DE2904302A1

DE2904302A1 - Ablenkeinheit fuer farbfernsehbildroehren

Info

Publication number: DE2904302A1
Application number: DE19792904302
Authority: DE
Inventors: Werner Adrianus Lam Heijnemans; Joris Adelbert Mar Nieuwendijk; Nicolaas Gerrit Vink
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1979-08-09
Also published as: IT7967235A0; AU4390379A; YU41144B; BR7900660A; IT1118324B; JPS5832891B2; PT69176A; NL188484C; GB2013972A; FR2416547B1; GB2013972B; US4237437A; PL213214A1; FR2416547A1; YU26279A; PL126844B1; DE2904302B2; AU530091B2; GB2071406A; FI790357A

Description

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Ablenkeinheit für Farbfernsehbildröhren.

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für eine Färbfernsehbildröhre mit einer Vertikalablenkspule, einer Horizontalablenkspule und mit einem zumindest die Horizontalablenkspule umschliessenden ringförmigen Körper aus weichmagnetischem Werkstoff. In diesem Zusammenhang ist unter einer Horizontalablenlcspule eine aus zwei diametral einander gegenüber angeordneten Spulenteilen bestehende Kombination zum Ablenken eines Elektronenstrahls in einer ersten (horizontalen) Richtung und unter einer Vertikalablenkspule eine aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Spulenteilen bestehende Kombination zum Ablenken eines Elektronenstrahls in einer transversal zur ersten Richtung stehenden (vertikalen) Richtung verstanden. Jeder Ablenkspulenteil kann die Sattelform haben und aus elektrischen Leitern bestehen, die derart gewickelt sind, dass sie einen ersten und einen zweiten Seitenstreifen, ein vorderes und ein rückwärtiges Ende bilden, die zusammen ein Fenster definieren, wobei zumindest das vordere Ende als ho ch& teilender Rand ausgeführt ist (Flansch), wobei die Horizontal- und Vertikalablenkspulen vom ringförmigen Körper aus weichmagtietisehern Werkstoff (vom Kern) umgeben werden oder es können die Horizontalablenkspulenteile die Sattelfon« haben und die Horizontalablenkspule ist vom Kern umgeben, während die Vertikalablenkspuletiteile auf

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dem Kern toroidal gewickelt sind, genannt: Hybridsy.stem.

Für die Wiedergabe von (Färb-)Fernsehbildern werden an die Kombination der Bildröhre und der Elektronenstrahlablenkanordnung bestimmte elektronenoptische Anforderungen gestellt.

So wird gefordert, dass das auf dem Bildschirm geschriebene Raster innerhalb bestimmter enger Grenzen rechteckig und unverzerrt sein soll. Weiterhin darf- die Bildschärfe von der Mitte zum Rand des Schirms hin nur in beschränktem nicht störendem Masse abnehmen.

Für eine Farbfernsehbildröhre mit Farbauswahlelektrode kommen noch zwei Anforderungen dazu. Xn dieser wird die Farbauswahl durch eine exzentrische Anordnung der drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme derart erhalten, dass durch die Offnungen in der Farbauswahlelektrode die Fhosphorpunkte mit einer bestimmten Farbe nur durch die Elektronen des entsprechenden Strahles getroffen werden. Zum Erhalten eines farbreinen Bildes gilt als Anforderung, dass die relativen Farba.uswahlwinkel der drei Strahlen bei der Ablenkung ungeändert bleiben. Dies ist die Landungsanforderung. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, entsteht die Gefahr des Auftretens von Farbflecken.

Eine zweite, genau so wichtige Anforderung ist die, dass sich auf dem ganzen Bildschirm die Auftreffpunkte der drei Elektronenstrahlen decken, so dass die Bilder in den drei Primärfarben vollständig zur Deckung kommen. Dies ist die Konvergenzanforderung. Beim Nichterfüllen dieser Anforderung entstehen störende Farbränder bei Helligkeits- und Farbübergängen.

Wesentlich wichtig für die weitere Entwicklung von Farbfernsehwiedergäbesystemen ist die Einführung der "in-line"-Bildröhre gewesen, bei der die Elektronenstrahlerzeugungssysterae in einer Ebene angeordnet sind. Der Gx"undgedanke dieses Entwurfs ist der, dass es damit möglich sein muss, unter Verwendung stark as'tigmatischer Ablenkfehler automatische Konvergenz (Selbst-

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konvergenz) im ganzen Bildschirm zu erhalten. In nachstehender Beschreibung handelt es sich um einen gewünschten Astigmatismuspegel der Vertikalablenkspule.

Pur einen guten Astigmatismus der Vertikalab— lenkspule muss das Vertikalablenkfeld in der Mitte und an der Bildschirmseite der Ablenkeinheit tonnenförmig verlaufen. Verwirklicht man diesen Verlauf mit einem Satz normaler (gerade gewickelter) toroidaler Vertikalablenkspulenteile oder mit einem Satz normaler (eine konstante mittlere Fensteröffnung besitzender) sattelförmiger Vertikalablenkspulenteile, so bedeutet dies notwendigerweise, dass das erzeugte Magnetfeld an allen Stellen, also auch an der Strahlerzeugungssystemseite, tonnenförmig verläuft. ¥enn es üblich ist, die drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme in der Reihenfolge Rot, Grün, Blau zu positionieren, hat dies zur Folge, dass bei der Ablenkung der grüne Strahl in bezug auf die Mitten des roten und des blauen Strahls nacheilt. Dieser Fehler der Vertikalablerikspule wird mit Koma bezeichnet.

An sich ist es möglich, der Bildkoma durch eine besondere ¥icklungsweise der Vertikalablenkspulenteile zu begegnen: Ein toroidaler Vertikalablenkspulenteil muss dazu schief gewickelt werden, und ein sattelförmiger Vertikalablenkspulenteil derart, dass die mittlere Fensteröffnung in axialer Richtung schwankt. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, d.ass sie, abgesehen vom komplizierten ¥ickelverfaliren, eine kräftigere kissenförmige Ost-¥est-Bildverzerrung einführt.

.. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkeinheit dei¹ eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein komafreies Vertikalablenkfeld mit einer möglichst geringen Ost-West—Bildverzerrung verknüpft.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Ablenkeinheit der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung di.e Vertikalablenkspule derart gewickelt, dass sie, wenn die Ablenkeinheit auf einer Bildröhre mit einem Halsteil, einem Bildschirm und einer zwischenliegenden

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kelchförmigen Aussenflache montiert ist, bei der Erregung ein wenig betont tonnenförmiges Vertikalablenkfeld in ihrer Mitte und an ihrer Schirmseite erzeugt und mit feldformenden Mitteln zum Erzeugen eines betont kissenförmigen Vertikalablenkfeldes an der Halsseite der Ablenkeinheit kombiniert ist. Wie näher erläutert, wird mit einem derartigen Feldverlauf die gestellte Aufgabe: ein Vertikalablenkfeld, das Komakorrektur mit einer minimalen Ost-West-Bildverzerrung verknüpft, erreicht, Eine sehr einfache verwirklichbare, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Ablenkeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die feldfor— menden Mittel zwei weichmagnetische Elemente enthalten, die diametral einander gegenüber ausserhalb der Horizontalablenkspule, im wesentlichen senkrecht auf dem Magnetfeld der Vertikalablenkspule, an der Halsseite der Ablenkeinheit angeordnet sind. Wichtig dabei ist, dass sich die weichmagnetischen Elemente von der Längenachse der Ablenkeinheit aus gesehen ausserhalb der Horizontalablenkspulenteile befinden, wodurch sie das Horizontal— ablenkfeld nicht oder kaum beeinflussen. Die weichmagnetischen Elemente arbeiten auf diese Weise nämlich wie eine Art Verlängerung des die Vertikalablenkspule umgebenden Kerns. .

Die Ausführung der Elemente als kreisförmig gebogene Segmente aus weichmagnetischem Werkstoff erleichtert es, sie insbesondere bei einer Ablenkeinheit mit sogenannten muschelartigen Spulen auf dem Kunststoff spulenträgerkörper (der sog. Kappe) zu montieren, z.B. indem sie auf die Kappe geklebt werden, bevor die Vertikalablenkspulenteile angebracht werden.

AusfUhrungsbeispiele der Erfindung, die sich

ebenfalls auf die Kombination einer Ablenkeinheit nach

. obiger Beschreibung mit einer Farbfernsehbildröhre beziehen, werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Farbfernsehbildröhre mit einer erfindungsgemässen

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Ablenkeinheit,

Fig. 2 schematisch. eine Ansicht eines Querschnitts durch die Einheit nach Fig. 1 entlang der Linie II - II,

Fig. 3 eine Ansicht der in den Einheiten nach Fig. 1 und 2 verwendeten feldformenden Elemente in der Perspektive,

Fig. h eine Ansicht gleich der nach Fig. 3» jedoch eine alternative Ausführung der feldformenden Elemente zeigend,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Ablenkfelder, die bei einer herkömmlichen "in-line"-Farbfernsehbildröhre an der Schirmseite der Ablenkheit erzeugt werden,

Fig. 6 und 7 eine Darstellung der Grosse des Parameters H entlang der z-Achse von Bildröhren mit herkömmlichen Ablenkeinheiten,

Fig. 8 eine Darstellung der Grosse des Parameters H_ entlang der z—Achse einer Bildröhre mit einer erfindungsgemässen Ablenkeinheit,

Fig. 9 j 10 und 11 in der Ablenkeinheit nach der Erfindung erzeugte Vertikalablenkfelder..

Fig. 1 und 2 zeigen eine Farbfernsehbildröhre 1 mit einem Bildschirm 2, einem Hals 3 und einer Elek— tronenstrahlerzeugungssystemkonfiguration h-. Auf der Bildröhre 1 ist eine Elektronenstrahlablenkeinheit 5 montiert. Die Ablenkeinheit 5 enthält einen ringförmigen Körper 6 aus magnetisch permeablem Werkstoff, der eine Horizontalablenkspule 7 und eine Vertikalablenkspule 8 umschliesst. Die Ablenkspulen 7 und 8 bestehen in diesem Falle beide aus einem Spulenteilensatz 11, 12 bzw. 13, 1^ vom sogenannten Muscheltyp, d.h. die hinteren Enden der Wicklungen (d.h. die Ende, die sich nächst zum Hals 3 der Bildröhre befinden) verlaufen an der Strahlerzeuguiigssystemseite parallel zur Längsachse ζ der Bildröhre 1. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Verwendung dieses Sattelspulentyps.

Im Rahmen der Erfindung sind Segmente 9 und

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zwischen den Abkenkspulen 7 und 8 so angeordnet, dass das Segment 9 unter dem Vertikalablenkspulenteil 13 und das Segment 10 unter dem Vertikalablenlcspulenteil 14 liegt. Die Segmente 9 und 10 erstrecken sich dadurch im wesentlichen quer zum Vertikalablenkfeld. Während in Fig. 3 Segmente 9 und 10 dargestellt sind, die aus je einem Stück bestehen (wobei eine Abmessung der Segmente in der z-Richtung beispielsweise 20 mm für eine Ablenkeinheit für eine "in-line"-110°-Bildröhre mit einem 2.6 Zoll Bildschirm in einer sogenannten Di ckhal saus führung ist), bietet das Aufteilen der Segmente 9 und 10 in eine gleiche Anzahl einzelner Abschnitte, z.B. 9a. und 9t> sowie 10A und 10B (Fig. k) den zusätzlichen Vorteil, dass der (2.0rdnungs-)Effekt der Zeilenkoma hierdurch verringert werden kann. Die Segmente 9A und 9B sowie 10A und 10B haben gleiche Form und sind symmetrisch angeordnet. Sie können aus jedem weichmagnetischen Werkstoff mit einer Permeabilität m 7»· 100 hergestellt sein. Der Einfluss der Segmente wird nachstehend näher erläutert. Venn eine "in-line"-Farbfernsehbildröhre mit einer Ablenkeinheit vom astigmatischen Typ, die eine Feldverteilung besitzt, wobei wie in Fig. 5 dargestellt, das Vertikalablenkfeld tonnenförmig und das Horizontalablenkfeld kissenförmig ist, kombiniert ist, ist im Prinzip automatische Konvergenz möglich.

Wie oben beschrieben, muss zum Erreichen eines guten Astigmatismuspegels der Vertikalablenkspule das Vertikalablenkfeld in der Mitte und an der Schirmseite tonnenförmig verlaufen. Bei der Verwendung gerad gewickelter toroidaler Vertikalablenkspulenteile bedeutet dies notwendigerweise, dass das Magnetfeld an allen Stellen, also auchanan der Strahlerzeugungssystemseite, tonnenfSrmig verläuft. Dadurch wird in diesem Fall bei der Ablenkung der grüne Strahl in bezug auf die Mitten des roten Strahls (r) und des blauen Strahls (b) nacheilen (Fig. 5)· Dieser Ablenkfehler wird mit Bildkoma bezeichnet. In Fig. 6 ist eine graphische Darstellung wiedergegeben, die die Schwankung entlang der z-Achse

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des aus der Fachliteratur bekannten Parameters H_ für eine gerade gewickelte toroidale Vertikalablenkspule darstellt. An. der Stelle, an der H positiv ist, ist die Feldlinienkonfiguration in einer Ebene senkrecht auf der z-Achse kissenförmig, und an der Stelle, an der H negativ ist, tonnenförmig. Für die Beschreibung und die Messung von H sei auf die Veröffentlichung von R. Vonk in der "Philips Technischen Rundschau" 32, 1971, Nr. 3/^» S. 61...72 verwiesen. Für ein komafreies Magnetfeld muss der in der axialen Richtung integrierte ¥ert von H klein sein. Für gerade gewickelte toroidale Vertikalablenkspulenteile ist dieser ¥ert jedoch erheblich. Die Bildfehler, wie sie von einer Ablenkeinheit erzeugt werden, werden insbesondere durch die Form der ablenkenden Felder an der Schirmseite der Einheit bestimmt.

Ein tonnenfb'rraiger Verlauf des Magnetfelds der Vertikalablenkspule in diesem Bereich fördert eine kissenförmige Ost-West-Bildverzerrung. Bei der Verwendung geradgewickelter toroidaler Vertikalablenkspulenteile ist das Ausmass der Toimenförmigkeit des Feldes verhältnismässig niedrig, so dass die sich ergebende Ost-West-Kissenverzerrung verhältnismässig niedrig ist (8^B/> ist kennzeichnend) .

Eine Korrekturmöglichkeit für die Bildkoma wird durch schiefes Wickeln toroidaler Vertikalablenkspulenteile gebildet. Hiermit kann man erreichen, dass das Feld an der Strahlerzeugungssystemseite der VertikelabXenkspule kissenförmig wird, wodurch die Koma für den Komaeinfluss des tonnenfδrmigen Feldes weiter nach der Schirmseite der Ablenkeinheit gleichsam vorkorrigiert wird. Der Verlauf des Feldparameters H„ ist dabei wie in Fig. 7 angegeben. Der Nulldurchgang von H liegt nahe dem Ablenkzentrum P. Der integrierte Wert ist jetzt klein. Zum Erhalten eines guten Astigmatismuspegels muss bei der Verwendung schief gewickelter Spulenteile das Vertikalablenkfeld an der Schirmseite der Einheit viel kräftiger tonnenförmig als bei der Verwendung

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geradgewickelter Vertikalabkenkspulenteile sein, wodurch, derartige Spulen eine kräftige kissenförmige Ost-West-Bildverzeichnung aufweisen (i4^ ist hier kennzeichnend).

Hinsichtlich, der Feldformen, die erzeugt werden können, und der Ergebnisse hinsichtlich Astigmatismus, Koma und Rasterfehler gelten für Vertikalablenkspulen mit Spulenteilen vom Satteltyp im grossen und ganzen die gleichen Folgerungen, wie bei den toroidalen Ver— tikalablenkspulen beschrieben.

Die Form des erzeugten Magnetfeldes für eine gewisse axiale Position wird durch die Verteilung der Leiterwindungen in den axialer verlaufenden Teilen der Spulenteile in Höhe der betreffenden axialen Position bestimmt, Ein Mass für diese Verteilung ist die "mittlere Fensteröffnung". Sie wird als der Offnungseinkel O in bezug auf die Achse der Ablenkeinheit definiert. Ein Ablenkspulenteil mit konstanter mittlerer Fensteröffnung erzeugt dabei einen axialen Verlauf des Parameters H analog dem eines gerade gewickelten toroidalen Spulenteils. Durch Variation der mittleren Fensteröffnung in axialer Richtung kann bei einer Sattelspule im grossen und ganzen der gleiche axiale Verlauf von Hp wie bei schief gewickelten toroidalen Vertikalablenkspulenteilen erhalten werden. Das bedeutet, dass auch für eine Vertikalablenkspule mit Ablenkspulenteilen vom Satteltyp mit schwankender Fensteröffnung gelten wird, dass, in-idem man die Bildablenkspule komafrei macht, eine grössere Ost-West-Bildverzerrung entsteht, als im Falle wenn man Koma gewährt. .

Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, dass zum Erhalten einer Kombination eines komafreien Vertikal— ablenkfeldes und einer möglichst günstigen Ost-West-Bildverzerrung ein Verlauf des Parameter H nach Fig. 8 erfordert wird. Der Nullpunkt von H befindet sich jetzt weit vor dem Vertikalablenkzemtrum P an der Elektronen— strahlerzeugungssystemseite der Ablenkeinheit.

Die Voirteilhafte Wirkung dieser Form des H„-Verlaufs kann wie folgt erklärt werden: Das Integral H₀

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liefert einen kleinen Yert, so dass die erzeugte Koma vernachlässigbar klein sein kann. Da das Vertikalablexikfeld tormenförmig in der Mitte und an der Schirmseite der Ablenkeinheit ist, kann der Astigmatusmuspegel der Yex"— tikalablenkspule einen guten Wert bei dennoch, geringerer Tonnenförmigkeit des Vertikalablenkfeldes an der Schirmseite erreichen. Dies fördert eine geringere kissen— förmige Ost-West-Verzerrung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der er— findungsgemässen Ablenkeinheit wird für die Vertikal— ablenkspulenteile eine Leiterverteilung gewählt, die ein Magnetfeld mit einer in der Mitte (Fig. 1O) und an der· Schirmseite (Fig. 9) schwachen Tonnenform erzeugt. Die gewünschte starke Kissenform in einem kleinen Bereich.

an der Halsseite (Fig. 1i) wird durch die Verwendung von Segmenten aus dünnem, magnetischem Werkstoff erzeugt, die als formbestimmendes Element für das Vertikalablenkfeld benutzt wird. Eine einfache Ausführungsform besteht aus zwei halbzylindrisch gebogenen Blechen, die zueinander im Vertikalablenkfeld diametral angeordnet sind und durch zwei Spalte voneinander getrennt sind. Parameter, die die Wirkung dieser feldformenden Elemente beeinflussen, sind die axiale Länge und die Breite der Spalte zwischen ihnen. Bekannte Massnahmen kSnen zum Unterdrücken möglicher Wirbelströme getroffen werden

(Wahl eines hochohmigen Werkstoffes, lamelliertes Bletjh) Wesentlich für eine gute Wirkung ist, dass sich die Segmente von der Achse der Ablenkeinheit aus gesehen ausserhalb der Vertikalablenkspule befinden müssen, um das Vertikalab'lenkfeld nicht oder höchstens auf sekundäre Weise zu beeinflussen. Denn die Segmente arbeiten wie eine Art Verlängerung des Jochringes für die Vertikalablenkspule . Würden sich dagegen die Segmente von der Achse aus gesehen innerhalb der Vertikalablenkspule befinden, würde eine starke, im allgemeinen unerwünschte Beeinflussung des Vertikalablenkfeldes die Folge sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Ablenkeinheit für eine Farbferns ehbildr öhre mit einer Vertikalablenlcspule, einer Horizontalablenkspule und einem zumindest die Horizontalablenkspule um— scliliessenden ringförmigen Körper aus weichraagnetischera Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal— ablenkspule derart gewickelt ist, dass sie, wenn die Ablenkeinheit auf einer Bildröhre mit einem Halsteil, einem Bildschirm und einer zwischenliegenden kelchförmigen Aussenoberflache montiert ist, bei der Erregung ein wenig betont tonnenförmiges Vertikalablenkfeld in der Mitte und an der Schirrnseite der Ablenkeinheit erzeugt, und mit feldfο ratenden Mitteln zum Erzeugen eines betont tonnenförmigen Vertikalablenkfeldes an der Halsseite der Ablenkeinheit kombiniert ist.

2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn— zeiclmet, dass die feldformenden Mittel zwei weichmagnetisch^ Elemente enthalten, die diametral gegenübereinander ausserhalb der Vertikalablenkspule im wesentlichen senkrecht auf dem Magnetfeld der Vertikalablenkspule, an der Halsseite der Ablenkeinheit angebracht sind.

3· Ablenkeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Elemente durch je ein kreisförmiges gebogenes Segment gebildet werden, welche Segmenle in einem vorbestimmten Abstand voneinander angebracht sind.

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h. . Ablenkeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Elemente durch je zumindest zwei zylinderförmig gebogene Segmente gebildet werden, die in vorbestimmten Abständen voneinander angebracht sind. 5· Kombination einer Ablenkeinheit nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, mit einer Farbfernsehbildröhre mit einem Halsteil, einem Bildschirm und einer zwischenliegenden - kelchförmigen Aussenflache, wobei die Ablenkeinheit eine Vertikalablenkspule enthält, die aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Vertikalablenkspulenteilen besteht, die aus je elektrischen Leitern mit derartiger Wicklung gebildet sind, dass sie einen ersten und einen zweiten Seitenstreifen, ein vorderes und ein hinteres Ende bilden, die zusammen ein Fenster definieren, wobei zumindest das vordere Ende von der Längsachse der Bildröhre weggebogen ist und näher zum Bildschirm als das hintere Ende liegt, und wobei die feldformenden Mittel derart angeordnet sind, dass sie das Vertikalablenkfeld schon, aber nicht oder kaum das Horizontalablenkfeld beeinflussen.

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