DE2204100A1

DE2204100A1 - Strahlkonvergenzgerät für Farbbildröhren

Info

Publication number: DE2204100A1
Application number: DE19722204100
Authority: DE
Inventors: John Walter Levittown Pa. Mirsch (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1971-02-03
Filing date: 1972-01-28
Publication date: 1972-08-10
Also published as: NL7201353A; AU476702B2; CA948261A; HK3080A; FR2124249A1; DE2204100C3; JPS569829B1; ES399450A1; DE2204100B2; NL175117C; IT947173B; GB1376844A; AU3793772A; FR2124249B1; NL175117B; US3701065A

Description

7337 -72 Ks/So

U.S. Serial Ho: 112 346
Piled: February J, 1971

RCA Corporation
New York, N. Y., V.St.A.

Stralilkonvergenzgerät für Farbbildröhren.

Beim Botrieb mehrstrahliger Farbbildröhren ist es notwendig, daß die verschiedenen Eleictronenstrahlen in die zur Erzeugung des oi-1 drafters vorgesehene Ablenkzone in solcher Ausrichtung zueinander eintreten, daß sie am Bildschirm konvergieren. Bei der Herstellung einer solchen Röhre ist es praktisch nicht möglich, ■ die atrahlerzeugenden Elektronenkanonen mit einer solchen Genauigkeit auszurichten, daß sich die Strahlen ohne weiteren Zulun ani Bildschirm- breffen. Auscerdem erzeugt das Ablenkjoch, insbesondere wenn es ringförmige Wicklungen hat, Streufelder, welche die Strahlen ungünstig beeinflussen, beispielweise defokussieren. Um solche nachteiligen Einflüsse möglichst klein zu halten, kann man die gewöhnlich in anderen mehrstrahligen Farbbildröhren verwendeten hochpermeablen Elemente wie die inneren Konvergenz-Polschuhe fortlassen, wodurch die Kopplung von ablenkenden Screufeidern in die Vorablenkzone der Strahlen vermindert wird. Allerdings ist auch dann eine Beeinflussung der Strahlen immer noch notwendig, um ihre Konvergenz ara Bildschirm der Rohre zu erreichen.

Um die gewünscht« statische fjurahlkonvergenz zu erhalten, benutzte ni&ri L-iiiht-r Permanentmagnete konobanter Feldstärke. Die uotvoridLv. ,v'ir/cun/j der erzeugten Magnetfelder auf die Strahlen erzi fi L (.·:;■ ,aa'j durch Veränderung de.v. Abstandes zwischen den Magneten und α en aa-iehörigo/i Strahlen. Eine entsprechende Anordnung

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bringt für eine Röhre ohne innere Polschuhe zwei wesentliche Nachteile: einmal ist nur eine einzige lineare Strahlbewegung möglich, und zum anderen werden unerwünschte Randfelder von solchen Magneten ausgestreut, wenn sie von den Strahlen
fortbewegt werden, wodurch die Strahlen in empfindlicheren
Bereichen ungünstig beeinflußt werden.

Das erfindungsgemässe Strahlkonvergenzgerät eignet sich bespnders für Farbbildröhren des sogenannten "Strahlreihen·"·
Typs ("in-line" electron beam type), bei dem die verschiedenen Elektronenstrahlen vom Röhrenstiel in einer gemeinsamen Ebene ausgehen. Das Konvergenzgerät enthält zwei niederpermeable
Permanentmagnete, die auf gegenüberliegenden Seiten des Röhrenstiels sitzen. Diese Magnete erzeugen Felder, welche die
Elektronenstrahlen so beeinflussen, daß sie sich am Bildschirm der Röhre treffen. Damit die erzeugten Felder die gewünschte Wirkung ausüben, sind die Magnete mit geeigneten Justiereinrichtungen versehen, mit denen sich die Stärke und die Orientierung der erzeugten Felder einstellen läßt.In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält jeder Magnet zwei entgegengesetzt magnetisierte keramische Ferritscheiben, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die Scheiben sind zueinander drehbar, um die Stärke des erzeugten Feldes justieren zu können. Ausserdem ist jedes Scheibenpaar als Einheit um eine Achse drehbar, die parallel der Längsachse der Röhre liegt,
sodaß die Orientierung des erzeugten Feldes eingestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert.

Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Farbbildröhre mit drei in einer Reihe angeordneten Strahlsystemen und zeigt die allgemeine Anordnung des erfindungsgemässen

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Strahlkonvergenzgeräts "bezüglich des anderen zum Betrieb der Röhre verwendeten Zubehörs;

Figur 2 ist ein teilweiser Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der Figur lund zeigt die rückwärtige Stirnansicht des Strahlkonvergenzgeräts;

Figur 3 zeigt vergrößert eine der Permanentmagnetanordnungen des Strahlkonvergenzgeräts;

Figur 4 ist eine auseinandergezogene Darstellung der in Figur 3 gezeigten Magnetanordnung und veranschaulicht die Zuordnung ihrer Einzelteile;

Figur 5 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 5-5 der Figur 4 und zeigt die Einzelheiten eines der Halteringe für die Magnete;

Figur 6 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 6-6 der Figur 4 und veranschaulicht die Anordnung und Magnetisierung eines der Magnetelemente des Strahlkonvergenzgeräts;

Figur 7 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Konvergenzgeräts.

In Figur 1 ist eine dreistrahlige Lochmasken-Farbbildröhre dargestellt, bei welcher das erfindungsgemässe Strahlkonvergenzgerät verwendbar ist.Die Röhre 11 hat einen verhältnismäßig breiten trichterförmigen Vorderteil 12 und einen verhältnismäßig schmalen zylindrischen Stiel 13. Die Frontplatte 14 an der Vorderseite des Trichters 12 hat auf ihrer nach hinten weisenden Fläche einen Leuchtschirm 15 bestehend aus einer Vielzahl von Dreiergruppen aus Leuchtstoffpunkten, die von den

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zugeordneten EleKtronenstrahlen erregbar sind und dann in drei verschiedenen Farben, rot, grün und blau,aufleuchten. Hinter dem Schirm Ij befindet sich eine Lochmaske 16, deren einzelne Löcher mit den Leuchtstoffdreiern des Schirms Io ausgerichtet sind und die in Verbindung mit anderen Elementen der Röhre dafür sorgt, daß die drei Elektronenstrahlen auf die ihnen jeweils zugeordneten Leuchtstoffpunkte fallen. Im Stiel 13 der Röhre 11 sind drei Strahlsysteme 17, 18 und 19 angeordnet, die drei Elektronenstrahlen zur Erregung des Schirms 15 erzeugen. Die Strahlsysteme 17, 18 und 19 sind in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet, d.h. sie bilden eine sogenannte "Reihenanordnung".

Aussen auf der Röhre 11 befindet sich im bereich des Übergangs vom Stiel 13 zum Trichter 12 ein Ablenkjoch 21. Das erfindungsgemäße Strahlkonvergenzgerät 22 liegt auf gegenüberliegenden Seiten des Röhrenstiels 13 unmittelbar hinter dem Ablenkjoch Noch weiter hinten auf dem Stiel 13 der Röhre 11 sitzt ein Farbreinheitsgerät 23· Die Farbbildröhre 11 und die beschriebenen Zubehörteile sind mit Ausnahme des Konvergenzgeräts 22 allgemein bekannt und gebräuchlich und werden daher nicht näher beschrieben oder erläutert.

Die in Figur 2 dargestellte allgemeine Rückansicht des Konvergenzgeräts 22 läßt die beiden Magnetaufbauten 24 und 25 erkennen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Höhrenstiels 13 liegen und, als Beispiel, in derselben horizontalen Ebene ausgerichtet sind wie die drei Strahlsysteme 17, 18 und 19. Die Magneteinheiten 24 und 25 sind in einer noch zu beschreibenden Weise an entsprechenden Hälften 26 a und 26 b einer nichtmagnetischen Platte 2ö angeordnet, die den Röhrenstiel 13 umgibt. Weil es wünschenswert ist, das Konvergenzgerät einschließlich seiner Magneteinheiten 24 und 25 unmittelbar hinter dem Ablenkjoch 21 anzuordnen, kann die Platte 2o auch als Klemmen-

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brett fär die Wicklungen des Ablenkjochs dienen. Die beiden tragenden Hälften 26 a und 26 b der Platte 26 werden durch geeignete Mittel, beispielsweise durch zwei Federbügel 27 zus amine ng äi alten.

Figur 3 zeigt (etwa auf das vierfacne vergrößert) die Seitenansicht einer der Magneteinheiten 24, wie sie im zusammengesetzten Zustand auf der Plattenhälfte 26 a befestigt ist. Beide Plattenhälften 2b a und 26 b bestenen aus nichtmagnetischem Material wie beispielsweise Lucit (Plexiglas). Zwei Magnetscheiben (in Fifciur 3 nicht zu sehen) werden innerhalb zweier zugehöriger nichtmagnetischer Halteringe 2d und 2J gehalten und sitzen koaxial auf einer niohtmagnetischen geflanschten Spindel 31, die sich durch die Plattenhälfte 26 a erstreckt.

Fi ur 4 ist eine auseinandergezogene Darstellung der in Figur gezeigten Magneteinheit 24. Die Halteringe 2c und 29 haben jeweils eine mittlere Bohrung 32 und 33, welche die keramischen Magnetscheiben 24 und 25 bündig aufnehmen. Die Magnetscheiben34' und 3^ sind im wesentlichen genauso dick wie die zugehörigen Halteringe 2ö und 29, sodaß die Magnetscheiben mit ihren Oberflächen aneinander anliegen, wenn die Einheit in der in Figur 3 gezeigten Weise zusammengesetzt ist. Die Magnetscheiben 34 und 35 haben jeweils eine zentrale bohrung 36 bzw. 37 mit der sie bündig auf der Spindel 31 sitzen. Die Magnetscheiben 3λ und 35 sitzen innerhalb der Bohrungen 32 und 33 der Halteringe 2d und 29, und die Spindel 31 greift durch die Scheibenbonrungen 36 und 37 in ein Loch 3d der Plattenhälfte 26 a. Die Spindel 31 hat einen Flansch 3J, mit dessen Hilfe die Einzelteile der Kagneteinheit 24 auf der Plattenhälfte 26 a fest zasamriiea^enaiten werden, wie et; in Figur 3 gezeigt ist. Die HaLterin,-;e 2o unu 2j und die von ihnen gehaltenen Magnetscheii.hii 34 und 35 :;ind um eine Ach.se 40 verdrehbar, die parallel

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der Längsachse der bildröhre 11 verläuft. Die in Figur 2 zu sehene Magneteinheit 25 ist in der gleichen Weise aufgebaut.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, ist der Rand des flanschförmigen Abschnitts des Halterings 29 genutet, sodaß Zähne 41 wie bei einem Zahnrad gebildet sind. Die Zähne 41 sollen die Verdrehung des Halterings von Hand und somit die Verdrehung der von ihm gehaltenen Magnetscheibe 35 um die Spindel 31 erleichtern.

Jede der Magnetscheiben besteht wie die in Figur 6 gezeigte Scheibe 35 aus keramischem Material, beispielsweise aus verformbarem Bariumferrit.Ein solches Material hat eine verhältnismäßig niedrige Permeabilität und ist bei Magnetisierung in diametraler Richtung (wie in Figur 6 gezeigt) auf der einen Fläche stärker magnetisiert als auf der anderen. Die in Figur 6 dargestellte Magnetscheibe 35 sollte so in dem in Figur 5 dargestellten Haltering 29 angeordnet sein, daß die stärker magnetisierte Seite dem genuteten Flansch 41 des Halterings abgewandt liegt. Die Magnetscheibe 34 sollte in der gleichen Weise im Haltering 29 angeordnet sein. Auf diese Weise stoßen die stärker magnetisierten Seiten der Magnetscheiben 34 und 35 aneinander, wenn die Einheit gemäß den Figuren 3 und 4 zusammengebaut ist, wodurch ein wirksames Feld zur Herstellung der S&rahlkonver^enz entsteht.

Beim Betrieb des erfindungsgemässen Strahlkonvergenzgeräts wird die Stärke des resultierenden strahlsteuernden Feldes von Hand eingestellt, indem man die beiden Halteringe 2ö und 29 durch Angreifen an den genuteten Rändern (wie der Rand 41 am Haltering 29) gegeneinander verdreht. Wenn beispielsweise die gleichnamigen Pole der Magnetscheiben 34 und 35 beieinander liegen, ist die Feldstärke des resultierenden Feldes

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maximal. Eine minimale Feldstärke erreicht man, wenn der Nordpol der einen Magnetscheibe mit dem Südpol der anderen Magnetscheioe ausgerichtet ist.Zwischenwerte der Feldstärken lassen sich bei gegenseitigen Orientierungen der Magnetscheiben 34 und 35 erreichen, die zwischen den beiden genannten Extremwerten liegen. Die Richtung des resultierenden Feldes ist bestimmt durch die winkelmässige Lage der beiden gegeneinander ausgerichteten Scheiben34 und 35 bezüglich der tragenden Spindel

Die Art und Weise, in welcher das gewünschte Ergebnis mit dem erfindungsgemäßen Konvergenzgerät erreicht wird, ist mit der schematischen Darstellung in Figur 7 veranschaulicht. Es sei angenommen, daß man die gewünschte Konvergenz der Elektronenstrahlen am Bildschirm dadurch erreichen kann, daß man sie symmetrisch zur Längsachse der Röhre in eine gemeinsame Ebene bringt, die mit der unterbrochenen Linie 42 dargestellt ist. Ferner sei angenommen, daß die Strahlen aus den ihnen zugeordneten Strahlsystemen in einer solchen gegenseitigen Lage austreten, wie sie durch die Quadrate 43, 44 und 45 gezeigt ist. Unter diesen als Beispiel zu wertenden Voraussetzungen ist der mittlere Strahl in der richtigen Lage im Zentrum des Röhrenstiels 13 und in der gemeinsamen Ebene 42, wie sie mit dem Kreis 44* angedeutet ist. Der linke Strahl verläuft jedoch bei 43 oberhalb der gemeinsamen Ebene 42 und näher der Mitte des Röhrenstiels 13» als er es zur Konvergenz mit dem mittleren Strahl am Bildschirm tun sollte. Der rechte Strahl verläuft bei 45 unterhalb der gemeinsamen Ebene 42 und weiter von der Mitte des Röhrenstiels weg, als er es zur richtigen Konvergenz mit dem mittleren Strahl tun dürfte.

Eine Drehung der gesamten Magneteinheit 24 um die Achse 40 und der gesamten M&gneteinheit 25 um die Achse 40 hat zur Folge, daß die zugeordneten Elektronenstrahlen eine kreisförmige Bewegung ausführen. Die Größe des Kreises hängt dabei

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ab von der gegenseitigen winkelinä3ijen Einstellung zweier zusammengehörender Magnetscheiben (die der beiden Scheiben 34 und 35 der Figur 4). -Beispielsweise läßt sich der linke Strahl durch geeignete Verdrehung der Magneteinheit 24 um die Achse 40 auf einen beliebigen Ort des Kreises 46 einstellen. Mit dieser Dreheinstellung wird die jeweilige Orientierung des erzeugten Feldes und somit die Richtung bestimmt, in welcher Strahl auf einen ausgewählten Ort auf dem Kreis 4b bewegt wird. Der linke Strahl kann vom Ort 43 zum Ort 43 effektiv längs der Linie 47 bewegt werden. Die Länge dieser Linie ist bestimmt durch die Stärke des erzeugten Feldes, welche eine Funktion der relativen winkelmässigen Einstellung der beiden Magnetscheiben der Einheit 24 ist. Der Winkel der Linie 47 zur gemeinsamen Ebene 42 wird bestimmt durch die Orientierung des erzeugten Feldes, die man durch Verdrehung der Magneteinheit 24 um die Achse 40 auswählt.

In ähnlicher Weise kann der rechte Strahl wirksam vom Ort 45 zum Ort 45 bewegt werden. In diesem Falle ist es nöti_L>, die beiden Magnetscheiben der Einheit 25 gegeneinander zu verdrehen, um eine etwas höhere Feldstärke als die von der Einheit 24 erzeugte Feldstärke zu erhalten, sodaß ein gegenüber dem Kreis 46 größerer Kreis 4ö festgelegt wird. Ausserdem mui3 dieses stärkere Feld durch Verdrehung der Magneteinheit 25 um die Achse 40 so orientiert werden, daß die diametrale Linie 49, welche den effektiven Weg der Strahlbewegunj; darstellt, in einem solchen Winkel zur gemeinsamen Ebene 42 ausgerichtet wird, da-s sich der Strahl vom Ort 45 zum Ort 45 bewegen kann.

Wegen des zwangsläufig geringen gegenseitigen Abstandes der Elektronenstrahlen innerhalb des Stiels 13 der Röhre 11 und wegen der von den Magneteinheiten 24 und 25 erzeugten Handfelder ist es notwendig, eine oder beide Magneteinheiten nach

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der Einstellung der anderen nachzujustieren. Die Erfahrung mit einem solchen Gerät hat gezeigt, daß eine gute Konvergenz der drei Strahlen am Bildschirm mit einem Minimum an Aufwand erreichbar ist.

Die verhältnismässig niedrige Permeabilität der Magneteinheiten 24 und 25 und das Fehlen verhältnismäßig hochpermeabler Bauteile wie beispielweise innerer Polschuhe in der Nähe aer Elektronenstrahlen stellt sicher, daß die Kopplung des vom Ablenkjoch 21 erzeugten Feldes in den von den Strahlen eingenommenen Vorablenkbereich, wenn überhaupt, äußerst gering ist. Da ausserdem die Magneteinheiten 24 und 25 immer den gleichen Abstand von den SleKtronenstrahlen haben, quellen die von ihnen erzeugten Felder nicht aus, um die Strahlen in empfindlicheren Bereichen ungünstig zu beeinflussen. Wenn auch die Magrieteinheiten vorstehend als in gemeinsamer Ebene mit den Strahlen befindlich beschrieben wurden, sind sie nicht auf eine solche Anordnung beschränkt, weil sie in einer Weise arbeiten, bei der Streikbewegungen in den Koordinatenrichtungen X und Y erzeugt werden. Daher ist die winkelmässige Anordnung der Magneteinheiten 24 und 25 bezüglich der Längsachse der Bildröhre 11 nicht kritisch.

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Claims

Patentansprüche

lJ Strahlkonvergenzgerät für eine Farbbildröhre, bei welcher mehrere Elektronenstrahlen im Röhrenstiel in gemeinsamer Ebene austreten und auf ihrem Weg zum Röhrenschirm eine Zone im Röhrenstiel durchlaufen, die frei von inneren magnetisierbaren Polschuhen ist, gekennzeichnet durch zwei permanentmagnetische Magneteinheiten (24,25), die auf gegenüberliegenden Seiten der besagten freien Zone des Röhrenstiels (13) angeordnet sind und Magnetfelder erzeugen, deren jedes hauptsächlich jeweils einen zugeordneten der Elektronenstrahlen beeinflußt, und eine Justiereinrichtung (31, 28, 2y) zur Justierung der Stärke und Richtung des Feldes jeder Magneteinheit, wobei mit der Feldrichtungsjustierung eine (z.B. 47) von vielen Richtungen, einschließlich einer zu einer diagonalen des Röhrenschirms (15) parallelen Richtung, auswählbar ist, in der sich der zugeordnete Elektronenstrahl verschieben Iäi3t.

2» Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Magneteinheit (24, 25) zwei magnetisierte Scheiben (34, 35) aus niederpermeablem Material aufweist, die zueinander koaxial auf einer Halterung (31) angeordnet sind und jeweils in diametraler Richtung magnetisiert sind, und daß die beiden Scheiben zur Veränderung der Stärke des von ihnen erzeugten Feldes gegeneinander verdrehbar sind.

3. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Magneteinheit (24, 25) zur Änderung der Richtung des von ihr erzeugten Feldes insgesamt um eine der Längsachse der Röhre (11) parallele Achse (40) verdrehbar ist.

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4. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisieren Scheiben (34, 35) Keramikteile aus Bariumferrit sind und auf einer Seite stärker magnetisiert sind als auf der aaderen, und daß die magnetisierten Scheiben in jeder Magneteinheit (24, 25) mit ihren stärker magnetisierten Seiten aneinander anliegen.

5. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für die Scheiben (34, 35) jeweils eine nichtmagnetische Spindel (31) enthält, und daß die Scheiben eine zentrale Bohrung (36, 37) haben, die bündig auf die Spindel paßt.

6. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung ferner einen nichtmagnetischen Haltering (2β, 29) enthält, dessen Innendurchmesser so auf den Aussendurchmesser einer zugehörigen Scheibe (34, 35) paßt, daß die Scheibe fest im Haltering sitzt.

7. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung ferner eine nichtmagnetische Platte (26) aufweist, die senkrecht zur Längsachse der Röhre (11) angeordnet ist und den Röhrestiel (13) umschließt und die auf gegenüberliegenden Seiten des Röhrenstiels in der gemeinsamen Ebene der austretenden Elektronenstrahlen jeweils ein Querloch (3o) zur Aufnahme der Spindel (31) einer Magneteinheit hat.

8. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spindel (31) an einem Ende einen Flansch (39) hat, der die Bewegungsmöglichkeiten der Halteringe (2ö, 23)

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zwJs chen sich und der Platte (26) auf Drehbewegungen beschränkt.

9. Strahlkonvergenzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (28, 29) genutete Umfangsränder (41) aufweisen, an denen sie zur Drehung der Scheiben zum Zwecke der Justierung von Stärke und Sichtung des erzeugten Magnetfeldes ergriffen werden können.

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