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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Bildwiedergabeanordnung, die mit einer Wiedergaberöhre versehen ist, die eine Hülle mit Mitteln zum
Erzeugen von Elektronen, ein transparentes Wiedergabefenster, einen Wiedergabeschirm
mit einem Muster von Phosphorelementen auf der inneren Oberfläche des Fensters
und Mittel umfasst zum Richten von Elektronen auf den Wiedergabeschirm, wobei die
genannte Wiedergaberöhre mit einer externen Abschirmung gegen das Erdmagnetfeld
versehen ist.
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Eine derartige Wiedergaberöhre kann beispielsweise eine
Farbwiedergaberöhre von dem Typ sein, bei dem der Wiedergabeschirm und Mittel zum
Erzeugen von Elektronen in der Nähe einander gegenüber liegender Enden der
Wiedergaberöhre vorgesehen und durch einen trichterförmigen Teil miteinander verbunden
sind, wobei ein Farbselektionsmittel (beispielsweise eine mit Löchern versehene
Schattenmaskenplatte oder eine Drahtmaske) sowie eine Magnetfeldabschirmung
zwischen der Elektronenquelle und dem Schirm vorgesehen sind.
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Die Erfindung kann bei allen Typen von Farb- oder Monochrom-
Wiedergaberöhren für Fernsehempfänger oder Monitoren angewandt werden. Die
Erfindung ist insbesondere nützlich für Farbwiedergaberöhren, weil solche Röhren nicht
nur einer Bildverzerrung und Änderungen in der Helligkeit als Ergebnis des
Erdmagnetfeldes, sondern auch Verfärbung ausgesetzt werden können, was im Allgemeinen
als sehr störend erfahren wird. Dies wird nachstehend näher erläutert.
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Das Erdmagnetfeld induziert eine Ablenkung der Elektronenbahnen in
einer Wiedergaberöhre, die ohne die passenden Maßnahmen verursachen können, dass
die Elektronen an einem falschen Phosphorelement auftreffen (Fehllandung), was zu
einem örtlich verzerrten Bild und/oder zu einem Bild mit der falschen Farbe führt.
Insbesondere hat der Anteil des Erdmagnetfeldes, das sich in axialer Richtung der
Wiedergaberöhre erstreckt (das axiale Feld) einen großen Einfluss. Dies kann eine
farblose stelle oder eine Farbunreinheit an den Ecken des Wiedergabeschirms
verursachen.
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Nach einer durchaus bekannten Maßnahme werden Fehllandungen,
verursacht durch das Erdmagnetfeld, durch Verwendung einer inneren
Magnetabschirmung reduziert, die, in Kombination mit einer Schattenmaske, die ebenfalls
ferromagnetisch ist, eine teilweise Abschirmung gegen das Erdmagnetfeld schafft. Die
Form einer derartigen Abschirmung entspricht etwa der Form des trichterförmigen
Teils der Wiedergaberöhre.
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Zur weiteren Reduktion des Einflusses des Erdmagnetfeldes wird eine
externe Abschirmung vorgesehen, ggf. in Kombination mit der genannten inneren
Abschirmung. Die externe Abschirmung kann ein Metallblech sein, die um die Röhre
vorgesehen wird, wie dies beispielsweise in US-A-4.845.402 beschrieben ist. Ein
anderer Typ einer externen Abschirmung ist in Form einer offenen Einrichtung aus
Stäben aus einem weichmagnetischen Material, wie in EP-A-0 651 422 9 beschrieben ist
(Aktenzeichen der Anmelderin PHN 14.622). Der Querschnitt und die magnetische
Permeabilität der Stäbe sind derart gewählt worden, dass sie einen abschirmenden
Effekt haben.
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GB-A-2157071 beschreibt ein Farbbildwiedergabesystem, das eine
Elektronenstrahlröhre vom Schattenmaskentyp aufweist mit einer Längsachse, einer
Platte, einem Trichter und einem Hals mit einem Ablenkjochgebilde, das angrenzende
Segmente des Halses und des Trichters umkreist. Eine Anzahl Halselemente sind um
den Hals der Röhre vorgesehen. Eine vorzugsweise schleifenförmige externe
Magnetabschirmung ist längs der einander gegenüberliegenden Seiten des Trichters und des
Halses der Röhre vorgesehen. Die Abschirmung erstreckt sich über die Längsachse
hinter dem Hals zum Ableiten von Magnetfeldern weg von der Röhre, indem Zugriff
auf das Ablenkjochgebilde und die Halselemente geschaffen wird. Bei einer zweiten
Ausführungsform ist eine zweite externe Magnetabschirmung orthogonal zu der
erstgenannten externen Abschirmung und in einem Abstand davon vorgesehen.
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In EP-A-0660364 ist eine Farbwiedergabeanordnung beschrieben, die
eine Elektronenstrahlröhre und eine Ablenkeinheit umfasst. Die Wiedergaberöhre
umfasst
eine Ausgleichsspule oder ein Ausgleichsspulensystem, beispielsweise auf der
Außenseite des Jochs der Ablenkeinheit, mit dessen Hilfe Bildfehler und
Konvergenzfehler, verursacht durch das Erdmagnetfeld ausgeglichen werden.
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Bei einer etwaigen Ausführungsform der letzteren Lösung bilden die
Stäbe die Rippen eines Blocks. Wenn eine Wiedergaberöhre in Betrieb gesetzt wird,
ist es wichtig, die Anordnung von Ständen zu entmagnetisieren (vorzugsweise mit
Hilfe eines Wechselfeldes, das in der Zeit abnimmt, so dass die hohe anhysterische
Permeabilität benutzt werden kann. Dazu kann eine Entmagnetisierungsspule
verwendet werden, die mit einer Anregungsschaltung verbunden sein kann. Je größer das
durch die Anordnung definierte Volumen, umso größer ist der magnetische Fluss der
Wiedergaberöhre, der eingefangen werden kann.
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Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine derartige
Ausführungsform einer abgeschirmten Wiedergaberöhre zu schaffen, dass der
ungünstige Effekt des Erdmagnetfeldes auf das Bild (beispielsweise auf die Farbreinheit
desselben) reduziert wird, ohne die Notwendigkeit einer externen Platte oder einer
ungeteilten das Ganze umschließenden Anordnung von Stäben.
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Diese Aufgabe wird dadurch erfüllt, dass eine Anordnung von dem
eingangs erwähnten Typ geschaffen wird mit einer externen Abschirmung, die eine
Anzahl einzelner (d. h. nicht miteinander verbundener) Rahmen aus einem
magnetisierbaren Material aufweist, die um die Wiedergaberöhre vorgesehen sind und die
wenigstens teilweise das Erdmagnetfeld in zwei Richtungen kompensieren, und die
weiterhin wenigstens eine anregbare Spule aufweist zum Kompensieren des Anteils der
Erdmagnetfeldes in der dritten Richtung.
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Wenn die Spule den axialen Anteil des Erdmagnetfeldes kompensiert,
werden die Rahmen vorzugsweise derart vorgesehen, dass ihre Ebene sich senkrecht
zu der Achse der Wiedergaberöhre erstreckt. Wenn die Spule benutzt wird zum
Kompensieren des Erdmagnetfeldes in einer anderen Richtung, dann werden die Rahmen
vorzugsweise im Wesentlichen in der Ebene senkrecht zu der oben genannten
Richtung vorgesehen. Eine Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, dass die Rahmen
"geschlossen" sind, d. h. sie sind aus Stäben zusammengesetzt, deren Endteile miteinander
verbunden sind. Dies bietet den Vorteil, dass sie effektiver abschirmen, dass sie
auf einfachere Art und Weise angebracht werden können und dass sie als Träger Ihr
die Spulen verwendet werden können. Insbesondere werden zwei Rahmen verwendet,
weil zwei Rahmen sich auf einfache Weise installieren lassen und deren
Abschirmungseigenschaften befriedigend sind. Eine andere Ausführungsform weist das
Kennzeichen auf, dass die Rahmen verschiedene Größen haben. Dies bietet den Vorteil,
dass ein Rahmen, zur Höhe der Elektronenquelle in der Größe reduziert werden kann,
so dass diese Einrichtung weniger Raum beansprucht und das folglich auch das
Gehäuse der Röhre in der Größe reduziert werden kann. Die Rahmen können im Schnitt
angepasst werden, so dass sie eine Spule enthalten können. Bei einer anderen
Ausführungsform können feste Rahmen benutzt werden, wobei die Spule auf der Seite
vorgesehen sein kann. Sehr gute Abschirmungseigenschaften werden erzielt mit Hilfe einer
Ausführungsform, bei der die festen Rahmenteile schräg vorgesehen werden,
beispielsweise in einem Winkel im Bereich von 30º bis 60º, vorzugsweise 45º zu der
Ebene senkrecht zu der Achse der Wiedergaberöhre, wobei die Spulen derart
vorgesehen sind, dass sie mit den genannten Rahmenteilen in Kontakt sind. Eine
Ausführungsform, bei der die Rahmen aus Eisen hergestellt sind, bietet den Vorteil, dass die
Materialkosten niedrig sind, indem sie mit den Spulen entmagnetisiert werden, die mit
Rahmenteilen in Berührung sind und die zum Ausgleichen des Erdmagnetfeldes
dienen, führt zu guten magnetischen Abschirmungseigenschaften. Die Erfindung wird
den größten Effekt haben bei Farbwiedergaberöhren, dabei solchen Röhren,
abgesehen von Verzerrung und Änderungen in der Bildhelligkeit auch eine Verfärbung des
Bildes auftreten kann. Die Erfindung kann ebenfalls auf nützliche Weise angewandt
werden bei breiten Wiedergabefenstern mit einem Seitenverhältnis über 4 : 3,
insbesondere 16 : 9, weil bei solchen Wiedergabefenstern mehr Abweichungen in den Ecken des
Schirm auftreten können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 einen Schnitt durch eine Farbwiedergaberöhre mit einer internen
Abschirmung,
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Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ursprungs einer Fehllandung,
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Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform einer
internen Abschirmung,
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Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung einer bekannten
Ausführungsform einer externen Abschirmung aus weichmagnetischen Stäben, die in Form eines
Aquariums vorgesehen sind und die sich im Wesentlichen quer zueinander erstrecken,
in Kombination mit einer internen Abschirmung,
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Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform einer
externen Abschirmung nach der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 6 einen Schnitt durch eine Ausführungsform von Rahmen, die im
Schnitt richtig geformt sind,
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Fig. 7 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Rahmen, wobei
diese Rahmen fest sind und derart vorgesehen, dass sie mit der Ebene senkrecht zu der
Achse der Wiedergaberöhre einen Winkel von 45º einschließen.
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Fig. 1 ist ein horizontaler Schnitt durch die Wiedergaberöhre, die eine
Glashülle aufweist, die aus einem Wiedergabefenster (1), einem Trichter (2) und
einem Hals (3) besteht. In dem genannten Hals (3) ist ein Elektrodensystem (4)
vorgesehen, das drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme aufweist zum Erzeugern von drei
Elektronenstrahlen (5, 6, 7). Die Strahlen werden auf den Wiedergabeschirm (8)
gerichtet, der eine Vielzahl leuchtender Phosphorelemente aufweist. Auf ihren Weg zu
dem Wiedergabeschirm (8) werden die Elektronenstrahlen (5, 6, 7) über den
Wiedergabeschirm (8) mit Hilfe eines Ablenksystems (9), das koaxial um die Röhrenachse
vorgesehen ist, abgelenkt, wobei diese Elektronenstrahlen durch eine
Farbselektionselektrode oder eine Schattenmaske (10) hindurch gehen, die in diesem Fall eine
Metallplatte mit Öffnungen (11) ist. Die drei Strahlen (5, 6, 7) gehen in einem kleinen
Winkel gegenüber einander durch die Öffnungen (11) und folglich trifft jeder Strahl
auf ein Phosphorelement einer anderen Färbe. Innerhalb der Glashülle, die an sich in
einem Gehäuse (12) untergebracht ist, ist eine trichterförmige Magnetfeldabschirmung
(13) vorgesehen.
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Je nach den Umständen, unter denen die Phosphore vorgesehen sind, ist
die Lage der Phosphore für eine Röhrenorientierung optimal und eine Lage auf Erdorientierung
(mit dem zugeordneten örtlichen Erdmagnetfeld) oder für einen feldfreien
Raum. In einer anderen Situation trifft ein Elektron auf einen anderen Punkt der
Schattenmaske. Dies führt zu Abweichungen in dem Bild, die störend wirken,
insbesondere bei Farbwiedergaberöhren. Der Winkel, in dem die Elektronen die Maske
erreichen, ist ebenfalls anders. Wenn die Elektronen auf das falsche Phosphorelement
(Fehllandung) am Schirm auftreffen, kann der Grad der Fehllandung manchmal derart
sein, dass das Elektron auf das Phosphorelement einer falschen Farbe auftrifft, was zu
Farbfehlern führt. Wenn Elektronen zwischen zwei benachbarten Öffnungen in der
Maske auftreffen, sind sie verloren. Dies beeinträchtigt die Helligkeit der Bilder.
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Die innere Abschirmung (13), von der eine Ausführungsform in Fig. 3
dargestellt ist, kompensiert teilweise den Einfluss des Erdmagnetfeldes. Da die
Richtung des störenden Magnetfeldes durch die Orientierung und Lage der Röhre gesteuert
wird, muss die interne Abschirmung mit einem abnehmenden Wechselfeld
entmagnetisiert werden, und zwar jeweils, wenn die Röhre in betrieb gesetzt wird, so dass die
Magnetisierung der genannten Abschirmung sich an eine etwaige andere Situation
anpassen kann. Die Abschirmung muss notwendigerweise ein offenes Ende (16) an
der Seite des Elektronenstrahlerzeugungssystems haben, so dass keine totale
Abschirmung geschaffen werden kann.
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Wenn eine externe Abschirmung aus 12 miteinander verbundenen
weichmagnetischen Stäben verwendet wird, welche die Rippen eines Blocks bilden,
von dem eine Ausführungsform schaubildlich in Fig. 4 dargestellt ist, kann die Anzahl
Fehllandungen um etwa 50% reduziert werden. Ein Nachteil aber dieser Konstruktion
ist, dass es schwer ist sowie aufwendig, diese Konstruktion in einem Monitor zu
installieren.
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Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass zwei
oder mehrere einzelne Rahmen in Kombination mit einer oder mehreren anzuregenden
Spulen wenigstens dasselbe Ergebnis liefern und sich leichter und weniger aufwendig
installieren lassen als die oben beschriebene Gliederung von Stäben. Wenn die Spulen
neben den Rahmen oder in denselben angeordnet werden, kann das Gebilde noch
einfacher installiert werden und es kostet noch weniger Raum. Fig. 6 zeigt, wie eine
Spule in einem Rahmen untergebracht wird, der im Schnitt der Form angepasst ist.
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Fig. 7 ist ein Querschnitt durch einen festen Rahmen mit einer Spule an der Seite. Bei
dieser Ausführungsform schließen die Rahmenteile mit der Ebene, die senkrecht auf
der Achse der Wiedergaberöhre steht, einen Winkel α ein.
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Das Metall der Rahmen dient als Leiter eines wesentlichen Teils der
Feldlinien des lateralen und des vertikalen Erdmagnetfeldes. Der durch die Spulen
fließende Strom erzeugt ein Feld, das örtlich das ganze Erdmagnetfeld kompensieren
kann. Der Strom wird durch eine Einheit gesteuert, die aus einem Sensor Information
über das eindringende Feld erhält, so dass die genannte Einheit die Zeit und die Größe
der Einstellungen ermitteln kann.
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Die Stäbe (17a, b, c und d) aus Fig. 4, die sich von hinten nach vorne
erstrecken, werden durch eine oder mehrere Spulen ersetzt, die längs der
geschlossenen Rahmen vorgesehen werden, die um die Wiedergaberöhre vorgesehen sind. Dies
führt zu einer Einsparung an Raum. Außerdem kann der Rahmen, der sich an der Seite
(181) des Elektronenstrahlerzeugungssystems befindet derart konstruiert werden, dass
es kleiner ist als der Rahmen, der sich an der Seite (19) des Wiedergabeschirms
befindet, was ebenfalls zu einer Einsparung an Raum führt und, außerdem, es ermöglicht,
dass ein Standardrahmen für Monitore verschiedener Größen verwendet wird.
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Andere Vorteile sind:
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- das Metall der Rahmen verstärkt die Wirkung der Spulen, so dass ein
schwächeres Feld ausreicht, was zu einer Einsparung an Energie führt,
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- für die Rahmen kann normales Eisen benutzt werden, statt des üblicherweise
benutzte, teure Siliziumeisen, weil die Spulen benutzt werden können zum
Entmagnetisieren des Eisens, so dass die magnetischen Eigenschaften des genannten normalen
Eisens in die Nähe der magnetischen Eigenschaften von weichmagnetischem Material
kommen,
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- die teure Metallkonstruktion auf der Außenseite der Monitorröhre, die als
elektrische Abschirmung vorgesehen ist, kann teilweise durch die Rahmen ersetzt
werden.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, die Erfindung bezieht sich auf eine
Wiedergabeanordnung mit einer Wiedergaberöhre mit einem Wiedergabeschirm mit
einem Muster von Phosphorelementen. Zum Reduzieren von Fehllandungen von
Elektronenstrahlen ist die Wiedergaberöhre innerhalb einer externen
Magnetabschirmung untergebracht, die durch einen oder mehrere einzelne Rahmen aus Stäben aus
einem magnetisierbaren Material und aus einer oder mehreren Spulen gebildet sind.
Die genannten Spulen können beispielsweise längs der Rahmen vorgesehen sein.