt e.

Die Fig. 4 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Aus­ schnitt aus dem Bildschirm 9 mit Dreiergruppen von eng benachbarten und abwechselnden Leuchtstoff-Streifen für die Primärfarben, die mit B, R bzw. G bezeichnet sind. Jede Reihe der Schlitze 10 in der Lochmaske 2 entspricht in ihrer Position jeweils einer Dreiergruppe von Streifen B, R und G.

Im Falle einer Farbbildröhre des anhand der Fig. 4 beschrie­ benen Typs, bei dem die Leuchtstoffe in Streifenform ange­ ordnet sind, fällt der für eine bestimmte Farbe vorgesehene Elektronenstrahl auch dann auf den Leuchtstoffstreifen für diese Farbe, wenn er unter dem Einfluß des Erdmagnetfeldes nach oben oder nach unten abgelenkt wird, so daß dabei keine Herabsetzung der Farbreinheit auftritt.

Die bekannte, in der Fig. 2 gezeigte äußere magnetische Abschirmung 7 ist im all­ gemeinen von rechteckiger Gestalt. Es wurde festgestellt, daß der magnetische Fluß in den vier Eckbereichen der Abschirmung 7 gestört ist, wenn die Farbbildröhre nach Osten oder Westen ausgerichtet ist. Die Fig. 5 zeigt das Ausmaß der Störung des magnetischen Flusses an einem der vier Eckbereiche der Ab­ schirmung 7, wenn die Farbbildröhre nach Osten oder Westen ausgerichtet ist. Bei einer solchen Ausrichtung entstehen unter dem Einfluß des Erdmagnetfeldes in der Ansicht der Fig. 5 nach links und rechts gerichtete magnetische Flüsse. Die an einem oberen oder unteren Abschnitt einer jeden kürzeren Seiten­ wand 7ab der Verlängerung 7a der Abschirmung konzentrierten magnetischen Flüsse 11 werden als magnetische Leckflüsse 12a zum rechten oder linken äußeren Abschnitt der angrenzenden längeren Seitenwand 7aa der Verlängerung 7a übertragen und fließen dann zu der zugehörigen längeren Seitenwand 7aa der äußeren magnetischen Abschirmung 7, in der der magnetische Widerstand niedrig ist. Da sich jedoch im Zwischenraum 20 zwischen dem Bildschirm 9 und der Lochmaske 2 keine Abschirmung befindet, beeinflußt der magnetische Leck­ fluß 12a die Elektronenstrahlen 8 in der Um­ gebung der Eckbereiche der Verlängerung 7a der Abschirmung 7 in einem solchen Ausmaß, daß die Farbreinheit herabgesetzt ist.

Auch weist die in der Fig. 2 gezeigte äußere magnetische Abschirmung 7 eine Anzahl, beispielsweise zwei, Ausschnitte 7e in jeder der längeren Seitenwände 7aa der Verlängerung 7a zur Hindurchführung von entsprechenden Halteelementen 30 auf, die dazu verwendet werden, die Farbbildröhre an einer Halterung anzubringen. Wie in der Fig. 5 gezeigt, ent­ stehen an jedem Ausschnitt 7e in den längeren Seitenwänden 7aa der Verlängerung 7a ebenfalls magnetische Leckflüsse 12b, die die Elektronenstrahlen 8 auch auf eine Weise beein­ flussen, die ähnlich ist wie im Falle der magnetischen Leck­ flüsse 12a, wodurch die Farbreinheit weiter verringert wird.

Die Farbbildröhren nehmen immer mehr an Größe zu. Je größer eine Farbbildröhre jedoch ist, um so größer ist der Abstand 20 zwischen der Lochmaske 2 und dem Bildschirm 9. Im Falle einer 94-cm-Bildröhre mit 110° Ab­ lenkung mit rechtwinkliger Frontplatte 1a beträgt der Ab­ stand 20 beispielsweise etwa 50 mm, und die Verschiebung der Elektronenstrahlen in horizontaler Richtung an den in der Fig. 3 gezeigten Auftreffpunkten a, c, g und i beträgt 148 Mikrometer, wenn das Magnetfeld in Ost-West-Richtung um 0,8 Gauß (80 µT) geändert wird.

Obwohl der kritische Wert für die Verschiebung des Elek­ tronenstrahles von der Art der Farbbildröhre abhängig ist, wird eine Verschiebung von 150 Mikrometer allgemein als ein Wert betrachtet, der im Falle einer 94-cm-Bildröhre mit 110° Ablenkung gerade noch akzeptabel ist.

Die Verschiebung des Elektronenstrahles ist bei der obigen Farbbildröhre demnach etwa gleich dem kritischen Wert von 150 Mikrometern. Zur Vermeidung einer möglichen Herabsetzung der Farbreinheit aufgrund von Herstellungstoleranzen ist es jedoch erforderlich, den mittleren Wert für die Ver­ schiebungen der Elektronenstrahlen kleinstmöglich zu halten.

Um dem äußeren Magnetfeld wirksamer entgegenzutreten, wurde bereits der in der Fig. 6 gezeigte Auf­ bau vorgeschlagen, bei dem eine N/S-Kompensationsspule 13 innerhalb der vorderen Verlängerung 7a der äußeren magneti­ schen Abschirmung 7 so angeordnet ist, daß sie sich längs der längeren Seitenwände 7aa und der kürzeren Seitenwände 7ab erstreckt. Es ist anzumerken, daß in der Fig. 6 die ebenfalls vorgesehenen Bv- und O/W-Kompensationsspulen zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt sind. Die Bv-, N/S- und O/W-Kompensations­ spulen beziehen sich auf die vertikale Komponente, die Nord-Süd-Komponente bzw. die Ost-West-Komponente des äußeren Magnetfeldes. Da die Kompensa­ tionsspule 13 von der Abschirmung 7 umgeben ist, kann das durch einen durch die Kompensations­ spule 13 fließenden elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld wirksam auf die Farbbildröhre einwirken, wobei die Abschirmung 7 zusätzlich als Magnetkern dient.

Bei dem in der Fig. 6 gezeigten Kompensationssystem ist es jedoch schwierig, die Verteilung des von der Kompensations­ spule 13 erzeugten Magnetfeldes so auszubilden, daß sie zu einem äußeren Magnetfeld wie dem Erdmagnetfeld paßt. Es kann daher nicht für jeden Punkt auf dem Bildschirm das Auftreten einer Verschiebung des Elektronenstrahles vermieden werden.

Bei dem in der Fig. 7 gezeigten, aus der DE 36 16 906 A1 bekannten Aufbau ist die Kompensationsspule 13 mit der Ausnahme von Abschnitten 13a und 13b, die sich innerhalb der jeweiligen längeren Seiten­ wände 7aa erstrecken, außerhalb der vorderen Verlängerung 7a der Abschirmung 7 angebracht. Das heißt, die in der Fig. 7 gezeigte Kompensationsspule 13 weist Abschnitte 13a und 13b auf, die jeweils längs der Innenseiten von Abschnitten der zugehörigen längeren Seiten­ wände 7aa zwischen den Ausschnitten 7e verlaufen, während die verbleibenden Abschnitte der Spule längs der Außenseiten der kürzeren Seitenwände 7ab verlaufen. Die Ausschnitte 7e sind wie im Fall der Fig. 2 für Halteelemente 30 vorgesehen, die mit der Bildröhre verbunden sind.

Bei dem in der Fig. 7 gezeigten Aufbau verläuft die Kompensationsspule 13 längs der länge­ ren Seitenwände 7aa (Abschnitte 13a und 13b) innerhalb der Abschirmung 7, um dort die Wirksamkeit der Kompensation zu erhöhen; während sie längs der jeweiligen kürzeren Seiten­ wände 7ab außerhalb der Abschirmung 7 verläuft, wie es durch die Abschnitte 13c und 13d angezeigt ist, um dort den Kompensationseffekt zu verringern. Dadurch kann eine bessere Verteilung des Magnetfeldes er­ reicht werden, das dem äußeren Magnetfeld entgegenwirken und dieses aufheben soll.

Wie im Falle des in der Fig. 6 gezeigten Systems ist in der Fig. 7 nur die N/S-Kompensationsspule zum Aufheben eines äußeren Magnetfeldes gezeigt, das in einer Richtung wirkt, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Farbbild­ röhre verläuft, und es sind die Bv- und O/W-Kompensations­ spulen nicht dargestellt. Die Bv- und O/W-Kompensations­ spulen sind jedoch auch nicht immer erforderlich, wenn jede der Seitenwände 7aa und 7ab genügend weit über die Front­ platte 1a vorsteht.

Bei dem anhand der Fig. 7 beschriebenen System erstreckt sich jeder der Ausschnitte 7e in den längeren Seitenwänden 7aa der Abschirmung 7 von deren Vorderkanten in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Farbbildröhre ist.

Wenn jedoch die Farbbildröhre nach Norden ausgerichtet ist, erfahren die auf den Bildschirm 9 gerichteten Elektronen­ strahlen durch das Erdmagnetfeld eine Rotationsverschiebung, wie es durch die Pfeile in der Fig. 8 dargestellt ist, wo­ durch die Farbkonvergenz fehlerhaft wird und eine Rasterdre­ hung auftritt. Obwohl das Ausmaß der Verschiebungen der Elektronenstrahlen vom Ablenkwinkel der Farbbildröhre, der Größe der Frontplatte 1a, dem besonderen Aufbau der Elektro­ nenkanonenanordnung und anderen Faktoren abhängt, ändert sich insbesondere das Ausmaß der Verschiebungen auf dem Bildschirm 9 von Punkt zu Punkt. Beispielsweise können, wenn das Ausmaß der Verschiebungen der auf den Bildschirm 9 ein­ fallenden Elektronenstrahlen, das heißt das Ausmaß der Ab­ weichungen der Elektronenstrahlen an den in der Fig. 8 mit T, TTR, TR, TRR und R bezeichneten Stellen in einer graphi­ schen Darstellung für den oberen rechten Quadranten des Bildschirmes der Bildröhre aufgetragen wird, die in der Fig. 9 gezeigten Kurven erhalten werden. Die in der Fig. 9 dargestellten Kurven wurden durch Auftragen der Werte für die Abweichungen (in Mikrometern) der Elektronenstrahlen in horizontaler Richtung erhalten. Diese Abweichung tritt in der bereits erwähnten 94-cm-Farb­ bildröhre mit 110° Ablenkung mit streifenförmigem Leucht­ stoffmuster und äußerer magnetischer Abschirmung 7 auf. Bei den Ergebnissen der Kurve a wirkt ein Erdmagnetfeld von etwa 0,3 Gauß (30 µT) in einer im wesentlichen zur Längsachse parallelen Richtung auf die Farbbildröhre ein, und die oben beschriebene Kompensation wurde ausge­ führt.

Die Kurve b1 in der Fig. 9 stellt die Werte für die mit dem System der Fig. 6 erhaltenen Kompensation dar, und die Kurve b2 die Werte für den Kompensationsfehler. Mit anderen Worten kann, wenn ein elektrischer Strom durch die in der Fig. 6 gezeigte Kompensationsspule 13 fließt, der ausreicht, um die Abweichung des Elektronenstrahles im Punkt TR im Eckbereich des Bildschirmes 9 zu beseitigen, das heißt den Wert für die Abweichung der auf den Eckbereich TR gerichteten Elektronen­ strahlen zu Null zu machen, keine ausreichende Kompensation für die Abweichung der Elektronenstrahlen an den Punkten T und TTR erhalten werden, während die Abweichung der Elektronenstrahlen im Punkt TRR überkompen­ siert wird. Es ist anzumerken, daß die Kurve b1 im allgemeinen in der Polarität der Kurve a ent­ gegengesetzt ist.

Die Kurve c1 der Fig. 9 zeigt die Werte für die Kompensation bei dem System der Fig. 7 und die Kurve c2 die Werte für den Kompensationsfehler. Ein Vergleich der Kurve c2 für das System der Fig. 7 mit der Kurve b2 für das System der Fig. 6 zeigt, daß die Werte für die Kompensationsfehler bei dem System der Fig. 7 erheblich verringert sind. Die Gründe dafür werden im folgenden erläu­ tert.

Wo die Kompensationsspule 13 innerhalb der äußeren magneti­ schen Abschirmung 7 verläuft und die Abschirmung 7 als Magnetkern dient, das heißt dort wo die Kompensationsspule 13 näher an der Farbbildröhre 1 angeord­ net ist, entsteht innerhalb der Ab­ schirmung 7 ein magnetisches Kompensationsfeld von relativ hoher Dichte. Andererseits entsteht dort, wo die Kompen­ sationsspule 13 außerhalb der Abschir­ mung 7 verläuft, das magnetische Feld außerhalb der Abschirmung 7. An den Stellen, an denen die Kompensations­ spule 13 außerhalb der Abschirmung 7 angeordnet ist, wirkt damit das magnetische Kompensationsfeld wie vorgesehen nicht auf die Farbbildröhre ein.

Aber auch in dem System der Fig. 7, bei dem die Kompensa­ tionsspule 13 teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Abschirmung 7 verläuft, ist ein nicht ausgeglichener Zustand zu beobachten, bei dem die Abweichung der Elektronenstrahlen am Punkt TTR ungenügend kompensiert ist und die Abweichung an den Punkten TR und TRR stark überkompensiert ist. Das System der Fig. 7 stellt somit keine Anordnung zur wirksamen Minimierung der Ab­ weichungen der Elektronenstrahlen in jedem Punkt des Bild­ schirmes 9 dar.

Die bei der Ausführungsform der Fig. 10 verwendete äußere magnetische Abschirmung 7 ist wie dargestellt von einteili­ gem Aufbau mit einer allgemein mit 70 bezeichneten Anordnung von hinteren Wänden, die dazu vorgesehen ist, den trichter­ förmigen Abschnitt 1b der Umhüllung 1 im wesentlichen abzu­ decken, und mit einer allgemein mit 71 bezeichneten Anord­ nung von vorderen Wänden, die dazu vorgesehen ist, die Sei­ tenwände der Frontplatte 1a im wesentlichen abzudecken.

Die hinteren Wände 70 beinhalten zwei gegenüberliegende, im wesentlichen trapezförmige längere Seitenwände 70a und 70b, zwei gegenüberliegende, im wesentlichen trapezförmige kür­ zere Seitenwände 70c und 70d und vier jeweils paarweise diagonal gegenüberliegende, im wesentlichen trapezförmige Eckwände 70e. In der Fig. 10 sind nur zwei der gegenüber­ liegenden Eckwände 70e zwischen der längeren Seitenwand 70a und der kürzeren Seitenwand 70d bzw. der längeren Seitenwand 70b und der kürzeren Seitenwand 70c deutlich zu sehen.

Die vorderen Wände 71 beinhalten auf gleiche Weise zwei gegenüberliegende, im wesentlichen rechteckige längere Sei­ tenwände 71a und 71b, zwei gegenüberliegende, im wesentli­ chen rechteckige kürzere Seitenwände 71c und 71d und vier jeweils paarweise diagonal gegenüberliegende, im wesent­ lichen quadratische Eckwände 71e.

Das heißt, daß die hinteren Wände 70 einen Aufbau haben, bei dem die längeren Seitenwände 70a und 70b über die angrenzen­ den Eckwände 70e mit den kürzeren Seitenwänden 70c und 70d verbunden sind. Jede der längeren Seitenwände 70a und 70b ist an ihren gegenüberliegenden Enden so mit der jeweiligen Eckwand 70e verbunden, daß zwischen der längeren Seitenwand 70a oder 70b und der angrenzenden Eckwand 70e ein stumpfer Winkel gebildet wird. Gleichermaßen sind die vorderen Wände 71 von einem Aufbau, bei dem die längeren Seitenwände 71a und 71b über die angrenzenden Eckwände 71e mit den kürzeren Seitenwänden 71c und 71d verbunden sind. Jede der längeren Seitenwände 71a und 71b ist an ihren gegenüberliegenden Enden mit der jeweiligen Eckwand 71e so verbunden, daß zwischen der längeren Seitenwand 71a oder 71b und der an­ grenzenden Eckwand 71e ein stumpfer Winkel gebildet wird. Von jeweils einer Seite der vorderen Wände 71a, 71b, 71c, 71d und 71e weg erstrecken sich die hinteren Wände 70a, 70b, 70c, 70d und 70e in Richtung zum Hals 1c der Umhüllung 1, so daß dazwischen ebenfalls jeweils stumpfe Winkel gebildet werden.

Jede der Eckwände 71e der vorderen Wände 71 weist einen im allgemeinen U-förmigen Ausschnitt 72 auf, der vom freien Rand nach innen eingeschnitten ist, so daß er sich in einer Richtung erstreckt, die im wesentlichen parallel zur Längs­ achse der Umhüllung 1 verläuft. Die Ausschnitte 72 sind zur Durchführung von entsprechenden Halteelementen 30 vorge­ sehen, die an der Frontplatte 1a angebracht sind und dazu verwendet werden, die Farbbildröhre an einer Halterung zu befestigen, die am Chassis des Fernsehgerätes angebracht oder einstückig damit ausgebildet ist. Vorzugsweise hat jede der vorderen Wände 71a bis 71e eine solche Breite, daß sie ein bestimmtes Maß über die Außenfläche des Bildschirmes der Frontplatte 1a nach vorne hinaussteht.

Auch die äußere magnetische Abschirmung 7 dieser Ausfüh­ rungsform besteht aus einem magnetisierbaren Material wie beispielsweise Eisen oder Silizium enthaltendem Stahl. Die Abschirmung 7 des beschriebenen eintei­ ligen Aufbaus kann durch eine beliebige bekannte Druckum­ formung erhalten werden. Die Abschirmung kann jedoch auch aus mehreren Komponenten bestehen, bei­ spielsweise in der Art, daß die vorderen und die hinteren Wände zusammengeschweißt sind.

Diese Ausführungsform der magnetischen Abschirmung bewirkt in Verbindung mit einer Farbbildröhre folgendes:

Die Fig. 11(a) zeigt die Verteilung des magnetischen Flusses in der Umgebung des oberen rechten Bereiches des Bildschir­ mes, wenn die Bildröhre mit der daran angebrachten äußeren magnetischen Abschirmung nach Osten oder Westen ausgerichtet ist. Es ist ersichtlich, daß bei dem in Ost-West-Richtung einwirkenden Magnetfeld, obwohl sich der magnetische Fluß 11 im Eckbereich zwischen der längeren Seitenwand 71a und der kürzeren Seitenwand 71d wie im Falle des in der Fig. 5 ge­ zeigten bekannten Systems konzentriert, die Eckwand 71e in der äußeren magnetischen Abschir­ mung 7 zwischen der längeren Seitenwand 71a und der kürzeren Seitenwand 71d einen Pfad für den Durchgang der Linien des Magnetfeldes ergibt, der es diesen ermöglicht, zu der län­ geren Seitenwand 71a hin zu verlaufen.

Obwohl der Ausschnitt 72 in der Eckwand 71e zur Durchführung des entsprechenden Halteelemen­ tes 30 das Eindringen einiger Magnetflußlinien, wie bei 12c gezeigt, verursachen kann, so ist doch der Wert für den magnetischen Fluß 12c, der durch den Ausschnitt 72 ein­ dringt, im Vergleich mit dem eindringenden magnetischen Fluß 12a im bekannten System der Fig. 5 wesentlich verringert, da die Eckwand 71e so angeordnet und geformt ist, daß sie mit dem Verlauf des magnetischen Flusses übereinstimmt.

Da bei der Abschirmung der Fig. 10 auch kein Ausschnitt in den längeren Seitenwänden 71a und 71b vorgesehen ist und daher für den Verlauf der magnetischen Feldlinien ein durchgehender Pfad von den Eckbereichen der Abschirmung 7 längs der längeren Seitenwände ausgebildet ist, ist der in den Zwischenraum 20 zwischen den Bildschirm 9 und der Lochmaske 2 eindringende magnetische Fluß im wesentlichen eliminiert, wodurch eine Verschlech­ terung in der Farbreinheit vermieden wird.

Da die magnetischen Flußlinien 11 im allgemeinen parallel zueinander sind, verlaufen die magnetischen Leckflußlinien 12a der Fig. 5 im wesentlichen unter einem Winkel von 45° oder kleiner zur Horizontalen. Entsprechend ist, wie in der Fig. 11(b) gezeigt, der Winkel A der Abwärtsneigung der Eckwand 71e relativ zu der angrenzenden längeren Seitenwand 71a bzw. 71b, die in einer horizontalen Ebene liegt, gleich 45° oder kleiner gewählt, so daß die Eckwand 71e parallel zur Richtung des Verlaufes der magne­ tischen Leckflußlinien 12a angeordnet ist. Messungen haben ergeben, daß das Verhältnis b/a der Länge b der Eckwand 71e, parallel zu der angrenzenden längeren Seitenwand 71a bzw. 71b gemessen, zur halben Länge a der angrenzenden längeren Seitenwand 71a bzw. 71b im Bereich von 0,1 bis 0,2 liegen soll. Wenn das Verhältnis b/a kleiner ist als der untere Grenzwert 0,1, hat die Abschirmung eine Form, die der der Abschirmung 7 der Fig. 2 ähnlich ist, so daß der magnetische Leckfluß 12a nicht ausreichend absorbiert werden kann. Andererseits ist es üblich, zwischen der Abschirmung 7 aus Metall und der Umhüllung 1 aus Glas einen Abstand vorzusehen, um jede mögliche Beschädigung der Umhüllung 1 zu vermeiden, die auftreten kann, wenn die metallische Abschirmung 7 die Glas-Umhüllung 1 berührt. Es ist schwierig, einen Kontakt zwischen der Eckwand 71e und dem entsprechenden Eckbereich der Umhüllung 1 zu verhindern, wenn dieser Abstand im allgemeinen gleich bleiben soll und das Verhältnis b/a größer ist als der obere Grenzwert 0,2.

Bei den meisten kommerziell verfügbaren Bildröhren sind die Eckbereiche der Umhüllung abgerundet. Bei einer 36-cm-Bild­ röhre beträgt der Rundungshalbmesser dabei im allgemeinen 27 mm. Bei anderen Bildröhren hängt der Rundungshalbmesser für die Eckbereiche der Umhüllung von der Größe der Frontplatte 1a ab, daher ist der obere Grenzwert für das genannte Ver­ hältnis b/a vorzugsweise gleich 0,2, ohne Rücksicht auf die Größe der jeweiligen Bildröhre.

Unter Verwendung einer 94-cm-Bildröhre mit 110° Ablenkung, die mit der äußeren magnetischen Abschirmung 7 mit dem in der Fig. 10 gezeigten Aufbau versehen war, wurde eine Reihe von Experimenten ausgeführt, um den Grad der Abweichung (den Versatz) der Elektronenstrahlen zu bestimmen, wenn sich ein in Ost-West-Richtung einwirkendes magnetisches Feld um 0,8 Gauß (80 µT) ändert. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in der folgenden Tabelle aufgelistet. Bei der zu den Expe­ rimenten verwendeten Bildröhre waren der Winkel A und das Verhältnis b/a gleich 45° bzw. 0,16.

Zum Vergleich sind in der Tabelle auch die Werte für die Ab­ weichungen der Elektronenstrahlen unter den gleichen Bedin­ gungen, jedoch bei einer Bildröhre der in der Fig. 7 gezeig­ ten, bekannten Art aufgeführt.

Tabelle

Die Meßpunkte b, b1, c, c1, e, f, f1, i, i1, k und k1, bei denen die Abweichungen der Elektronenstrahlen gemessen wur­ den, entsprechen den in der Fig. 3 gezeigten Punkten. Insbe­ sondere liegt, wie in der Fig. 3 dargestellt, der Meßpunkt j zwischen den Punkten b und c; der Meßpunkt k liegt zwischen den Punkten c und f; und die Meßpunkte b1, c1, f1, j1 und k1 liegen jeweils zwischen dem Punkt e (dem Mittelpunkt des Bildschirmes 9) und den Punkten b, c, f, j und k.

Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß bei der erfin­ dungsgemäßen Anordnung im Vergleich zum Stand der Technik der Grad der Abweichung der Elektronenstrahlen im Punkt c und im Punkt j um etwa 73% bzw. etwa 29% verringert ist. Die in der Fig. 10 gezeigte äußere magnetische Abschirmung 7 ergibt daher einen sehr guten Abschirmeffekt.

Die in der Fig. 10 gezeigte Ausführungs­ form der Abschirmung 7 vermeidet somit weitgehend eine Verringerung der Farbreinheit aufgrund äußerer Magnet­ felder.

In der Fig. 12 ist die Anbringung der N/S-Kompensationsspule 13 zur Erhöhung der Kompensation bei der Abschirmung der Fig. 10 dargestellt.

Wie in der Fig. 12 gezeigt, weist die Kompensationsspule 13 vier aufeinanderfolgende Abschnitte 13a, 13d, 13b und 13c auf und ist so an den vorderen Wänden 71 der äußeren magne­ tischen Abschirmung 7 angebracht, daß die Abschnitte 13a und 13b innerhalb der Abschirmung 7 und die Abschnitte 13c und 13d außerhalb der Abschirmung 7 verlaufen. Die Kompensationsspule 13 erstreckt sich mit anderen Worten entlang der Außenseite der kürzeren Seitenwand 71d, wie es bei 13d angezeigt ist; dann nach Durchlaufen des Ausschnittes 72 in der Eckwand 71e zwischen der längeren Seitenwand 71a und der kürzeren Seitenwand 71d entlang der Innenseite der längeren Seitenwand 71a, wie es bei 13a gezeigt ist; nach Durchlaufen des Ausschnittes 72 in der Eckwand 71e zwischen der längeren Seitenwand 71a und der kürzeren Seitenwand 71c entlang der Außenseite der kürzeren Seitenwand 71c, wie es bei 13c gezeigt ist; und schließlich nach Durchlaufen des Ausschnittes 72 in der Eckwand 71e zwi­ schen der kürzeren Seitenwand 71c und der längeren Seiten­ wand 71b entlang der Innenseite der längeren Seitenwand 71b, wie es mit 13b angezeigt ist.

Wenn die mit der in der Fig. 12 gezeigten Anordnung versehene Farbbildröhre nach Norden oder Süden ausgerichtet ist und somit ein in Süd-Nord- Richtung wirkendes äußeres Magnetfeld im wesentlichen paral­ lel zur Längsachse der Umhüllung 1 auf die Bildröhre ein­ wirkt, verläuft der magnetische Fluß durch die äußere magne­ tische Abschirmung 7. Entsprechend ist der Grad der Abwei­ chung der Elektronenstrahlen in den Punkten T und TTR in der Umgebung der längeren Seitenwand nach Fig. 8, wie durch die Kurve b in der Fig. 9 dargestellt, kleiner als die Abwei­ chung der Elektronenstrahlen bei der bekannten äußeren ma­ gnetischen Abschirmung nach Fig. 1, die durch die Kurve a in der Fig. 9 dargestellt ist.

Obwohl der Grad der Abweichung des Elektronenstrahles im Punkt TR in der Umgebung des Eckbereiches wie in der Fig. 8 gezeigt dazu neigt, wegen des durch die Ausschnitte 72 er­ höhten magnetischen Widerstandes zuzunehmen, bewirken die Eckwände 71e, daß die Zunahme der Abweichung des Elektronenstrahles im Punkt TR minimal bleibt. Wie in der Fig. 13 gezeigt fließt mit anderen Worten der magnetische Fluß 11 bei Anlegen eines äußeren Magnetfeldes parallel zur Längsachse der Umhüllung 1 durch einen parallelen magneti­ schen Kreis, der durch den Rahmen 3 zum Halten der Lochmaske 2 und der inneren magnetischen Abschirmung 5 verläuft. Die durch die äußere magnetische Abschirmung 7 laufenden magne­ tischen Feldlinien 14a werden durch den freien Rand der vorderen Wände 71 abgeführt.

Die durch die innere magnetische Abschirmung 5 laufenden magnetischen Feldlinien 14b werden andererseits vom vorderen Rand des Rahmens 3 abgeführt, der an den Bildschirm 9 angrenzt. Da jedoch der magnetische Widerstand in dem Zwischenraum 20 zwischen der Lochmaske 2 und dem Bildschirm 9 sehr hoch ist, verläuft der Hauptteil der magnetischen Feldlinien 14b vom vorderen Rand des Rah­ mens 3 in die äußere magnetische Abschirmung 7, deren magne­ tischer Widerstand klein ist, und wird somit vom freien Rand der vorderen Wände 71 nach außen abgeführt. Das vom vorderen Rand des Rahmens 3 in die Umgebung der Lochmaske 2 eintre­ tende magnetische Feld ist damit beträchtlich verringert, wodurch ein möglicher Einfluß dieses Feldes auf die Elektro­ nenstrahlen 15, die durch die Schlitze 10 in der Lochmaske 2 zum Bildschirm 9 laufen, weitgehend vermieden wird.

Bei der in der Fig. 7 gezeigten bekannten äußeren magneti­ schen Abschirmung 7 sind die längeren Seitenwände 7aa und die kürzeren Seitenwände 7ab rechtwinklig miteinander ver­ bunden. Wenn diese magnetische Abschirmung um die Umhüllung 1 einer Farbbildröhre angeordnet ist, besteht daher ein re­ lativ großer Abstand zwischen den Ecken der Frontplatte 1a und den zugehörigen Verbindungsstellen zwischen den längeren Seitenwänden 7aa und den kürzeren Seitenwänden 7ab. Der da­ durch entstehende Zwischenraum stellt einen relativ großen magnetischen Widerstand dar. Gemäß der Ausführung der Fig. 12 und 13 ist jedoch durch die Eckwände 71e die Anordnung der vorderen Wände 71 der äußeren magnetischen Abschirmung 7 dergestalt, daß die vorderen Wände 71 einen im wesentlichen gleichmäßigen, ver­ ringerten Abstand von den Seitenwänden der Frontplatte 1a längs des ganzen Umfanges dieser Frontplatte haben. Der ma­ gnetische Widerstand der Lücke zwischen den Ecken der Front­ platte 1a und den zugehörigen Eckwänden 71e ist daher be­ trächtlich geringer als bei dem in der Fig. 7 gezeigten be­ kannten Aufbau, mit der Folge, daß die Abweichung der Elek­ tronenstrahlen wesentlich verringert werden kann.

Wenn der relativ große Wert für die Abweichung der Elektro­ nenstrahlen im Punkt TR in der Fig. 8 bzw. nach Kurve a in der Fig. 9 kompensiert ist, ergibt sich die kompensierte Abweichung der Kurve c1 der Fig. 9. Der Wert für den Kompensationsfehler ist daher wie in der Kurve c in der Fig. 9 dargestellt. Die Werte für die Abweichung der Elektronenstrahlen in den Punkten TR und TTR der Fig. 8 können mit anderen Worten überkompensiert werden. Da eine solche Überkompensation für jeden Punkt des Bild­ schirmes erhalten werden kann, können demgemäß die Abwei­ chungen der Elektronenstrahlen durch ein entsprechendes Einstellen des durch die Kompensa­ tionsspule 13 fließenden Stromes im wesentlichen vollständig unterdrückt werden.

Die in der Fig. 12 gezeigte Ausführung der Bild­ röhre weist somit eine äußere magnetische Abschirmung mit hinteren Wänden 70 und vorderen Wänden 71 auf. Die vorderen Wände 71 umfassen zwei gegenüberliegende längere Seitenwände 71a und 71b, zwei gegenüberliegende kürzere Seitenwände 71c und 71d sowie Eckwände 71e, die jeweils zwischen den Enden einer jeden längeren Seitenwand und der angrenzenden kürze­ ren Seitenwand angeordnet sind. Die äußere magnetische Ab­ schirmung 7 beinhaltet eine Kompensationsspule 13 mit vier aufeinanderfolgenden Abschnitten, von denen sich zwei längs der Innenflächen der längeren Seitenwände 71a und 71b und die anderen zwei längs der Außenflächen der kürzeren Sei­ tenwände 71c und 71d erstrecken. Durch Einstellen des durch die Kompensationsspule 13 fließenden elektrischen Stromes kann damit eine ausgeglichene Verteilung von Magnetfeldern erreicht werden, die erforderlich ist, um dem Einfluß unerwünschter äußerer Magnetfelder entlang des Um­ fanges der Umhüllung 1 entgegenzuwirken.

Claims (3)

1. Farbbildröhre

• - mit einer evakuierten Umhüllung mit einem trichterförmigen Abschnitt, einem sich an den trichterförmigen Abschnitt anschließenden Hals und einer im wesentlichen rechteckigen Frontplatte, wobei die Frontplatte einen Bildschirm mit einer Innenfläche mit einem bestimmten Muster von Leuchtstoffen für Primärfarben und Seitenwände aufweist, die vom Umfang der Frontplatte in Richtung zum trichterförmigen Abschnitt hin verlaufen;
• - mit einer äußeren magnetischen Abschirmung aus einem magnetisierbaren Material, die so um die Umhüllung angeordnet ist, daß die Seitenwände der Frontplatte und auch der trichterförmige Abschnitt davon umgeben sind, und die vordere Wände mit zwei gegenüberliegenden längeren Seitenwänden, die sich im wesentlichen parallel zu den entsprechenden längeren Seitenwänden der Frontplatte erstrecken, und zwei gegenüberliegende kürzere Seitenwände aufweist, die sich im wesentlichen parallel zu den entsprechenden kürzeren Seitenwänden der Frontplatte erstrecken;
• - wobei sich die vorderen Wänden der magnetischen Abschirmung genügend weit nach vorne erstrecken, um die Seitenwände der Frontplatte abzudecken;
• - wobei die Abschirmung in Eckennähe jeweils einen Ausschnitt aufweist, der sich im wesentlichen parallel zur Längsachse der Umhüllung erstreckt; und
• - mit einer Kompensationsspule, die entlang der vorderen Wände der Abschirmung und durch die Ausschnitte verläuft, so daß sich zwei Abschnitte der Kompensationsspule entlang der Innenseiten der vorderen längeren Seitenwände der Abschirmung sowie zwei Abschnitte entlang der Außenseiten der vorderen kürzeren Seitenwände der Abschirmung erstrecken;
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Abschirmung (7) Eckwände (71e) aufweist, die jeweils zwischen den Enden der längeren und der kürzeren Seitenwände der Abschirmung angeordnet sind;
• - wobei die Ausschnitte (72) jeweils in den Eckwänden (71e) vorgesehen sind;
• - wobei der Neigungswinkel (A) der Eckwand (71e) bezüglich der angrenzenden längeren Seitenwand (71a, 71b) der Abschirmung gleich 45° oder kleiner ist; und
• - wobei das Verhältnis b/a der Länge b der Eckwand (71e), parallel zu der angrenzenden längeren Seitenwand (71a, 71b) der Abschirmung gemessen, zur halben Länge a der angrenzenden längeren Seitenwand (71a, 71b) im Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (71) einschließlich der Eckwände (71e) der Abschirmung eine solche Breite haben, daß sie über die Frontplatte (1a) hinaus nach vorne vorstehen.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere magnetische Abschirmung (7) von einstückigem Aufbau ist.