DE972332C - Elektromagnetische Ablenkeinrichtung fuer Kathodenstrahlroehren, insbesondere fuer Fernsehgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Ablenkeinrichtung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Fernsehgeräte, bei der kissen- und tonnenförmige Verzerrungen auf der Bildfläche vermieden sind. Die kissen- und tonnenförmigen Verzerrungen, die die einwandfreie Wiedergabe des Bildes stören, sind zum Teil auf die Krümmung der Schirmfläche zurückzuführen, nämlich dann, wenn der Schirmkrümmungshalbmesser größer oder kleiner ist als die Länge des abgelenkten Kathodenstrahles, zum Teil auf Eigenfehler des Ablenksystems.

Zur Kompensierung von Bildzerrungen, die auf prinzipielle Fehler des Ablenksystems zurückgehen, ist es bereits bekannt, die Ablenkmittel, z. B. elektrostatische Ablenkplatten, geometrisch in besonderer Weise anzuordnen, so daß durch die hierdurch entstandene inhomogene Feldverteilung der Kathodenstrahl verschieden stark abgelenkt und dadurch eine Kompensierung der Verzerrungen erreicht wird. Beispielsweise ist es bei unsymmetrisch geerdeten Ablenkplatten von Kathodenstrahlröhren bekannt, den durch die Unsymmetrie der Felder zwischen dem x- und y-System oder zwischen Anode und ^-System sich ergebenden Trapezfehler durch U-förmige Ausbildung einer Ablenkelektrode und hierdurch erhaltene Feldinhomogenitäten in dem einen Plattensystem auszugleichen.

909 545/38

Bezüglich der Eigenfehler von magnetischen Ablenkvorrichtungen ist es bekannt, daß kissen- oder tonnenförmige Verzerrungen durch Ungleichmäßigkeiten und Krümmungen der Ablenkfelder zustande kommen. Zum Beispiel erzeugen zwei gekrümmte tonnenförmige Ablenkfelder eine Kissenverzeich nung des Bildes.

Man hat bereits eine ungefähre Abschätzung der Bildfehler des Hauptfeldes von magnetischen Ablenksystemen, sei es mit eisenlosen, sei es mit eisenarmierten Spulen, durchgeführt. Hierbei ergab sich, daß bei einem quer zur Ablenkrichtung nach einer meßbaren Funktion abnehmenden oder zunehmenden Feld die Werte für den Fehler dritter Ordnung der Strahl verzerrung berechenbar sind. Ferner ist ein Ablenksystem vorgeschlagen worden, welches ein möglichst geringes Maß von Kissenverzerrungen aufweisen soll. Bei diesem System soll das Ablenkfeld des Hauptablenkraumes konvex gegen den Mittelpunkt des Ablenkraumes gekrümmte Kraftlinien aufweisen. Das Feld wird z. B. durch Polschuhe eines ringförmigen Jochsystems oder durch die Längsleiter von Sattelspulen erzeugt.

Bei der Erfindung handelt es sich nun darum, ein Mittel zur Verringerung der Ablenkfehler von magnetischen Systemen anzugeben, das eine zusätzliche Möglichkeit zur Verringerung der durch die Schirmkrümmung oder durch Eigenfehler des Systems bedingten kissen- oder tonnenförmigen Verzerrungen bietet. Die Erfindung bedient sich zu dem Zweck der Randfelder des Ablenksystems, in denen die Feldkonfiguration nicht in erster Linie durch die Wechselwirkung zwischen den beiden Feldquellen beiderseits des Elektronenstrahls, sondem vorwiegend durch die Begrenzungsform der jeweils näheren Kraftlinienquelle bestimmt ist. Bei einer Ablenkanordnung, die insbesondere bei Fernsehgeräten anzuwenden ist, wird zur Vermeidung von kissen- oder tonnenförmigen Verzerrungen auf der Bildfläche von Kathodenstrahlröhren erfindungsgemäß ein Vor ablenksystem und ein in Strahlrichtung dahinter angeordnetes zweites System verwendet, in welchem die Begrenzungen der Kraftlinienquellen, ζ. B. Polschuhe oder Spulen, in Strahlrichtung konkav oder gegebenenfalls konvex ausgebildet sind. Mit dieser Anordnung kann erreicht werden, daß der Elektronenstrahl durch das Vorablenksystem in die Randgebiete des zweiten Ablenksystems gelenkt wird, in denen das Streufeld wirksam ist. Dabei kann das unmittelbar zwischen den Kraftlinienquellen verlaufende Hauptfeld unverändert und homogen bleiben, so daß keine Dekonzentrierung des Strahls eintritt.

Für die Rasterverzerrung ist der Winkel maßgebend, den die Ebenen, in denen die Kraftlinien verlaufen, mit dem diese schneidenden Elektronenstrahl jeweils besitzen, und außerdem die Krümmung der Kraftlinien. Die Neigung dieser Ebenen, in denen die gekrümmten Kraftlinien verlaufen, ist aber abhängig von der Form der Ablenkmittel, und es kann nun bei entsprechender Formgebung der Ablenkmittel die Lage der Kraftlinienebenen beliebig beeinflußt werden. Zum Beispiel können diese bei Verwendung von Eisenjochen zur Strahlablenkung derart ausgebildet sein, daß die Pole oder Schenkel in der zur Strahlachse senkrechten Ebene, z. B. Stirnebene, im wesentlichen normal zur Richtung des Kathodenstrahls angeordnet sind. Bei einer derartigen Ausbildung besitzt der Kathodenstrahl im abgelenkten Zustand gegen die Ebenen, in denen die jeweils zu schneidenden Kraftlinien liegen, keine Neigung, und es tritt somit hierdurch keine Verzerrung auf, bzw. es kann bei kleinerem Neigungswinkel eine entsprechende durch den Schirm geometrisch bedingte Verzerrung kompensiert werden.

Wichtig für das Maß von tonnenförmigen Verzerrungen ist auch die jeweilige Krümmung der Kraftlinien an der Stelle, an der sie vom Kathodenstrahl geschnitten werden. Es kann somit z. B. bei vorhandenen Streufeldern, die eine Krümmung besitzen, der Kathodenstrahl durch ein Vorablenksystem mehr oder weniger in diese Gebiete gesteuert werden, so daß die Ausbildung oder Vermeidung einer tonnenförmigen Verzerrung erreicht werden kann.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In Fig. ι ist ein Bildraster dargestellt, das an seinen Vertikalbegrenzungen an Stelle des gewünschten geradlinigen Verlaufes 1 z. B. durch die Krümmung des Bildschirmes eine kissenförmige Verzerrung 2 oder z. B. durch einen zu großen Winkel zwischen Kathodenstrahl und Kraftlinienebene eine tonnenförmige Verzerrung 3 besitzt.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierin ist 13 ein Vorablenksystem, welches zu den Ablenkjochen 14 einen mehr oder weniger großen Abstand besitzt. Von diesem Abstand hängt es ab, wie weit der Kathodenstrahl in die gekrümmten Gebiete der Kraftlinien 15 gesteuert wird oder nicht. Für die Ablenkung in die gekrümmten Gebiete der Kraftlinien ist somit maßgebend einerseits die Größe des Ablenkwinkels durch das Vorablenksystem und andererseits der Abstand zwisehen diesem und dem die Kraftlinien ausbildenden Ablenksystem.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung eines Ablenkjoches 4 des zweiten Ablenksystems zur Vertikalablenkung für Kathodenstrahlröhren, dessen Schenkel bzw. Pole winkelförmig ausgebildet sind, so daß der Kathodenstrahl 16 bei seiner Ablenkung nach oben auf die durch den Teil 5 des Ablenkjoches und bei seiner Ablenkung nach unten auf die durch den Teil 6 des Ablenkjoches bewirkte Feldausbildung trifft und damit eine Neigung zu den entsprechenden Kraftlinienebenen 11 nicht aufweist. Bei einer derartigen Anordnung kann z. B. eine tonnenförmige Verzerrung in den beiden seitlichen vertikalen Begrenzungslinien, wie sie bei geraden Ablenkjochen und insbesondere weitwinkligen Kathodenstrahlröhren auftreten würde, vermieden werden. Auf dem Querjoch 7 des Eisenjoches 4 sind die Spulen 8 angeordnet, die von einem sägezahnförmigen Strom durchflossen werden und z. B. mit einem Kippgerät

(ζ. B. Transformatorkippgerät) in Verbindung stehen.

Die Erfindung ist in keiner Weise an dieses gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden, und es kann z. B. auch ein geschlossenes Eisenjoch Verwendung finden, wie dies in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist, und es kann bei einer derartigen Ausführung das obere Querjoch9 gleichfalls eine von Ablenkströmen durchflossen Spule 10 besitzen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 4, bei der die Joche 12 des Eisenkernes konvex bzw. halbkreisförmig ausgebildet sind. In gleicher Weise kann auch eine konkave Ausbildung der Joche, von dem Ablenkschirm aus gesehen, vor-¹S gesehen werden, wenn eine· dadurch bedingte Neigung zwischen Kraftlinienebene und Kathodenstrahl 16 erwünscht ist.

Mit zunehmender Krümmung der Kraftlinien werden die tonnen- bzw. kissenförmigen Verzerrungen erhöht. Um eine derartige Ausbildung des Bildrasters zu erreichen, wird nach einem Ausführungsbeispiel eine Vorablenkung des Elektronenstrahls durch Zeilenablenkspulen derart vorgenommen, daß der Elektronenstrahl bei dem Bildablenk-

*5 joch in Gebiete gesteuert wird, in denen eine starke Krümmung vorhanden ist. Auch eine besondere Formgebung der Joche oder an diesen gegebenenfalls seitlich angeordnete Ablenkbleche können eine gewünschte Krümmung von Kraftlinien bewirken.

Die Erfindung wurde hauptsächlich beschrieben an Ablenksystemen, die aus einem Eisenjoch bestehen, zwischen dessen Polen bzw. Schenkeln sich die Kraftlinien ausbilden. Die Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsform nicht beschränkt, sondem es kann auch durch entsprechende Bemessung, Formgebung und Lage von Ablenkspulen, insbesondere der Stirnleiter, erreicht werden, daß die Stirnkraftlinienebenen eine bestimmte Neigung und Krümmung zum Elektronenstrahl besitzen.

Ferner ist es ohne weiteres möglich, daß als Vorablenksystem an Stelle von Ablenkspulen ein Eisenjoch dient und daß das Ablenksystem in Vertikalrichtung, das die kissen- oder tonnenförmige Verzerrung kompensieren soll, sowie das Vorablenksystem je aus Ablenkspulen oder Ablenkjochen bestehen. Auch kann nicht nur die beschriebene kissen- oder tonnenförmige Verzerrung in Vertikalrichtung vermieden werden, sondern auch in horizontaler Richtung, und zwar durch die gleichen Maßnahmen, nämlich durch entsprechende Wahl des Neigungswinkels zwischen den Ebenen der Kraftlinien, die die Horizontalablenkung bewirken, und dem sie schneidenden Elektronenstrahl und der jeweiligen Krümmung der Kraftlinien. Auch eine Kombination der durch ein Eisenjoch und eine Spule erzeugten Kraftlinien kann vorgenommen werden, z. B. derart, daß in Fig. 3 sowohl die durch das Ablenkjoch4 als auch die Spule8 erzeugten gekrümmten Kraftlinien zur Kompensierung von Rasterverzerrungen dienen.

Der krumme Verlauf der Kraftlinien kann z. B. erzielt werden durch eine besondere Ausbildung oder Benutzung des Streufeldes.

Die Erfindung ist vor allem für Fernsehaufnahmeoder Fernsehempfangsgeräte geeignet, bei denen eine kissen- oder tonnenförmige Verzerrung ausgeglichen werden soll. Dabei muß es sich nicht direkt um kissen- oder tonnenförmige Verzerrungen handeln, sondern es kann eine beliebige Randverzerrung vorhanden sein, und es ist möglich, durch eine entsprechende Anwendung der Erfindung gerade eine Kompensierung einer besonderen Rasterverzerrungsform zu erzielen. Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, Verzerrungen zu kompensieren, die sich gerade auf dem Schirm der Braunschen Röhre ausbilden, sondern kann z. B. auch dazu dienen, auf beliebigen Projektionsflächen od. dgl. eine vollständig lineare Begrenzung des Bildrasters zu gewährleisten. Im übrigen ist die Erfindung aber ganz allgemein bei Kathodenstrahlröhren zu verwenden, bei denen eine gewünschte, insbesondere allseitig geradlinige Abgrenzung der Leuchtfläche erzielt werden soll.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Ablenkeinrichtung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Fernsehgeräte, bei der kissen- und tonnenförmige Verzerrungen auf der Bildfläche vermieden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung aus einem Vorablenksystem und einem in Strahlrichtung danach angeordneten zweiten System besteht, bei welchem die Begrenzungen der Kraftlinienquellen der Ablenkfelder, z. B. Polschuhe oder Spulen, in Strahlrichtung konkav oder konvex gewölbt ausgebildet sind.

2. Ablenkanordnung für Kathodenstrahlröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen entsprechenden Abstand beider Ablenksysteme, z. B. des Bildablenkjoches von dem Zeilenablenksystem, beim Bildablenksystem die Neigung der Feldlinienebene zur Strahlrichtung und die Weite der Ablenkung des Elektronenstrahls in dem gekrümmten Teil der Kraftlinien gewählt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 620 173; Zeitschrift »Television«, Mai 1937, S. 269;

Zeitschrift »Fernsehen und Tonfilm«, 1937, Heft 10, S. 80 und 81;

Zeitschrift »Electronics«, Oktober 1937, S. 19;

Dissertation von Gg. W e η d t: »Über die Abbildungsfehler magnetischer Ablenkfelder«.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 933 405.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 909 545/38 6.59